JP2019208100A - Successive comparison a/d converter circuit - Google Patents

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Abstract

To widen an input range while achieving high speed and downsizing.SOLUTION: An ADC 1 includes: samplers 3, 4 which sample and hold an analog signal input via switches S1 to S4; a comparator 6; a DAC5 in which a capacitor array is connected to an input terminal of the comparator 6; a SAR7; and a control circuit 8 for controlling operations of switches S1 to S4 and the samplers 3, 4. The control circuit 8 controls each operation so that another sampler different from a predetermined sampler circuit performs a hold operation during a period in which a given sampler performs a sample operation. The control circuit 8 controls each operation so that the analog signal is divided by a capacitance ratio between capacitors CS1, CS2 and capacitance of the D/A converter 5 when the hold operation is performed by connecting one terminal of the capacitors CS1, CS2 of the samplers 3, 4 to a reference voltage VRHP and connecting the other terminal of the capacitors CS1, CS2 to the input terminal of the comparator 6.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、逐次比較A/D変換回路に関する。   The present invention relates to a successive approximation A / D conversion circuit.

従来、逐次比較A/D変換回路としては、様々な構成が考えられている。例えば、特許文献1には、入力信号を減衰させることにより、A/D変換回路内部の構成であるD/A変換器、コンパレータなどに比較的耐圧の低いMOSトランジスタを使用可能とし、回路面積の縮小を図る構成が開示されている。また、特許文献2には、2つのA/D変換部を備え、一方のA/D変換部がサンプルホールド処理を行うときに他方のA/D変換部がA/D変換処理を行うように制御する構成が開示されている。   Conventionally, various configurations have been considered as successive approximation A / D conversion circuits. For example, in Patent Document 1, by attenuating an input signal, a MOS transistor having a relatively low withstand voltage can be used for a D / A converter, a comparator, and the like, which are internal components of an A / D converter circuit. A configuration for reducing the size is disclosed. Further, Patent Document 2 includes two A / D conversion units so that when one A / D conversion unit performs sample hold processing, the other A / D conversion unit performs A / D conversion processing. A configuration to control is disclosed.

特開2010−166298号公報JP 2010-166298 A 特開2007−288609号公報JP 2007-288609 A

上記した特許文献1および特許文献2の構成も含め、従来の逐次比較A/D変換回路では、高速化、小型化および広入力範囲の全てを実現するようなものはなく、A/D変換回路としての性能を向上させるという観点において改善の余地があった。   In the conventional successive approximation A / D converter circuit including the configurations of Patent Document 1 and Patent Document 2 described above, there is no one that realizes all of high speed, downsizing, and wide input range. There was room for improvement in terms of improving the performance as.

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、高速化および小型化を実現しつつ、入力範囲を広くすることができる逐次比較A/D変換回路を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a successive approximation A / D conversion circuit capable of widening an input range while realizing high speed and downsizing.

請求項1に記載の逐次比較A/D変換回路は、入力信号である複数のアナログ信号の中から任意のアナログ信号を選択して入力するためのスイッチ(S1〜S6)と、スイッチを介して入力されるアナログ信号をサンプルおよびホールドする複数のサンプルホールド回路(3、4、22)と、サンプルおよびホールドされたアナログ信号を差動入力間で比較するためのコンパレータ(6、32)と、容量アレイ(10)がコンパレータの入力端子に接続される構成のD/A変換器(5)と、コンパレータによる比較結果を表す信号を保持し、その保持結果に応じたデジタル値を出力する逐次比較レジスタ(7)と、スイッチおよびサンプルホールド回路の動作を制御する動作制御部(8)と、を備える。   The successive approximation A / D conversion circuit according to claim 1 includes a switch (S1 to S6) for selecting and inputting an arbitrary analog signal from a plurality of analog signals that are input signals, and a switch. A plurality of sample and hold circuits (3, 4, 22) for sampling and holding an input analog signal, a comparator (6, 32) for comparing the sampled and held analog signals between differential inputs, and a capacitor A D / A converter (5) having a configuration in which the array (10) is connected to an input terminal of the comparator, and a successive approximation register that holds a signal representing a comparison result by the comparator and outputs a digital value corresponding to the holding result (7) and an operation control unit (8) for controlling the operation of the switch and the sample hold circuit.

上記構成において、サンプルホールド回路は、アナログ信号をサンプルするためのサンプリング容量(CS1、CS2、CS3)を含む。また、動作制御部は、所定のサンプルホールド回路がサンプル動作を行う期間、その所定のサンプルホールド回路とは異なる別のサンプルホールド回路がホールド動作を行うようにサンプルホールド回路の動作を制御する。   In the above configuration, the sample hold circuit includes sampling capacitors (CS1, CS2, CS3) for sampling an analog signal. In addition, the operation control unit controls the operation of the sample and hold circuit so that another sample and hold circuit different from the predetermined sample and hold circuit performs the hold operation during a period in which the predetermined sample and hold circuit performs the sample operation.

一般的な逐次比較A/D変換回路において、アナログ信号がデジタル値へと変換されるまでには、少なくとも、アナログ信号をサンプルするサンプリング期間と、アナログ信号をホールドするとともにコンパレータによる比較動作などが行われるA/D変換期間と、を足し合わせた期間が必要となる。一方、上記構成では、所定のサンプルホールド回路により所定のアナログ信号がサンプリングされる期間に、別のサンプルホールド回路がホールド動作を行うとともにコンパレータによる比較動作が行われる。   In a general successive approximation A / D conversion circuit, at least a sampling period for sampling an analog signal, an analog signal is held, and a comparison operation by a comparator is performed before the analog signal is converted into a digital value. A period in which the A / D conversion period to be added is added. On the other hand, in the above configuration, another sample-hold circuit performs a hold operation and a comparator performs a comparison operation during a period in which a predetermined analog signal is sampled by the predetermined sample-hold circuit.

すなわち、上記構成によれば、所定のアナログ信号のためのサンプリング期間と、別のアナログ信号のためのA/D変換期間と、が重複することになる。そのため、上記構成によれば、一般的な逐次比較A/D変換回路に対し、1つのアナログ信号をデジタル値に変換するまでの所要時間を、上記したように重複期間が生じる分だけ、短縮することができる。言い換えると、上記構成によれば、一般的な逐次比較A/D変換回路に対し、A/D変換回路の動作速度を高めることができる。   That is, according to the above configuration, a sampling period for a predetermined analog signal overlaps with an A / D conversion period for another analog signal. Therefore, according to the above-described configuration, the time required to convert one analog signal into a digital value is reduced by an amount corresponding to the overlap period as described above with respect to a general successive approximation A / D conversion circuit. be able to. In other words, according to the above configuration, the operation speed of the A / D conversion circuit can be increased as compared with a general successive approximation A / D conversion circuit.

また、この場合、動作制御部は、ホールド動作が行われる際、サンプリング容量の一方の端子をアナログ信号の電圧よりも高い基準電圧に接続するとともにサンプリング容量の他方の端子をコンパレータの入力端子に接続することにより、アナログ信号をサンプリング容量とD/A変換器の容量との容量比で分圧するように、サンプルホールド回路の動作を制御する。   In this case, when the hold operation is performed, the operation control unit connects one terminal of the sampling capacitor to a reference voltage higher than the voltage of the analog signal and connects the other terminal of the sampling capacitor to the input terminal of the comparator. Thus, the operation of the sample and hold circuit is controlled so that the analog signal is divided by the capacity ratio between the sampling capacity and the capacity of the D / A converter.

このような構成によれば、コンパレータの入力端子には、アナログ信号を、サンプリング容量とD/A変換器の容量との容量比で分圧された分圧電圧が与えられることになる。そのため、上記構成によれば、サンプリング容量としては、入力されるアナログ信号の電圧値に応じた耐圧を有するものを採用する必要がある一方で、D/A変換器の容量としては、アナログ信号の電圧値よりも低い電圧値となる分圧電圧に応じた比較的低い耐圧を有するものを採用することができる。   According to such a configuration, the divided voltage obtained by dividing the analog signal by the capacity ratio between the sampling capacitor and the D / A converter is applied to the input terminal of the comparator. Therefore, according to the above configuration, it is necessary to employ a sampling capacitor having a withstand voltage corresponding to the voltage value of the input analog signal, while the capacitance of the D / A converter is A voltage having a relatively low breakdown voltage according to the divided voltage having a voltage value lower than the voltage value can be employed.

また、この場合、アナログ信号の電圧値が高い場合でも、コンパレータの入力端子には、そのアナログ信号の電圧値よりも低い電圧値となる分圧電圧が与えられることになるため、アナログ信号の入力範囲を拡大したとしても、コンパレータを比較的低い耐圧の素子により構成することができる。つまり、上記構成では、コンパレータおよびD/A変換器などの内部回路を低耐圧の素子により構成することが可能であるため、その分だけ回路規模を小さく抑えることができる。このように、上記構成の逐次比較A/D変換回路によれば、高速化および小型化を実現しつつ、入力範囲を広くすることができるという優れた効果が得られる。   In this case, even when the voltage value of the analog signal is high, a divided voltage that is lower than the voltage value of the analog signal is applied to the input terminal of the comparator. Even if the range is expanded, the comparator can be composed of elements having a relatively low breakdown voltage. That is, in the above configuration, internal circuits such as a comparator and a D / A converter can be configured with low-breakdown-voltage elements, so that the circuit scale can be reduced accordingly. As described above, according to the successive approximation A / D conversion circuit having the above-described configuration, it is possible to obtain an excellent effect that the input range can be widened while realizing high speed and downsizing.

第1実施形態に係る逐次比較A/D変換回路の構成を模式的に示す図The figure which shows typically the structure of the successive approximation A / D conversion circuit which concerns on 1st Embodiment. 第1期間における各スイッチのオンオフ状態を説明するための構成図The block diagram for demonstrating the on-off state of each switch in a 1st period 第2期間における各スイッチのオンオフ状態を説明するための構成図The block diagram for demonstrating the on-off state of each switch in a 2nd period 信号IN1〜IN4の順に繰り返しサンプリングする制御が行われる際における動作を説明するためのタイミングチャートTiming chart for explaining the operation when the sampling is repeatedly performed in the order of the signals IN1 to IN4. 遷移期間に設けられるデッドタイムを説明するためのタイミングチャートTiming chart for explaining the dead time provided in the transition period 図2に対し、D/A変換器の構成を具体的に表すよう変更が加えられた図FIG. 2 is a diagram in which changes are made to specifically represent the configuration of the D / A converter. 図3に対し、D/A変換器の構成を具体的に表すよう変更が加えられた図FIG. 3 is a diagram in which changes are made to specifically represent the configuration of the D / A converter. サンプリング回路の入出力電圧を模式的に示す図Diagram showing input / output voltage of sampling circuit 各部の信号波形および各チャンネルの動作状態を示すタイミングチャートTiming chart showing the signal waveform of each part and the operating state of each channel 遷移期間の動作を含む動作の詳細を説明するための図その1FIG. 1 for explaining details of the operation including the operation in the transition period 遷移期間の動作を含む動作の詳細を説明するための図その2FIG. 2 for explaining details of the operation including the operation in the transition period 遷移期間の動作を含む動作の詳細を説明するための図その3FIG. 3 for explaining details of the operation including the operation in the transition period 遷移期間の動作を含む動作の詳細を説明するための図その4FIG. 4 for explaining details of the operation including the operation in the transition period 遷移期間の動作を含む動作の詳細を説明するための図その5FIG. 5 for explaining details of the operation including the operation in the transition period 遷移期間の動作を含む動作の詳細を説明するための図その6FIG. 6 for explaining details of the operation including the operation in the transition period 遷移期間の動作を含む動作の詳細を説明するための図その7FIG. 7 for explaining details of the operation including the operation in the transition period 第2実施形態に係る逐次比較A/D変換回路の構成を模式的に示す図The figure which shows typically the structure of the successive approximation A / D conversion circuit which concerns on 2nd Embodiment. 信号IN1〜IN6の順に繰り返しサンプリングする制御が行われる際における動作を説明するためのタイミングチャートTiming chart for explaining the operation when the sampling is repeatedly performed in the order of the signals IN1 to IN6. 第1および第2実施形態に係る逐次比較A/D変換回路が備えるコンパレータの具体的な構成を示す図The figure which shows the specific structure of the comparator with which the successive approximation A / D conversion circuit which concerns on 1st and 2nd embodiment is provided. 第1および第2実施形態に係るD/A変換器およびコンパレータの動作を説明するためのタイミングチャートTiming chart for explaining operations of the D / A converter and the comparator according to the first and second embodiments 第3実施形態に係る逐次比較A/D変換回路の構成を模式的に示す図The figure which shows typically the structure of the successive approximation A / D conversion circuit which concerns on 3rd Embodiment. 第3実施形態に係るD/A変換器およびコンパレータの動作を説明するためのタイミングチャートTiming chart for explaining operations of the D / A converter and the comparator according to the third embodiment 第4実施形態に係る逐次比較A/D変換回路の構成を模式的に示す図The figure which shows typically the structure of the successive approximation A / D conversion circuit which concerns on 4th Embodiment. 第4実施形態に係る逐次比較A/D変換回路の動作を説明するためのタイミングチャートTiming chart for explaining the operation of the successive approximation A / D conversion circuit according to the fourth embodiment 第5実施形態に係る逐次比較A/D変換回路の構成を模式的に示す図The figure which shows typically the structure of the successive approximation A / D conversion circuit which concerns on 5th Embodiment. 第5実施形態に係る逐次比較A/D変換回路の動作を説明するためのタイミングチャートTiming chart for explaining the operation of the successive approximation A / D conversion circuit according to the fifth embodiment

以下、複数の実施形態について図面を参照して説明する。なお、各実施形態において実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
(第1実施形態)
以下、第1実施形態について図1〜図16を参照して説明する。
Hereinafter, a plurality of embodiments will be described with reference to the drawings. In each embodiment, substantially the same components are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment will be described with reference to FIGS.

図1に示すA/D変換回路1は、例えば車両に搭載される電子制御装置に用いられるものであり、半導体集積回路、つまりICとして構成されている。A/D変換回路1は、スイッチS1〜S4、バッファ2、サンプルホールド回路3、4、D/A変換器5、コンパレータ6、逐次比較レジスタ7、制御回路8などを備えている。なお、以下、A/D変換回路のことをADCとも呼び、D/A変換器のことをDACとも呼び、サンプルホールド回路のことをサンプラとも呼ぶこととする。   An A / D conversion circuit 1 shown in FIG. 1 is used, for example, in an electronic control device mounted on a vehicle, and is configured as a semiconductor integrated circuit, that is, an IC. The A / D conversion circuit 1 includes switches S1 to S4, a buffer 2, sample hold circuits 3 and 4, a D / A converter 5, a comparator 6, a successive approximation register 7, a control circuit 8, and the like. Hereinafter, the A / D conversion circuit is also referred to as ADC, the D / A converter is also referred to as DAC, and the sample hold circuit is also referred to as sampler.

ADC1は、端子P1〜P4を介して入力される複数のアナログ信号である入力信号IN1〜IN4を、それら入力信号IN1〜IN4に対応するデジタル値Doに変換して出力する逐次比較A/D変換回路である。この場合、ADC1は、差動入力の構成となっているが、図1などでは、2つの入力のうち一方(正側)に関連する構成だけを図示し、2つの入力のうち他方(負側)に関連する構成の図示は省略している。なお、以下では、ADC1のうち正側に関連する構成について説明するが、負側に関連する構成も正側に関連する構成と同様のものとなっている。   The ADC 1 converts the input signals IN1 to IN4, which are a plurality of analog signals input via the terminals P1 to P4, into digital values Do corresponding to the input signals IN1 to IN4 and outputs them, and the successive approximation A / D conversion Circuit. In this case, the ADC 1 has a differential input configuration. In FIG. 1 and the like, only the configuration related to one (positive side) of the two inputs is illustrated, and the other of the two inputs (negative side). The illustration of the configuration related to) is omitted. In the following, the configuration related to the positive side of the ADC 1 will be described, but the configuration related to the negative side is the same as the configuration related to the positive side.

スイッチS1〜S4は、4つの信号IN1〜IN4の中から任意の信号を選択して入力するためのスイッチであり、端子P1〜P4のそれぞれとバッファ2の入力端子との間を開閉する。バッファ2は、信号IN1〜IN4のレベル変換およびインピーダンス変換を行うために設けられている。なお、図1などでは、バッファ2の出力電圧を電圧VINPとして表す。   The switches S1 to S4 are switches for selecting and inputting an arbitrary signal from the four signals IN1 to IN4, and open / close between each of the terminals P1 to P4 and the input terminal of the buffer 2. The buffer 2 is provided for performing level conversion and impedance conversion of the signals IN1 to IN4. In FIG. 1 and the like, the output voltage of the buffer 2 is expressed as a voltage VINP.

サンプラ3は、スイッチS1〜S4を介して入力される信号IN1〜IN4をサンプルおよびホールドするものであり、スイッチSSH1、SHH1、SR1、SSL1、SHL1、SRおよびキャパシタCS1を備えている。なお、スイッチSRは、後述するサンプラ4と共用されるようになっている。   The sampler 3 samples and holds signals IN1 to IN4 input via the switches S1 to S4, and includes switches SSH1, SHH1, SR1, SSL1, SHL1, SR and a capacitor CS1. Note that the switch SR is shared with a sampler 4 described later.

スイッチSSH1は、バッファ2の出力端子とノードN1との間を開閉する。キャパシタCS1は、アナログ信号をサンプルするためのサンプリング容量に相当するものであり、その一方の端子はノードN1に接続され、その他方の端子はノードN2に接続されている。   The switch SSH1 opens and closes between the output terminal of the buffer 2 and the node N1. Capacitor CS1 corresponds to a sampling capacitor for sampling an analog signal, and one terminal thereof is connected to node N1, and the other terminal is connected to node N2.

スイッチSHH1は、ノードN1と基準電圧VRHPが供給される基準電圧供給ラインL1との間を開閉する。スイッチSR1は、ノードN1と基準電圧VRLMが供給される基準電圧供給ラインL2との間を開閉する。スイッチSSL1は、ノードN2と基準電圧VRHMが供給される基準電圧供給ラインL3との間を開閉する。スイッチSHL1は、ノードN2とDAC5の出力ノードが接続されるコモンラインL4との間を開閉する。スイッチSRは、基準電圧供給ラインL2と電圧供給ラインL4との間を開閉する。   The switch SHH1 opens and closes between the node N1 and the reference voltage supply line L1 to which the reference voltage VRHP is supplied. The switch SR1 opens and closes between the node N1 and the reference voltage supply line L2 to which the reference voltage VRLM is supplied. The switch SSL1 opens and closes between the node N2 and the reference voltage supply line L3 to which the reference voltage VRHM is supplied. The switch SHL1 opens and closes between the node N2 and the common line L4 to which the output node of the DAC 5 is connected. The switch SR opens and closes between the reference voltage supply line L2 and the voltage supply line L4.

サンプラ4は、スイッチS1〜S4を介して入力される信号IN1〜IN4をサンプルおよびホールドするものであり、スイッチSSH2、SHH2、SR2、SSL2、SHL2、SRおよびキャパシタCS2を備えている。スイッチSSH2は、バッファ2の出力端子とノードN3との間を開閉する。キャパシタCS2は、サンプリング容量に相当するものであり、その一方の端子はノードN3に接続され、その他方の端子はノードN4に接続されている。   The sampler 4 samples and holds signals IN1 to IN4 input via the switches S1 to S4, and includes switches SSH2, SHH2, SR2, SSL2, SHL2, SR and a capacitor CS2. The switch SSH2 opens and closes between the output terminal of the buffer 2 and the node N3. Capacitor CS2 corresponds to a sampling capacitor, and one terminal thereof is connected to node N3, and the other terminal is connected to node N4.

スイッチSHH2は、ノードN3と基準電圧供給ラインL1との間を開閉する。スイッチSR2は、ノードN3と基準電圧供給ラインL2との間を開閉する。スイッチSSL2は、ノードN4と基準電圧供給ラインL3との間を開閉する。スイッチSHL2は、ノードN4と電圧供給ラインL4との間を開閉する。   The switch SHH2 opens and closes between the node N3 and the reference voltage supply line L1. The switch SR2 opens and closes between the node N3 and the reference voltage supply line L2. The switch SSL2 opens and closes between the node N4 and the reference voltage supply line L3. The switch SHL2 opens and closes between the node N4 and the voltage supply line L4.

本実施形態では、基準電圧VRHP、VRLM、VRHMは、それぞれ4V、0V、0Vに設定されている。この場合、基準電圧VRHPの電圧値は、信号IN1〜IN4の電圧よりも高くなっている。したがって、本実施形態では、基準電圧VRHPは、信号IN1〜IN4の電圧よりも高い基準電圧に相当する。   In the present embodiment, the reference voltages VRHP, VRLM, and VRHM are set to 4V, 0V, and 0V, respectively. In this case, the voltage value of the reference voltage VRHP is higher than the voltages of the signals IN1 to IN4. Therefore, in this embodiment, the reference voltage VRHP corresponds to a reference voltage that is higher than the voltages of the signals IN1 to IN4.

コンパレータ6は、サンプラ3、4によりサンプルおよびホールドされたアナログ信号を差動入力間で比較するためのものであり、全差動の構成となっている。コンパレータ6の正側入力端子は電圧供給ラインL4に接続されている。また、コンパレータ6の負側入力端子は、電圧VINCMが与えられる負側の電圧供給ラインL5に接続されている。電圧供給ラインL4、L5間には、スイッチSRPMが接続されている。コンパレータ6の出力信号は、逐次比較レジスタ7に与えられる。   The comparator 6 is for comparing the analog signals sampled and held by the samplers 3 and 4 between the differential inputs, and has a fully differential configuration. The positive input terminal of the comparator 6 is connected to the voltage supply line L4. The negative input terminal of the comparator 6 is connected to a negative voltage supply line L5 to which the voltage VINCM is applied. A switch SRPM is connected between the voltage supply lines L4 and L5. The output signal of the comparator 6 is given to the successive approximation register 7.

逐次比較レジスタ7は、ロジック回路などから構成されている。逐次比較レジスタ7は、コンパレータ6による比較結果を表す信号を保持し、その保持結果に応じたデジタル値Doを出力する。また、逐次比較レジスタ7は、上記デジタル値Doに基づいて、DAC5の動作を制御するための信号を出力する。なお、以下、逐次比較レジスタのことをSARと省略する。   The successive approximation register 7 is composed of a logic circuit and the like. The successive approximation register 7 holds a signal representing a comparison result by the comparator 6 and outputs a digital value Do corresponding to the holding result. The successive approximation register 7 outputs a signal for controlling the operation of the DAC 5 based on the digital value Do. Hereinafter, the successive approximation register is abbreviated as SAR.

制御回路8は、ADC1によるA/D変換の動作の全般を制御する。上述したスイッチS1〜S4、SRPMおよびサンプラ3、4が備える各スイッチは、例えばアナログスイッチから構成されており、制御回路8からの信号によりオンオフされるようになっている。また、制御回路8は、SAR7に対して、その動作を制御するための制御信号を出力する。本実施形態では、制御回路8は、スイッチS1〜S4およびサンプラ3、4の動作を制御する動作制御部に相当する。   The control circuit 8 controls the overall operation of A / D conversion by the ADC 1. Each of the switches included in the above-described switches S1 to S4, SRPM, and samplers 3 and 4 is composed of an analog switch, for example, and is turned on / off by a signal from the control circuit 8. The control circuit 8 outputs a control signal for controlling the operation to the SAR 7. In the present embodiment, the control circuit 8 corresponds to an operation control unit that controls the operations of the switches S1 to S4 and the samplers 3 and 4.

制御回路8は、4つの端子P1〜P4を介して入力される4つの信号IN1〜IN4のうちのいずれかが、2つのサンプラ3、4のうちのいずれかに与えられるように、各スイッチの制御を行うことができる。また、制御回路8は、2つのサンプラ3、4のうちのいずれかのサンプリング電圧をホールドしコンパレータ6に入力するように、各スイッチの制御を行うことができる。したがって、制御回路8は、サンプラ3、4のうち一方がサンプル動作を行う期間、サンプラ3、4のうち他方がホールド動作を行うように各スイッチの制御を行うことができる。   The control circuit 8 controls each switch so that one of the four signals IN1 to IN4 input via the four terminals P1 to P4 is given to one of the two samplers 3 and 4. Control can be performed. In addition, the control circuit 8 can control each switch so that the sampling voltage of one of the two samplers 3 and 4 is held and input to the comparator 6. Therefore, the control circuit 8 can control each switch so that one of the samplers 3 and 4 performs the sample operation, and the other of the samplers 3 and 4 performs the hold operation.

上記構成のADC1は、信号IN1〜IN4をサンプルおよびホールドするとともにA/D変換するための構成として、2系統のサンプラ3、4を有している。そして、上記構成では、これら2系統のサンプラ3、4のいずれを用いてサンプルまたはホールド(A/D変換)を実行するか、を自在に切り替えることが可能となっている。以下では、サンプラ3の系統のことをチャンネルCH1と称するとともに、サンプラ4の系統のことをチャンネルCH2と称することとする。   The ADC 1 having the above configuration includes two samplers 3 and 4 as a configuration for sampling and holding the signals IN1 to IN4 and A / D conversion. In the above configuration, the sample or hold (A / D conversion) can be freely switched using any of these two samplers 3 and 4. Hereinafter, the system of the sampler 3 is referred to as channel CH1, and the system of the sampler 4 is referred to as channel CH2.

本実施形態では、DAC5は、容量アレイがコンパレータ6の入力端子に接続される構成となっている。図6および図7に示すように、具体的には、DAC5は、容量アレイ10およびスイッチSDM、SDPを備えている。容量アレイ10は、それぞれ単位容量を持つ複数のキャパシタCUから構成されており、それら複数のキャパシタCUの一方の端子は、それぞれ電圧供給ラインL4に共通に接続されている。   In the present embodiment, the DAC 5 is configured such that the capacitor array is connected to the input terminal of the comparator 6. As shown in FIGS. 6 and 7, specifically, the DAC 5 includes a capacitor array 10 and switches SDM and SDP. The capacitance array 10 is composed of a plurality of capacitors CU each having a unit capacitance, and one terminal of each of the plurality of capacitors CU is commonly connected to the voltage supply line L4.

複数のキャパシタCUの他方の端子は、それぞれスイッチSDM、SDPを介して基準電圧供給ラインL2または基準電圧VRLPが供給される基準電圧供給ラインL6に選択的に接続されるようになっている。本実施形態では、基準電圧VRLPは、1.8Vに設定されている。スイッチSDM、SDPは、例えばアナログスイッチから構成されており、SAR7からの信号によりオンオフされるようになっている。つまり、DAC5の出力ノードの電圧値は、SAR7により制御される。   The other terminals of the plurality of capacitors CU are selectively connected to the reference voltage supply line L2 or the reference voltage supply line L6 to which the reference voltage VRLP is supplied via the switches SDM and SDP, respectively. In the present embodiment, the reference voltage VRLP is set to 1.8V. The switches SDM and SDP are composed of analog switches, for example, and are turned on / off by a signal from the SAR 7. That is, the voltage value of the output node of the DAC 5 is controlled by the SAR 7.

次に、上記構成の作用について説明する。
[1]動作全般について
制御回路8は、スイッチS1〜S4およびサンプラ3、4の動作を次のように制御する。すなわち、制御回路8は、信号IN1〜IN4のいずれかがサンプラ3、4のうち一方に与えられるとき、その一方のサンプラとは異なる別のサンプラ、つまりサンプラ3、4のうち他方のサンプリング電圧をホールドしコンパレータ6に入力するように制御を行う。
Next, the operation of the above configuration will be described.
[1] General Operation The control circuit 8 controls the operations of the switches S1 to S4 and the samplers 3 and 4 as follows. That is, when any one of the signals IN1 to IN4 is supplied to one of the samplers 3 and 4, the control circuit 8 sets another sampler different from the one sampler, that is, the other sampling voltage of the samplers 3 and 4. Control is performed so that the signal is held and input to the comparator 6.

このような制御により、ADC1では、チャンネルCH1を用いて信号IN1〜IN4のいずれかの信号をサンプルするサンプル動作が行われる際、チャンネルCH2を用いて信号IN1〜IN4のいずれかの信号をホールドするホールド動作が行われる。なお、ホールド動作が行われる際、逐次比較レジスタ7からホールドされたアナログ信号に対応したデジタル値Doが生成されるA/D変換動作も行われる。   With such control, the ADC 1 holds any one of the signals IN1 to IN4 using the channel CH2 when the sampling operation for sampling any one of the signals IN1 to IN4 is performed using the channel CH1. A hold operation is performed. When the hold operation is performed, an A / D conversion operation is also performed in which a digital value Do corresponding to the analog signal held from the successive approximation register 7 is generated.

以下、このような動作が行われる期間のことを第1期間と称する。また、ADC1では、チャンネルCH2を用いてサンプル動作が行われる際、チャンネルCH1を用いてホールド動作が行われる。以下、このような動作が行われる期間のことを第2期間と称する。そして、ADC1では、これら第1期間および第2期間が交互に繰り返されるように、各部の動作が行われる。   Hereinafter, a period in which such an operation is performed is referred to as a first period. Further, in the ADC1, when a sample operation is performed using the channel CH2, a hold operation is performed using the channel CH1. Hereinafter, a period in which such an operation is performed is referred to as a second period. And in ADC1, operation | movement of each part is performed so that these 1st periods and 2nd periods may be repeated alternately.

図2に示すように、第1期間では、スイッチSSH1がオン、スイッチSHH1がオフ、スイッチSR1がオフ、スイッチSSL1がオン、スイッチSSH2がオフ、スイッチSHH2がオン、スイッチSR2がオフ、スイッチSSL2がオフ、スイッチSHL1がオフ、スイッチSHL2がオン、スイッチSRがオフ、スイッチSRPMがオフ、となる。これにより、第1期間では、チャンネルCH1を用いてサンプル動作が行われるとともに、チャンネルCH2を用いてホールド動作(A/D変換動作)が行われる。   As shown in FIG. 2, in the first period, the switch SSH1 is on, the switch SHH1 is off, the switch SR1 is off, the switch SSL1 is on, the switch SSH2 is off, the switch SHH2 is on, the switch SR2 is off, and the switch SSL2 is off Off, switch SHL1 is off, switch SHL2 is on, switch SR is off, and switch SRPM is off. Thereby, in the first period, the sample operation is performed using the channel CH1, and the hold operation (A / D conversion operation) is performed using the channel CH2.

なお、第1期間では、スイッチS1〜S4のうち、チャンネルCH1を用いたサンプル動作の対象となる信号IN1〜IN4に対応したスイッチがオンされるとともに、他のスイッチがオフされる。図2では、スイッチS1がオンされるとともに、他のスイッチS2〜S4がオフされており、これにより、チャンネルCH1を用いて信号IN1に対するサンプル動作が行われる。   In the first period, among the switches S1 to S4, the switches corresponding to the signals IN1 to IN4 to be sampled using the channel CH1 are turned on and the other switches are turned off. In FIG. 2, the switch S1 is turned on and the other switches S2 to S4 are turned off, whereby the sampling operation for the signal IN1 is performed using the channel CH1.

図3に示すように、第2期間では、スイッチSSH1がオフ、スイッチSHH1がオン、スイッチSR1がオフ、スイッチSSL1がオフ、スイッチSSH2がオン、スイッチSHH2がオフ、スイッチSR2がオフ、スイッチSSL2がオン、スイッチSHL1がオン、スイッチSHL2がオフ、スイッチSRがオフ、スイッチSRPMがオフ、となる。これにより、第2期間では、チャンネルCH2を用いてサンプル動作が行われるとともに、チャンネルCH1を用いてホールド動作(A/D変換動作)が行われる。   As shown in FIG. 3, in the second period, the switch SSH1 is off, the switch SHH1 is on, the switch SR1 is off, the switch SSL1 is off, the switch SSH2 is on, the switch SHH2 is off, the switch SR2 is off, and the switch SSL2 is off On, switch SHL1 is on, switch SHL2 is off, switch SR is off, and switch SRPM is off. Thereby, in the second period, the sample operation is performed using the channel CH2, and the hold operation (A / D conversion operation) is performed using the channel CH1.

なお、第2期間では、スイッチS1〜S4のうち、チャンネルCH2を用いたサンプル動作の対象となる信号IN1〜IN4に対応したスイッチがオンされるとともに、他のスイッチがオフされる。図3では、スイッチS2がオンされるとともに、他のスイッチS1、S3およびS4がオフされており、これにより、チャンネルCH2を用いて信号IN2に対するサンプル動作が行われる。   In the second period, among the switches S1 to S4, the switches corresponding to the signals IN1 to IN4 to be sampled using the channel CH2 are turned on and the other switches are turned off. In FIG. 3, the switch S2 is turned on and the other switches S1, S3, and S4 are turned off, whereby the sample operation for the signal IN2 is performed using the channel CH2.

制御回路8は、端子P1〜P4のうち所定の端子を介して入力されるアナログ信号、つまり信号IN1〜IN4のいずれかが、毎回同じチャンネルのサンプラによりサンプルおよびホールドされるように各スイッチの制御を行うようになっている。具体的には、制御回路8は、信号IN1、IN2、IN3、IN4が、この順でサンプルされるように、スイッチS1〜S4およびサンプラ3、4の動作を制御する。これにより、信号IN1およびIN3は常にチャンネルCH1を用いてサンプルおよびホールドされ、信号IN2およびIN4は常にチャンネルCH2を用いてサンプルおよびホールドされる。   The control circuit 8 controls each switch so that an analog signal input through a predetermined terminal among the terminals P1 to P4, that is, any one of the signals IN1 to IN4 is sampled and held by the sampler of the same channel every time. Is supposed to do. Specifically, the control circuit 8 controls the operations of the switches S1 to S4 and the samplers 3 and 4 so that the signals IN1, IN2, IN3, and IN4 are sampled in this order. Thus, the signals IN1 and IN3 are always sampled and held using the channel CH1, and the signals IN2 and IN4 are always sampled and held using the channel CH2.

上述したように、信号IN1〜IN4の順に繰り返しサンプルおよびホールドするような制御が行われる際におけるADC1の動作全般について図4を参照して説明する。なお、図4などでは、信号IN1〜IN4のそれぞれに対するサンプル動作およびホールド動作(A/D変換動作)を、SP1〜SP4およびAD1〜AD4と表わし、信号IN1〜IN4のそれぞれに対応するデジタル値DoをO1〜O4と表わしている。   As described above, the overall operation of the ADC 1 when the control of repeatedly sampling and holding the signals IN1 to IN4 is performed will be described with reference to FIG. In FIG. 4 and the like, the sample operation and hold operation (A / D conversion operation) for each of the signals IN1 to IN4 are represented as SP1 to SP4 and AD1 to AD4, and the digital value Do corresponding to each of the signals IN1 to IN4. Is represented as O1-O4.

期間T1では、スイッチS1がオンされるとともにスイッチS2〜S4がオフされ、他のスイッチは前述した第1期間と同様にオンオフされる。これにより、期間T1では、チャンネルCH1を用いて信号IN1に対するサンプル動作が行われるとともに、チャンネルCH2を用いて信号IN4に対するホールド動作(A/D変換動作)が行われる。また、期間T1では、信号IN3に対応するデジタル値O3の出力動作が行われる。   In the period T1, the switch S1 is turned on and the switches S2 to S4 are turned off, and the other switches are turned on and off in the same manner as in the first period described above. As a result, in the period T1, the sample operation for the signal IN1 is performed using the channel CH1, and the hold operation (A / D conversion operation) for the signal IN4 is performed using the channel CH2. Further, in the period T1, the output operation of the digital value O3 corresponding to the signal IN3 is performed.

期間T2では、スイッチS2がオンされるとともにスイッチS1、S3およびS4がオフされ、他のスイッチは前述した第2期間と同様にオンオフされる。これにより、期間T2では、チャンネルCH2を用いて信号IN2に対するサンプル動作が行われるとともに、チャンネルCH1を用いて信号IN1に対するホールド動作(A/D変換動作)が行われる。また、期間T2では、信号IN4に対応するデジタル値O4の出力動作が行われる。   In the period T2, the switch S2 is turned on and the switches S1, S3, and S4 are turned off, and the other switches are turned on and off in the same manner as in the second period described above. As a result, in the period T2, the sample operation for the signal IN2 is performed using the channel CH2, and the hold operation (A / D conversion operation) for the signal IN1 is performed using the channel CH1. In the period T2, the output operation of the digital value O4 corresponding to the signal IN4 is performed.

期間T3では、スイッチS3がオンされるとともにスイッチS1、S2およびS4がオフされ、他のスイッチは前述した第1期間と同様にオンオフされる。これにより、期間T3では、チャンネルCH1を用いて信号IN3に対するサンプル動作が行われるとともに、チャンネルCH2を用いて信号IN2に対するホールド動作(A/D変換動作)が行われる。また、期間T3では、信号IN1に対応するデジタル値O1の出力動作が行われる。   In the period T3, the switch S3 is turned on and the switches S1, S2, and S4 are turned off, and the other switches are turned on and off in the same manner as in the first period described above. Thus, in the period T3, the sampling operation for the signal IN3 is performed using the channel CH1, and the holding operation (A / D conversion operation) for the signal IN2 is performed using the channel CH2. In the period T3, an output operation of the digital value O1 corresponding to the signal IN1 is performed.

期間T4では、スイッチS4がオンされるとともにスイッチS1〜S3がオフされ、他のスイッチは前述した第2期間と同様にオンオフされる。これにより、期間T4では、チャンネルCH2を用いて信号IN4に対するサンプル動作が行われるとともに、チャンネルCH1を用いて信号IN3に対するホールド動作(A/D変換動作)が行われる。また、期間T4では、信号IN2に対応するデジタル値O2の出力動作が行われる。   In the period T4, the switch S4 is turned on and the switches S1 to S3 are turned off, and the other switches are turned on and off in the same manner as in the second period described above. Thereby, in the period T4, the sampling operation for the signal IN4 is performed using the channel CH2, and the holding operation (A / D conversion operation) for the signal IN3 is performed using the channel CH1. In the period T4, an output operation of the digital value O2 corresponding to the signal IN2 is performed.

このような期間T1〜期間T4が繰り返されることにより、信号IN1およびIN3は常にチャンネルCH1を用いてサンプルホールドされるとともにA/D変換され、信号IN2およびIN4は常にチャンネルCH2を用いてサンプルホールドされるとともにA/D変換される。   By repeating these periods T1 to T4, the signals IN1 and IN3 are always sampled and held using the channel CH1 and A / D converted, and the signals IN2 and IN4 are always sampled and held using the channel CH2. And A / D conversion.

なお、この場合、図5に示すように、期間T1から期間T2への遷移期間、期間T2から期間T3への遷移期間、期間T3から期間T4への遷移期間および期間T4から期間T1への遷移期間には、スイッチS1〜S4の全てがオフする期間であるデッドタイムTdが設けられている。このようなデッドタイムTdを設けることにより、上記各遷移期間における入力の短絡が防止される。   In this case, as shown in FIG. 5, the transition period from the period T1 to the period T2, the transition period from the period T2 to the period T3, the transition period from the period T3 to the period T4, and the transition from the period T4 to the period T1 In the period, a dead time Td that is a period in which all of the switches S1 to S4 are turned off is provided. By providing such a dead time Td, a short circuit of the input during each transition period is prevented.

[2]分圧機能について
上記構成のADC1は、2系統のサンプラ3、4を有する点を除き、一般的な電荷再分配型の逐次比較A/D変換回路に類似した構成となっており、A/D変換に関する基本的な動作についても同様に類似している。しかし、ADC1では、信号IN1〜IN4をサンプルするためのサンプリング容量が、キャパシタCS1、CS2として、容量アレイ型のDAC5が備える容量アレイ10(複数のキャパシタCU)とは独立して設けられている。
[2] Voltage Dividing Function The ADC 1 having the above configuration has a configuration similar to a general charge redistribution successive approximation A / D converter circuit except that the ADC 1 has two samplers 3 and 4. The basic operation related to A / D conversion is similarly similar. However, in the ADC1, sampling capacitors for sampling the signals IN1 to IN4 are provided as capacitors CS1 and CS2 independently of the capacitor array 10 (a plurality of capacitors CU) included in the capacitor array type DAC5.

そして、この場合、第1期間および第2期間において、前述したように各スイッチのオンオフが制御されることにより、コンパレータ6の入力端子に与えられる電圧を分圧する分圧機能が実現されるようになっている。以下、このような分圧機能について、図6〜図8を参照して説明する。なお、図6および図7は、それぞれ図2および図3に対し、DAC5の構成を具体的に表すように変更を加えた図である。   In this case, the voltage dividing function for dividing the voltage applied to the input terminal of the comparator 6 is realized by controlling on / off of each switch as described above in the first period and the second period. It has become. Hereinafter, such a voltage dividing function will be described with reference to FIGS. 6 and 7 are diagrams in which changes are made to specifically represent the configuration of the DAC 5 with respect to FIGS. 2 and 3, respectively.

チャンネルCH2を用いてホールド動作が行われる第1期間では、図6に示すように、DAC5の複数のキャパシタCUの一方の端子およびキャパシタCS2の他方の端子が共通に接続されるとともにコンパレータ6の正側入力端子に接続される。また、この際、キャパシタCS2の一方の端子は、基準電圧VRHPが供給される基準電圧供給ラインL1に接続される。   In the first period in which the hold operation is performed using the channel CH2, as shown in FIG. 6, one terminal of the plurality of capacitors CU of the DAC 5 and the other terminal of the capacitor CS2 are connected in common and the comparator 6 is positively connected. Connected to the side input terminal. At this time, one terminal of the capacitor CS2 is connected to the reference voltage supply line L1 to which the reference voltage VRHP is supplied.

チャンネルCH1を用いてホールド動作が行われる第2期間では、図7に示すように、DAC5の複数のキャパシタCUの一方の端子およびキャパシタCS1の他方の端子が共通に接続されるとともにコンパレータ6の正側入力端子に接続される。また、この際、キャパシタCS1の一方の端子は、基準電圧VRHPが供給される基準電圧供給ラインL1に接続される。   In the second period in which the hold operation is performed using the channel CH1, as shown in FIG. 7, one terminal of the plurality of capacitors CU of the DAC 5 and the other terminal of the capacitor CS1 are connected in common and the comparator 6 is positively connected. Connected to the side input terminal. At this time, one terminal of the capacitor CS1 is connected to the reference voltage supply line L1 to which the reference voltage VRHP is supplied.

なお、この場合、DAC5では、容量アレイ10のトータル容量CDの半分の容量(=CD/2)に相当する一方のキャパシタ群を構成するキャパシタCUの各他方の端子は基準電圧VRLMが供給される基準電圧供給ラインL2に接続されるとともに、上記半分の容量に相当する他方のキャパシタ群を構成する複数のキャパシタCUの各他方の端子は基準電圧VRLPが供給される基準電圧供給ラインL3に接続されるものとする。   In this case, in the DAC 5, the reference voltage VRLM is supplied to each other terminal of the capacitor CU constituting one capacitor group corresponding to a half capacity (= CD / 2) of the total capacity CD of the capacity array 10. The other terminal of the plurality of capacitors CU constituting the other capacitor group corresponding to the half capacity is connected to the reference voltage supply line L3 to which the reference voltage VRLP is supplied. Shall be.

ここで、第1期間におけるキャパシタCS1の電荷QS1と、第2期間におけるキャパシタCS1の電荷QH1とは、それぞれ下記(1)式と(2)式とにより表される。ただし、キャパシタCS1、CS2の容量をCsとして表す。   Here, the charge QS1 of the capacitor CS1 in the first period and the charge QH1 of the capacitor CS1 in the second period are expressed by the following expressions (1) and (2), respectively. However, the capacitances of the capacitors CS1 and CS2 are represented as Cs.

Figure 2019208100
Figure 2019208100

また、第2期間におけるコンパレータ6の正側入力端子の電圧、つまり電圧供給ラインL4の電圧VINCPと、第2期間におけるコンパレータ6の負側入力端子の電圧、つまり電圧供給ラインL5の電圧VINCMとは、それぞれ下記(3)式と(4)式とにより表される。ただし、図示しない負側の構成のバッファの出力電圧を電圧VINMとして表す。   Further, the voltage of the positive input terminal of the comparator 6 in the second period, that is, the voltage VINCP of the voltage supply line L4, and the voltage of the negative input terminal of the comparator 6 in the second period, that is, the voltage VINCM of the voltage supply line L5 Are represented by the following equations (3) and (4), respectively. However, the output voltage of the negative-side buffer (not shown) is expressed as voltage VINM.

Figure 2019208100
Figure 2019208100

上記(3)式および(4)式から、下記(5)式を導出することができる。ただし、電圧VINCPから電圧VINCMを減算した電圧、つまりコンパレータ6に入力される差電圧をVCPMと表わし、電圧VINPから電圧VINMを減算した電圧、つまりバッファ2などから出力される差電圧をVINPMと表わす。   The following equation (5) can be derived from the above equations (3) and (4). However, a voltage obtained by subtracting the voltage VINCM from the voltage VINCP, that is, a differential voltage input to the comparator 6 is represented as VCPM, and a voltage obtained by subtracting the voltage VINM from the voltage VINP, that is, a differential voltage output from the buffer 2 or the like is represented as VINPM. .

Figure 2019208100
Figure 2019208100

このように、上記構成によれば、コンパレータ6の入力端子には、サンプラ3、4に入力される電圧をサンプリング容量とDAC5の容量との容量比で分圧した分圧電圧が与えられる。この場合、分圧比は、「Cs/(Cs+CD)」となる。そのため、キャパシタCS1、CS2の容量Cs(例えば3.2pF)と容量アレイ10のトータル容量CD(例えば3.2pF)との比が「1:1」となるように各容量を設定すると、電圧VINCP、電圧VINCM、電圧VCPM、電圧VINPおよび電圧VINMは、図8に示すような電圧となる。   Thus, according to the above configuration, the divided voltage obtained by dividing the voltage input to the samplers 3 and 4 by the capacitance ratio between the sampling capacitor and the DAC 5 is applied to the input terminal of the comparator 6. In this case, the partial pressure ratio is “Cs / (Cs + CD)”. Therefore, when each capacitor is set so that the ratio of the capacitance Cs (for example, 3.2 pF) of the capacitors CS1 and CS2 and the total capacitance CD (for example, 3.2 pF) of the capacitance array 10 is “1: 1”, the voltage VINCP The voltage VINCM, the voltage VCPM, the voltage VINP, and the voltage VINM are as shown in FIG.

[3]遷移期間の動作を含む動作の詳細について
続いて、ADC1の動作の詳細な内容について図9〜図16を参照して説明する。図9には、制御回路8から出力される各スイッチをオンオフするための2値の信号が、対応するスイッチと同じ符号を付して示されている。これらの信号は、いずれも、ハイレベルのときに対応するスイッチをオンするものとなっているとともに、ロウレベルのときに対応するスイッチをオフするものとなっている。
[3] Details of Operation Including Transition Period Next, detailed contents of the operation of the ADC 1 will be described with reference to FIGS. 9 to 16. In FIG. 9, binary signals for turning on / off each switch output from the control circuit 8 are shown with the same reference numerals as the corresponding switches. Each of these signals turns on the corresponding switch when it is at a high level, and turns off the corresponding switch when it is at a low level.

また、これらの信号は、図示しないクロック信号に基づいて生成されるようになっている。なお、図10〜図16は、ADC1の構成のうち、動作説明に必要となる部分だけが図示されている。また、図10〜図16では、基準電圧供給ラインL2、L3は、回路の基準電位(0V)であるグランドのシンボルへと接続される共通のラインとして表されている。   These signals are generated based on a clock signal (not shown). 10 to 16 show only a portion of the configuration of the ADC 1 that is necessary for the operation description. 10 to 16, the reference voltage supply lines L <b> 2 and L <b> 3 are represented as a common line connected to a ground symbol that is a reference potential (0 V) of the circuit.

本実施形態では、サンプラのチャンネルが切り替えられる遷移期間に、キャパシタCS1、CS2のリセットが行われるようになっている。以下、この点について、期間T2から期間T3への遷移期間に着目して説明する。時刻t1〜t2では、ADC1は図10に示す回路状態となる。すなわち、時刻t1〜t2では、各スイッチは既述した第2期間と同様のオンオフ状態となる。時刻t2において、ADC1は図11に示す回路状態となる。すなわち、時刻t2において、スイッチSSL2がオンからオフに転じる。   In the present embodiment, the capacitors CS1 and CS2 are reset during a transition period in which the channel of the sampler is switched. Hereinafter, this point will be described by focusing on the transition period from the period T2 to the period T3. From time t1 to t2, the ADC 1 is in the circuit state shown in FIG. That is, from time t1 to t2, each switch is in an on / off state similar to the second period described above. At time t2, the ADC 1 enters the circuit state shown in FIG. That is, at time t2, the switch SSL2 turns from on to off.

時刻t2と時刻t3との間において、ADC1は図12に示す回路状態となる。すなわち、時刻t2と時刻t3との間において、スイッチSSH2、SHH1およびSHL1がオンからオフに転じる。時刻t3において、ADC1は図13に示す回路状態となる。すなわち、時刻t3において、スイッチSSL1、SR1、SRおよびSRPMがオフからオンに転じる。   Between time t2 and time t3, ADC1 is in the circuit state shown in FIG. That is, the switches SSH2, SHH1, and SHL1 are turned from on to off between time t2 and time t3. At time t3, the ADC 1 enters the circuit state shown in FIG. That is, at time t3, the switches SSL1, SR1, SR, and SRPM are turned from off to on.

これにより、キャパシタCS1の両端子がSR1およびSSL1を介してグランドに接続され、その電荷が初期化(リセット)される。また、このとき、コンパレータ6の各入力端子間がスイッチSRPMを介して短絡(ショート)されるとともにスイッチSRを介してグランドに接続されることにより、DAC5のキャパシタCUの電荷のリセットおよびコンパレータ6の入力電位のリセットが行われる。   As a result, both terminals of the capacitor CS1 are connected to the ground via SR1 and SSL1, and the charge is initialized (reset). At this time, the input terminals of the comparator 6 are short-circuited (short-circuited) via the switch SRPM and connected to the ground via the switch SR, thereby resetting the charge of the capacitor CU of the DAC 5 and the comparator 6. The input potential is reset.

時刻t4において、ADC1は図14に示す回路状態となる。すなわち、時刻t4において、スイッチSR1、SRおよびSRPMがオンからオフに転じる。時刻t4と時刻t5との間において、ADC1は図15に示す回路状態となる。すなわち、時刻t4と時刻t5との間において、スイッチSSH1およびSHL2がオフからオンに転じる。時刻t5において、ADC1は図16に示す回路状態となる。すなわち、時刻t5においてスイッチSHH2がオフからオンに転じ、各スイッチは既述した第1期間と同様のオンオフ状態となる。   At time t4, the ADC 1 enters the circuit state shown in FIG. That is, at time t4, the switches SR1, SR, and SRPM are turned from on to off. Between time t4 and time t5, ADC1 is in the circuit state shown in FIG. That is, the switches SSH1 and SHL2 are turned from OFF to ON between time t4 and time t5. At time t5, the ADC 1 enters the circuit state shown in FIG. That is, at time t5, the switch SHH2 changes from off to on, and each switch is in the on / off state similar to the first period described above.

このように、本実施形態では、サンプラ3は、所定の信号(例えば信号IN1)のサンプルを終了した後であり且つ次の信号(例えば信号IN3)のサンプルを開始する前に、キャパシタCS1の両端子をグランドに接続することによりキャパシタCS1をリセットするようになっている。また、サンプラ4もサンプラ3と同様に、所定の信号のサンプルを終了した後であり且つ次の信号のサンプルを開始する前に、キャパシタCS2の両端子をグランドに接続することによりキャパシタCS2をリセットするようになっている。   As described above, in the present embodiment, the sampler 3 ends the sampling of the predetermined signal (for example, the signal IN1) and before the sampling of the next signal (for example, the signal IN3) before starting the sampling of the next signal (for example, the signal IN3). The capacitor CS1 is reset by connecting the child to the ground. Similarly to the sampler 3, the sampler 4 also resets the capacitor CS2 by connecting both terminals of the capacitor CS2 to the ground after completing the sampling of the predetermined signal and before starting the sampling of the next signal. It is supposed to be.

以上説明した本実施形態によれば、次のような効果が得られる。
一般的な逐次比較A/D変換回路において、アナログ信号がデジタル値へと変換されるまでには、少なくとも、アナログ信号をサンプリングするサンプリング期間と、コンパレータによる比較動作などが行われるA/D変換期間と、を足し合わせた期間が必要となる。これに対し、本実施形態のADC1は、アナログ信号である信号IN1〜IN4をサンプルおよびホールドするとともにA/D変換するための構成として、2系統のサンプラ3、4を有している。ADC1では、これら2系統のサンプラ3、4のいずれを用いてサンプルまたはホールドを実行するか、を自在に切り替えることが可能となっている。
According to this embodiment described above, the following effects can be obtained.
In a general successive approximation A / D conversion circuit, before an analog signal is converted into a digital value, at least a sampling period for sampling the analog signal and an A / D conversion period in which a comparison operation by a comparator is performed A period of adding and is required. On the other hand, the ADC 1 of the present embodiment has two samplers 3 and 4 as a configuration for sampling and holding the signals IN1 to IN4 that are analog signals and for A / D conversion. The ADC 1 can freely switch which of the two systems of samplers 3 and 4 is used to perform sample or hold.

このような構成のADC1において、サンプラ3、4のうち一方を用いて所定のアナログ信号(信号IN1〜IN4)に対するサンプル動作が行われる期間に、サンプラ3、4のうち他方を用いて上記所定の信号とは別の信号に対するホールド動作およびA/D変換動作が行われる。すなわち、本実施形態のADC1によれば、所定の信号のためのサンプリング期間と、別の信号のためのA/D変換期間と、が重複することになる。   In the ADC 1 having such a configuration, during the sampling operation for a predetermined analog signal (signals IN1 to IN4) using one of the samplers 3 and 4, the predetermined one is used using the other of the samplers 3 and 4. A hold operation and an A / D conversion operation for a signal other than the signal are performed. That is, according to the ADC 1 of the present embodiment, the sampling period for the predetermined signal and the A / D conversion period for another signal overlap.

そのため、本実施形態の構成によれば、一般的な逐次比較A/D変換回路に対し、1つのアナログ信号をデジタル値に変換するまでの所要時間を、上記したように重複期間が生じる分だけ、短縮することができる。言い換えると、本実施形態の構成によれば、一般的な逐次比較A/D変換回路に対し、A/D変換回路としての動作速度を高めることができる。   Therefore, according to the configuration of the present embodiment, the time required to convert one analog signal into a digital value for a general successive approximation A / D conversion circuit is as much as the occurrence of the overlap period as described above. Can be shortened. In other words, according to the configuration of the present embodiment, the operation speed as an A / D conversion circuit can be increased with respect to a general successive approximation A / D conversion circuit.

一般的な電荷再分配型の逐次比較A/D変換回路では、入力信号をサンプルするためのサンプリング容量は、DACが有するキャパシタと共用化された構成となっている。このような構成では、DACを構成する全てのキャパシタおよびスイッチとして、入力信号の電圧の上限値よりも高い耐圧を有するものが必要となる。そのため、上記構成では、入力信号の電圧の上限値が比較的高くなるような用途の場合、DACの回路規模、ひいてはA/D変換回路全体の回路規模の増大を招くおそれがある。   In a general charge redistribution type successive approximation A / D converter circuit, a sampling capacitor for sampling an input signal is configured to be shared with a capacitor of the DAC. In such a configuration, all capacitors and switches constituting the DAC are required to have a breakdown voltage higher than the upper limit value of the input signal voltage. For this reason, in the above configuration, in applications where the upper limit value of the voltage of the input signal is relatively high, there is a possibility that the circuit scale of the DAC, and consequently the circuit scale of the entire A / D conversion circuit, may be increased.

これに対し、本実施形態ADC1では、信号IN1〜IN4をサンプルするためのサンプリング容量が、キャパシタCS1、CS2として、容量アレイ型のDAC5が備える容量アレイ10(複数のキャパシタCU)とは独立して設けられている。そして、ADC1では、ホールド動作が行われる際、キャパシタCS1またはCS2の一方の端子がアナログ信号の電圧よりも高い基準電圧VRHPに接続されるとともに、キャパシタCS1またはCS2の他方の端子がコンパレータ6の入力端子に接続されるようになっている。このような構成により、ADC1では、コンパレータ6の入力端子に与えられる電圧を分圧する分圧機能が実現されるようになっている。   In contrast, in the ADC 1 of this embodiment, the sampling capacitors for sampling the signals IN1 to IN4 are independent of the capacitor array 10 (multiple capacitors CU) provided in the capacitor array type DAC 5 as the capacitors CS1 and CS2. Is provided. In the ADC 1, when the hold operation is performed, one terminal of the capacitor CS 1 or CS 2 is connected to the reference voltage VRHP higher than the voltage of the analog signal, and the other terminal of the capacitor CS 1 or CS 2 is input to the comparator 6. It is designed to be connected to the terminal. With this configuration, the ADC 1 realizes a voltage dividing function for dividing the voltage applied to the input terminal of the comparator 6.

そのため、ADC1では、コンパレータ6の入力端子には、サンプラ3または4に入力される電圧を、キャパシタCS1またはCS2とDAC5のトータル容量CDとの容量比で分圧した分圧電圧が与えられることになる。そのため、本実施形態の構成によれば、キャパシタCS1、CS2としては、入力される信号IN1〜IN4の電圧値に応じた耐圧を有するものを採用する必要があるものの、DAC5のキャパシタCU、スイッチSDP、SDMとしては、信号IN1〜IN4の電圧値よりも低い電圧値(例えば1/2程度の電圧値)となる分圧電圧に応じた比較的低い耐圧を有するものを採用することができる。   Therefore, in the ADC 1, a divided voltage obtained by dividing the voltage input to the sampler 3 or 4 by the capacitance ratio of the capacitor CS 1 or CS 2 and the total capacitance CD of the DAC 5 is applied to the input terminal of the comparator 6. Become. Therefore, according to the configuration of the present embodiment, as the capacitors CS1 and CS2, it is necessary to employ a capacitor having a withstand voltage corresponding to the voltage values of the input signals IN1 to IN4, but the capacitor CU of the DAC5, the switch SDP As the SDM, one having a relatively low breakdown voltage according to a divided voltage that becomes a voltage value lower than the voltage values of the signals IN1 to IN4 (for example, a voltage value of about ½) can be adopted.

なお、キャパシタCUとしては、ミスマッチを無くすため、キャパシタCS1、CS2と同じ種類の素子を使用する必要があるため、実際にはキャパシタCS1、CS2と同様の耐圧を有するものを採用することになる。ただし、この場合、信号IN1〜IN4の電圧値が高い場合でも、コンパレータ6の入力端子には、信号IN1〜IN4の電圧値よりも低い電圧値となる分圧電圧が与えられることになるため、信号IN1〜IN4の入力範囲を拡大したとしても、コンパレータ6を比較的低い耐圧の素子により構成することができる。   In addition, since it is necessary to use the same type of element as the capacitors CS1 and CS2 in order to eliminate the mismatch, the capacitor CU actually has a breakdown voltage similar to that of the capacitors CS1 and CS2. However, in this case, even when the voltage values of the signals IN1 to IN4 are high, the divided voltage that is lower than the voltage values of the signals IN1 to IN4 is applied to the input terminal of the comparator 6. Even if the input range of the signals IN1 to IN4 is expanded, the comparator 6 can be constituted by a relatively low withstand voltage element.

つまり、本実施形態の構成では、コンパレータ6およびDAC5の内部回路(例えばスイッチSDP、SDM)を低耐圧の素子により構成することが可能であるため、その分だけADC1全体の回路規模を小さく抑えることができる。このように、本実施形態のADC1によれば、高速化および小型化を実現しつつ、入力範囲を広くすることができるという優れた効果が得られる。   In other words, in the configuration of the present embodiment, the internal circuit of the comparator 6 and the DAC 5 (for example, the switches SDP and SDM) can be configured with low-breakdown-voltage elements, and accordingly, the circuit scale of the entire ADC 1 is reduced to that extent. Can do. As described above, according to the ADC 1 of the present embodiment, it is possible to obtain an excellent effect that the input range can be widened while realizing high speed and downsizing.

ADC1において、サンプリング容量に相当するキャパシタCS1、CS2は、サンプルが終了した後、次のサンプルが開始されるまでの間にリセットしておく必要がある。本実施形態の構成において、キャパシタCS1、CS2のリセットは、それらの一方の端子を、基準電圧VRHP(例えば4V)が供給される基準電圧供給ラインL1に接続することにより行うことが可能である。   In the ADC1, the capacitors CS1 and CS2 corresponding to the sampling capacitors need to be reset after the sample is completed and before the next sample is started. In the configuration of the present embodiment, the capacitors CS1 and CS2 can be reset by connecting one terminal thereof to a reference voltage supply line L1 to which a reference voltage VRHP (for example, 4V) is supplied.

しかし、基準電圧VRHPによるリセットでは、次のサンプルが開始された際、キャパシタCS1、CS2の端子電圧に変動が生じ、その変動がスイッチを介して別のチャンネルを用いて行われているA/D変換動作に影響を及ぼすおそれがある。つまり、基準電圧VRHPによるリセットでは、チャンネルCH1およびチャンネルCH2間での干渉が生じるおそれがある。   However, in the reset by the reference voltage VRHP, when the next sample is started, the terminal voltages of the capacitors CS1 and CS2 change, and the change is performed using another channel via the switch. May affect the conversion behavior. That is, in the reset by the reference voltage VRHP, there is a possibility that interference between the channel CH1 and the channel CH2 occurs.

そこで、本実施形態のADC1では、キャパシタCS1、CS2の両端子を回路の基準電位であるグランドに接続するためのスイッチ(SR1、SSL1、SR2、SSL2)が設けられている。ADC1では、信号IN1〜IN4のうち所定の信号のサンプルが終了した後であり且つ次の信号のサンプルが開始される前に、上記スイッチを用いてキャパシタCS1、CS2の両端子をグランドに接続し、キャパシタCS1、CS2をリセットするようになっている。このような構成によれば、上述したようなチャンネルCH1およびチャンネルCH2間での干渉の発生を防止することができる。   Therefore, the ADC 1 of the present embodiment is provided with switches (SR1, SSL1, SR2, SSL2) for connecting both terminals of the capacitors CS1 and CS2 to the ground that is the reference potential of the circuit. In ADC1, after the sampling of a predetermined signal among the signals IN1 to IN4 is completed and before the sampling of the next signal is started, both terminals of the capacitors CS1 and CS2 are connected to the ground using the switch. The capacitors CS1 and CS2 are reset. According to such a configuration, it is possible to prevent the occurrence of interference between the channel CH1 and the channel CH2 as described above.

2系統のチャンネルCH1、CH2は、差動間の誤差量が異なるため、同じ入力信号であっても、チャンネルCH1を用いてサンプルホールドおよびA/D変換された場合に得られるデジタル値Doと、チャンネルCH2を用いてサンプルホールドおよびA/D変換された場合に得られるデジタル値Doとでは、その値が異なる可能性がある。   Since the two channels CH1 and CH2 have different amounts of error between the differentials, even if the same input signal is used, the digital value Do obtained when sample hold and A / D conversion is performed using the channel CH1, The value may differ from the digital value Do obtained when the sample hold and A / D conversion is performed using the channel CH2.

そこで、本実施形態のADC1は、上記した構成を備え、制御回路8は、端子P1〜P4を介して入力される信号IN1、IN2、IN3、IN4が、この順でサンプルホールドされるように、各スイッチの動作を制御する。これにより、本実施形態では、信号IN1およびIN3は常にチャンネルCH1を用いてサンプルホールドされ、信号IN2およびIN4は常にチャンネルCH2を用いてサンプルホールドされる。したがって、本実施形態によれば、チャンネルCH1、CH2毎に異なるオフセットに起因したADC1の出力変動の発生が抑えられる。   Therefore, the ADC 1 of the present embodiment has the above-described configuration, and the control circuit 8 is configured so that the signals IN1, IN2, IN3, and IN4 input via the terminals P1 to P4 are sampled and held in this order. Controls the operation of each switch. Thus, in this embodiment, the signals IN1 and IN3 are always sampled and held using the channel CH1, and the signals IN2 and IN4 are always sampled and held using the channel CH2. Therefore, according to the present embodiment, the occurrence of fluctuations in the output of the ADC 1 due to different offsets for the channels CH1 and CH2 can be suppressed.

なお、ADC1に対し、入力されるアナログ信号の数を2つに変更した場合、6つに変更した場合、8つに変更した場合などでも、同様の制御手法によって上述した出力変動を抑制する効果を得ることができる。つまり、本実施形態のように、2つのサンプラ3、4を備えたADC1によれば、入力される複数のアナログ信号の数が2の倍数であれば、同様の制御手法によって上述した出力変動を抑制する効果が得られる。   In addition, when the number of analog signals input to the ADC 1 is changed to two, when it is changed to six, when it is changed to eight, etc., the effect of suppressing the above-described output fluctuation by the same control method Can be obtained. That is, according to the ADC 1 including the two samplers 3 and 4 as in the present embodiment, if the number of input analog signals is a multiple of 2, the output variation described above is performed by the same control method. The effect of suppressing is acquired.

(第2実施形態)
以下、第2実施形態について図17および図18を参照して説明する。
図17に示すように、本実施形態のADC21は、第1実施形態のADC1に対し、スイッチS5、S6が追加されている点、サンプラ22が追加されている点などが異なる。ADC21は、端子P1〜P6を介して入力される入力信号IN1〜IN6を、それら入力信号IN1〜IN6に対応するデジタル値Doに変換して出力する逐次比較A/D変換回路である。なお、以下、入力信号IN5、IN6のことを、単に信号IN5、IN6とも呼ぶ。
(Second Embodiment)
Hereinafter, the second embodiment will be described with reference to FIGS. 17 and 18.
As shown in FIG. 17, the ADC 21 of the present embodiment is different from the ADC 1 of the first embodiment in that switches S5 and S6 are added and a sampler 22 is added. The ADC 21 is a successive approximation A / D conversion circuit that converts the input signals IN1 to IN6 input via the terminals P1 to P6 into digital values Do corresponding to the input signals IN1 to IN6 and outputs them. Hereinafter, the input signals IN5 and IN6 are also simply referred to as signals IN5 and IN6.

スイッチS5、S6は、端子P5、P6のそれぞれとバッファ2の入力端子との間を開閉する。サンプラ22は、信号IN1〜IN6をサンプリングするものであり、他のサンプラ3、4と同様の構成となっている。すなわち、サンプラ22は、スイッチSSH3、SHH3、SR3、SSL3、SHL3、SRおよびキャパシタCS3を備えている。なお、この場合、スイッチSRがサンプラ3、4、22毎、つまりチャンネル毎に3つ設けられているが、1つのスイッチSRを3つのチャンネルで共用化する構成でもよい。   The switches S5 and S6 open and close between the terminals P5 and P6 and the input terminal of the buffer 2. The sampler 22 samples the signals IN1 to IN6, and has the same configuration as the other samplers 3 and 4. That is, the sampler 22 includes switches SSH3, SHH3, SR3, SSL3, SHL3, SR and a capacitor CS3. In this case, three switches SR are provided for each of the samplers 3, 4, and 22, that is, for each channel. However, a configuration in which one switch SR is shared by three channels may be used.

スイッチSSH3は、バッファ2の出力端子とノードN21との間を開閉する。キャパシタCS3は、アナログ信号をサンプルするためのサンプリング容量に相当するものであり、その一方の端子はノードN21に接続され、その他方の端子はノードN22に接続されている。   The switch SSH3 opens and closes between the output terminal of the buffer 2 and the node N21. Capacitor CS3 corresponds to a sampling capacitor for sampling an analog signal, one terminal of which is connected to node N21 and the other terminal is connected to node N22.

スイッチSHH3は、ノードN21と基準電圧VRHPが供給される基準電圧供給ラインL1との間を開閉する。スイッチSR3は、ノードN21と基準電圧VRLMが供給される基準電圧供給ラインL2との間を開閉する。スイッチSSL3は、ノードN22と基準電圧VRHMが供給される基準電圧供給ラインL3との間を開閉する。スイッチSHL3は、ノードN22と電圧供給ラインL4との間を開閉する。スイッチSRは、基準電圧供給ラインL2と電圧供給ラインL4との間を開閉する。   The switch SHH3 opens and closes between the node N21 and the reference voltage supply line L1 to which the reference voltage VRHP is supplied. The switch SR3 opens and closes between the node N21 and the reference voltage supply line L2 to which the reference voltage VRLM is supplied. The switch SSL3 opens and closes between the node N22 and the reference voltage supply line L3 to which the reference voltage VRHM is supplied. The switch SHL3 opens and closes between the node N22 and the voltage supply line L4. The switch SR opens and closes between the reference voltage supply line L2 and the voltage supply line L4.

本実施形態において追加された各スイッチは、スイッチS1〜S4などと同様、例えばアナログスイッチから構成されており、制御回路8からの信号によりオンオフされるようになっている。したがって、この場合、制御回路8は、スイッチS1〜6およびサンプラ3、4、22の動作を制御する。   Each switch added in this embodiment is composed of, for example, an analog switch, like the switches S1 to S4, and is turned on and off by a signal from the control circuit 8. Therefore, in this case, the control circuit 8 controls the operations of the switches S1 to S6 and the samplers 3, 4, and 22.

制御回路8は、6つの端子P1〜P6を介して入力される6つの信号IN1〜IN6のうちのいずれかが、3つのサンプラ3、4、22のうちのいずれかに与えられるように、各スイッチの制御を行うことができる。また、制御回路8は、3つのサンプラ3、4、22のうちのいずれかのサンプリング電圧をホールドしコンパレータ6に入力するように、各スイッチの制御を行うことができる。   The control circuit 8 is configured so that any one of the six signals IN1 to IN6 input via the six terminals P1 to P6 is supplied to any one of the three samplers 3, 4, and 22. The switch can be controlled. Further, the control circuit 8 can control each switch so that the sampling voltage of any of the three samplers 3, 4, and 22 is held and input to the comparator 6.

上記構成のADC21は、信号IN1〜IN6をサンプルおよびホールドするとともにA/D変換するための構成として、3系統のサンプラ3、4、22を有している。そして、上記構成では、これら3系統のサンプラ3、4、22のいずれを用いてサンプルまたはホールド(A/D変換)を実行するか、を自在に切り替えることが可能となっている。以下では、サンプラ22の系統のことをチャンネルCH3と称することとする。   The ADC 21 having the above configuration includes three samplers 3, 4, and 22 as a configuration for sampling and holding the signals IN1 to IN6 and A / D conversion. In the above-described configuration, it is possible to freely switch which of the three systems of samplers 3, 4, and 22 is used to execute sample or hold (A / D conversion). Hereinafter, the system of the sampler 22 is referred to as channel CH3.

次に、上記構成の作用について説明する。
この場合、制御回路8は、スイッチS1〜S6およびサンプラ3、4、22の動作を次のように制御する。すなわち、制御回路8は、信号IN1〜IN6のいずれかがサンプラ3、4、22のいずれか1つに与えられるとき、その1つのサンプラとは異なる別のサンプラのサンプリング電圧をホールドしコンパレータ6に入力するように制御を行う。
Next, the operation of the above configuration will be described.
In this case, the control circuit 8 controls the operations of the switches S1 to S6 and the samplers 3, 4, and 22 as follows. That is, when any one of the signals IN1 to IN6 is given to any one of the samplers 3, 4, and 22, the control circuit 8 holds a sampling voltage of another sampler different from the one sampler and holds it in the comparator 6. Control to input.

このような制御により、ADC21では、チャンネルCH1を用いてサンプル動作が行われる際、チャンネルCH2またはCH3を用いてホールド動作が行われる。また、ADC21では、チャンネルCH2を用いてサンプル動作が行われる際、チャンネルCH1またはCH3を用いてホールド動作が行われる。また、ADC21では、チャンネルCH3を用いてサンプル動作が行われる際、チャンネルCH1またはCH2を用いてホールド動作が行われる。   By such control, the ADC 21 performs a hold operation using the channel CH2 or CH3 when the sample operation is performed using the channel CH1. Further, in the ADC 21, when a sample operation is performed using the channel CH2, a hold operation is performed using the channel CH1 or CH3. Further, in the ADC 21, when the sample operation is performed using the channel CH3, the hold operation is performed using the channel CH1 or CH2.

また、この場合、制御回路8は、端子P1〜P6のうち所定の端子を介して入力されるアナログ信号、つまり信号IN1〜IN6のいずれかが、毎回同じチャンネルのサンプラによりサンプルおよびホールドされるように各スイッチの制御を行うようになっている。具体的には、制御回路8は、信号IN1、IN2、IN3、IN4、IN5、IN6が、この順でサンプルされるように、スイッチS1〜S6およびサンプラ3、4、22の動作を制御する。   Also, in this case, the control circuit 8 causes the analog signal input through a predetermined terminal among the terminals P1 to P6, that is, any one of the signals IN1 to IN6 to be sampled and held by the sampler of the same channel every time. Each switch is controlled. Specifically, the control circuit 8 controls the operations of the switches S1 to S6 and the samplers 3, 4, and 22 so that the signals IN1, IN2, IN3, IN4, IN5, and IN6 are sampled in this order.

これにより、図18に示すように、信号IN1およびIN4は常にチャンネルCH1を用いてサンプルおよびホールドされ、信号IN2およびIN5は常にチャンネルCH2を用いてサンプルおよびホールドされ、信号IN3およびIN6は常にチャンネルCH3を用いてサンプルおよびホールドされる。   Thus, as shown in FIG. 18, signals IN1 and IN4 are always sampled and held using channel CH1, signals IN2 and IN5 are always sampled and held using channel CH2, and signals IN3 and IN6 are always channel CH3. Is used to sample and hold.

なお、図18では、信号IN5、IN6のそれぞれに対するサンプル動作およびホールド動作(A/D変換動作)を、SP5、SP6およびAD5、AD6と表わしている。また、この場合、サンプル動作およびホールド動作(A/D変換動作)のいずれも実行されていないチャンネルでは、キャパシタなどのリセットが行われるリセット動作が実行されるようになっている。図18では、このようなリセット動作を、Rと表わしている。   In FIG. 18, the sample operation and hold operation (A / D conversion operation) for each of the signals IN5 and IN6 are represented as SP5, SP6 and AD5, AD6. In this case, a reset operation in which a capacitor or the like is reset is executed in a channel in which neither the sample operation nor the hold operation (A / D conversion operation) is executed. In FIG. 18, such a reset operation is represented by R.

以上説明したように、本実施形態のADC21は、第1実施形態のADC1に対し、サンプラの数が2から3に増加しているものの、その他は同様の構成であり、同様の動作を実行することができる。したがって、本実施形態によっても、第1実施形態と同様の効果を得ることができる。   As described above, the ADC 21 of the present embodiment has the same configuration as the ADC 1 of the first embodiment, except that the number of samplers is increased from 2 to 3, and performs the same operation. be able to. Therefore, according to this embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.

この場合、ADC21は、6つのスイッチS1〜S6を備えるとともに、3つのサンプラ3、4、22を備えている。このような構成において、制御回路8は、端子P1〜P6を介して入力される信号IN1、IN2、IN3、IN4、IN5、IN6が、この順でサンプリングされるように、スイッチS1〜S6およびサンプラ3、4、22の動作を制御する。   In this case, the ADC 21 includes six switches S1 to S6 and three samplers 3, 4, and 22. In such a configuration, the control circuit 8 includes the switches S1 to S6 and the sampler so that the signals IN1, IN2, IN3, IN4, IN5, and IN6 input via the terminals P1 to P6 are sampled in this order. The operations of 3, 4, and 22 are controlled.

これにより、本実施形態では、信号IN1およびIN4は常にチャンネルCH1を用いてサンプルホールドされ、信号IN2およびIN5は常にチャンネルCH2を用いてサンプルホールドされ、信号IN3およびIN6は常にチャンネルCH3を用いてサンプルホールドされる。したがって、本実施形態によれば、チャンネルCH1、CH2、CH3毎に異なるオフセットに起因したADC21の出力変動の発生が抑えられる。   Thus, in this embodiment, the signals IN1 and IN4 are always sampled and held using the channel CH1, the signals IN2 and IN5 are always sampled and held using the channel CH2, and the signals IN3 and IN6 are always sampled using the channel CH3. Hold. Therefore, according to the present embodiment, the occurrence of output fluctuation of the ADC 21 due to the offset that differs for each of the channels CH1, CH2, and CH3 can be suppressed.

なお、ADC21に対し、入力されるアナログ信号の数を3つに変更した場合、9つに変更した場合などでも、同様の制御手法によって上述した出力変動を抑制する効果を得ることができる。つまり、本実施形態のように、3つのサンプラ3、4、22を備えたADC21によれば、入力される複数のアナログ信号の数が3の倍数であれば、同様の制御手法によって上述した出力変動を抑制する効果が得られる。   Even when the number of input analog signals is changed to three or nine with respect to the ADC 21, the effect of suppressing the above-described output fluctuation can be obtained by the same control method. That is, according to the ADC 21 including the three samplers 3, 4, and 22 as in the present embodiment, if the number of input analog signals is a multiple of 3, the above-described output is performed by the same control method. The effect of suppressing fluctuation is obtained.

(第3実施形態)
以下、第3実施形態について図19〜図22を参照して説明する。
上記各実施形態におけるコンパレータ6は、実際には、図19に示すような構成となっている。すなわち、図19に示すように、コンパレータ6は、前段部6aおよび出力段部6bから構成される。出力段部6bは、ラッチ回路であり、前段部6aの出力信号を入力し、それに基づいてデジタル値Doを生成して出力する。SAR7は、出力段部6bから出力されるデジタル値Doに基づいて、DAC5の動作を制御するための信号(指令信号)を生成して出力する。
(Third embodiment)
Hereinafter, a third embodiment will be described with reference to FIGS. 19 to 22.
The comparator 6 in each of the above embodiments is actually configured as shown in FIG. That is, as shown in FIG. 19, the comparator 6 includes a front stage section 6a and an output stage section 6b. The output stage unit 6b is a latch circuit, receives the output signal of the previous stage unit 6a, generates a digital value Do based on the output signal, and outputs the digital value Do. The SAR 7 generates and outputs a signal (command signal) for controlling the operation of the DAC 5 based on the digital value Do output from the output stage unit 6b.

この場合、SAR7およびコンパレータ6には、その動作クロックとして、クロック信号MCLKが与えられている。図20に示すように、クロック信号MCLKは、一般的なクロック信号と同様、デューティが50%の信号となっている。SAR7ひいてはDAC5の動作およびコンパレータ6の動作は、このようなクロック信号MCLKに同期して実行される。   In this case, the clock signal MCLK is given to the SAR 7 and the comparator 6 as the operation clock. As shown in FIG. 20, the clock signal MCLK is a signal having a duty of 50%, like a general clock signal. The operation of the SAR 7 and the DAC 5 and the operation of the comparator 6 are executed in synchronization with the clock signal MCLK.

すなわち、図20に示すように、SAR7は、クロック信号MCLKの立ち上がりに同期してDAC5の動作が開始するように、指令信号を出力する。また、コンパレータ6は、クロック信号MCLKの立ち下がりに同期して動作を開始する。なお、図20および後述する図22では、コンパレータのことをCompと称している。したがって、上記各実施形態では、DAC5の動作に割り当てられる時間と、コンパレータ6の動作に割り当てられる時間とが同じになっている。   That is, as shown in FIG. 20, the SAR 7 outputs a command signal so that the operation of the DAC 5 starts in synchronization with the rising edge of the clock signal MCLK. The comparator 6 starts operating in synchronization with the falling edge of the clock signal MCLK. In FIG. 20 and FIG. 22 described later, the comparator is referred to as Comp. Therefore, in each of the above embodiments, the time allocated to the operation of the DAC 5 and the time allocated to the operation of the comparator 6 are the same.

しかし、コンパレータ6の実際の動作時間、つまりコンパレータ6の出力信号が最終値に収束するまでに要するセトリング時間は、DAC5の実際の動作時間、つまりDAC5の出力電圧が目標値に収束するまでに要するセトリング時間に比べ、非常に短い時間となる。これは、DAC5が多数のキャパシタCUを含む構成であることに起因している。したがって、図19に示す構成では、コンパレータ6の動作に割り当てられた時間が必要以上に長いものとなっており、A/D変換回路の動作速度を向上する、という観点において改善の余地がある。   However, the actual operation time of the comparator 6, that is, the settling time required for the output signal of the comparator 6 to converge to the final value, is required until the actual operation time of the DAC 5, that is, the output voltage of the DAC 5 converges to the target value. Compared to settling time, it is very short. This is because the DAC 5 includes a large number of capacitors CU. Accordingly, in the configuration shown in FIG. 19, the time allocated to the operation of the comparator 6 is longer than necessary, and there is room for improvement in terms of improving the operation speed of the A / D conversion circuit.

本実施形態では、このような点を改善するため、コンパレータの構成に工夫が加えられている。すなわち、図21に示すように、本実施形態のADC31が備えるコンパレータ32は、コンパレータ6が備える構成に加え、EX−OR回路33およびOR回路34を備えている。EX−OR回路33は、前段部6aの各出力信号を入力し、それらの排他的論理和を表す信号ENDを出力する。   In this embodiment, in order to improve such a point, a device is added to the configuration of the comparator. That is, as shown in FIG. 21, the comparator 32 included in the ADC 31 of this embodiment includes an EX-OR circuit 33 and an OR circuit 34 in addition to the configuration included in the comparator 6. The EX-OR circuit 33 inputs each output signal of the front stage section 6a and outputs a signal END representing their exclusive OR.

信号ENDは、コンパレータ32の動作が終了したことを表す終了信号に相当する信号であり、図22に示すように、コンパレータ32の動作が終了したタイミングで、ロウレベルからハイレベルに転じる2値の信号となる。本実施形態では、EX−OR回路33は、コンパレータ32の動作が終了したことを表す終了信号を生成する信号生成回路に相当する。   The signal END is a signal corresponding to an end signal indicating that the operation of the comparator 32 has ended, and as shown in FIG. 22, a binary signal that changes from a low level to a high level at the timing when the operation of the comparator 32 ends. It becomes. In the present embodiment, the EX-OR circuit 33 corresponds to a signal generation circuit that generates an end signal indicating that the operation of the comparator 32 has ended.

OR回路34は、クロック信号MCLKと信号ENDとを入力し、それらの論理和を表すクロック信号CCLKを出力する。この場合も、コンパレータ32は、クロック信号MCLKに同期して動作するようになっている。ただし、この場合、SAR7は、OR回路34から出力されるクロック信号CCLKに同期して動作するようになっている。   The OR circuit 34 receives the clock signal MCLK and the signal END, and outputs a clock signal CCLK representing the logical sum of them. Also in this case, the comparator 32 operates in synchronization with the clock signal MCLK. However, in this case, the SAR 7 operates in synchronization with the clock signal CCLK output from the OR circuit 34.

すなわち、図22に示すように、SAR7は、クロック信号CCLKの立ち上がりに同期してDAC5の動作が開始するように、指令信号を出力する。また、コンパレータ32は、クロック信号MCLKの立ち下がりに同期して動作を開始する。このように、本実施形態では、DAC5は、クロック信号CCLKひいては信号ENDに基づいて動作を開始するように構成されている。   That is, as shown in FIG. 22, the SAR 7 outputs a command signal so that the operation of the DAC 5 starts in synchronization with the rising edge of the clock signal CCLK. The comparator 32 starts operating in synchronization with the falling edge of the clock signal MCLK. Thus, in the present embodiment, the DAC 5 is configured to start operation based on the clock signal CCLK and the signal END.

このような構成によれば、コンパレータ32の動作に割り当てられる時間が必要最小限に抑えられ、その分だけ、具体的には図22に示す時間tsだけDAC5の動作に割り当てられる時間が長くなる。したがって、本実施形態の構成によれば、A/D変換回路の動作速度を一層向上させることができる。   According to such a configuration, the time allocated to the operation of the comparator 32 is minimized, and accordingly, the time allocated to the operation of the DAC 5 is increased by the time ts shown in FIG. Therefore, according to the configuration of the present embodiment, the operation speed of the A / D conversion circuit can be further improved.

(第4実施形態)
以下、第4実施形態について図23および図24を参照して説明する。
図23に示すように、本実施形態のADC41は、第1実施形態のADC1に対し、スイッチSREFおよび補正部42が追加されている点、スイッチS3、S4が省かれている点などが異なる。なお、図23では、ADC1が備える構成のうちバッファ2より後段の構成をまとめてA/D変換部43として表している。
(Fourth embodiment)
The fourth embodiment will be described below with reference to FIGS. 23 and 24.
As shown in FIG. 23, the ADC 41 of the present embodiment is different from the ADC 1 of the first embodiment in that a switch SREF and a correction unit 42 are added and switches S3 and S4 are omitted. In FIG. 23, the configuration subsequent to the buffer 2 in the configuration of the ADC 1 is collectively represented as the A / D conversion unit 43.

スイッチSREFは、後述するオフセットの補正に用いられる基準信号である信号REFを入力するための端子Prとバッファ2の入力端子との間を開閉する。信号REFは、電圧レベルが一定の信号であり、例えば0Vの信号となっている。スイッチSREFは、アナログ信号である信号IN1、IN2に代えて基準信号である信号REFをサンプルホールド回路に入力するように信号の入力経路を切り替えるために設けられたものであり、第1経路切替スイッチに相当する。   The switch SREF opens and closes between a terminal Pr for inputting a signal REF, which is a reference signal used for offset correction described later, and an input terminal of the buffer 2. The signal REF is a signal having a constant voltage level, for example, a signal of 0V. The switch SREF is provided to switch a signal input path so that a signal REF, which is a reference signal, is input to the sample hold circuit instead of the signals IN1, IN2 that are analog signals. It corresponds to.

A/D変換部43が有する2つのチャンネルCH1、CH2は、互いにサンプラが異なることから、それらから出力されるデジタル値のオフセット量も同様に異なることになる。補正部42は、このようなデジタル値、つまりSAR7から出力されるデジタル値のオフセットを補正し、その補正後のデジタル値をデジタル値Doとして出力する。補正部42は、補正用メモリ44、45、スイッチSr11、Sr12、Sr21、Sr22および減算器46を備えている。   Since the two channels CH1 and CH2 included in the A / D conversion unit 43 have different samplers, the offset values of the digital values output from them are also different. The correction unit 42 corrects such a digital value, that is, the offset of the digital value output from the SAR 7, and outputs the corrected digital value as the digital value Do. The correction unit 42 includes correction memories 44 and 45, switches Sr11, Sr12, Sr21, Sr22, and a subtractor 46.

補正用メモリ44は、チャンネルCH1のオフセットを補正するための補正値REF1を格納するためのものである。補正用メモリ44の入力端子は、スイッチSr11を介してA/D変換部43の出力端子に接続されている。補正用メモリ44の出力端子は、スイッチSr12を介して減算器46の一方の入力端子(−)に接続されている。   The correction memory 44 is for storing a correction value REF1 for correcting the offset of the channel CH1. The input terminal of the correction memory 44 is connected to the output terminal of the A / D converter 43 via the switch Sr11. The output terminal of the correction memory 44 is connected to one input terminal (−) of the subtractor 46 via the switch Sr12.

補正用メモリ45は、チャンネルCH2のオフセットを補正するための補正値REF2を格納するためのものである。補正用メモリ45の入力端子は、スイッチSr21を介してA/D変換部43の出力端子に接続されている。補正用メモリ45の出力端子は、スイッチSr22を介して減算器46の一方の入力端子(−)に接続されている。減算器46の他方の入力端子は、A/D変換部43の出力端子に接続されている。減算器46は、A/D変換部43から出力されるデジタル値から補正用メモリ44または45から出力されるデジタル値である補正値を減算し、その減算後の値をデジタル値Doとして出力する。   The correction memory 45 is for storing a correction value REF2 for correcting the offset of the channel CH2. The input terminal of the correction memory 45 is connected to the output terminal of the A / D converter 43 via the switch Sr21. The output terminal of the correction memory 45 is connected to one input terminal (−) of the subtractor 46 via the switch Sr22. The other input terminal of the subtractor 46 is connected to the output terminal of the A / D converter 43. The subtractor 46 subtracts a correction value, which is a digital value output from the correction memory 44 or 45, from the digital value output from the A / D conversion unit 43, and outputs the value after the subtraction as a digital value Do. .

上記構成において、補正用メモリ44、45は、サンプラ3、4のそれぞれに対応して設けられ、SAR7から出力されるデジタル値を記憶するための複数の第1メモリに相当する。また、スイッチSr11、Sr21は、SAR7から第1メモリへのデジタル値の書き込み経路を切り替える第2経路切替スイッチに相当する。また、スイッチSr12、Sr22は、第1メモリからのデジタル値の読み出し経路を切り替える第3経路切替スイッチに相当する。また、減算器46は、SAR7から出力されるデジタル値から第3経路切替スイッチを介して第1メモリから読み出されるデジタル値を減算して出力する第1減算器に相当する。   In the above configuration, the correction memories 44 and 45 are provided corresponding to the samplers 3 and 4 and correspond to a plurality of first memories for storing digital values output from the SAR 7. The switches Sr11 and Sr21 correspond to a second path changeover switch that switches a digital value writing path from the SAR 7 to the first memory. Further, the switches Sr12 and Sr22 correspond to a third path changeover switch for switching the reading path of the digital value from the first memory. The subtractor 46 corresponds to a first subtracter that subtracts and outputs a digital value read from the first memory via the third path changeover switch from the digital value output from the SAR 7.

スイッチSREF、Sr11、Sr12、Sr21、Sr22は、他のスイッチと同様の構成であり、A/D変換部43が有する制御回路8からの信号によりオンオフされる。制御回路8は、信号REFが所定のサンプラによりサンプルおよびホールドされるようにするとともに、それに伴いSAR7から出力されるデジタル値が上記所定のサンプラに対応する第1メモリ(補正用メモリ44または45)に記憶されるように、スイッチSREF、Sr11、Sr12の動作を制御する。   The switches SREF, Sr11, Sr12, Sr21, and Sr22 have the same configuration as the other switches, and are turned on / off by a signal from the control circuit 8 included in the A / D converter 43. The control circuit 8 causes the signal REF to be sampled and held by a predetermined sampler, and a digital value output from the SAR 7 accordingly is a first memory (correction memory 44 or 45) corresponding to the predetermined sampler. To control the operations of the switches SREF, Sr11, and Sr12.

また、制御回路8は、アナログ信号が所定のサンプラによりサンプルおよびホールドされることに伴いSAR7からデジタル値が出力される際、上記所定のサンプラに対応する第1メモリ(補正用メモリ44または45)から読み出されるデジタル値が減算器46へと与えられるようにスイッチSr12、Sr22の動作を制御する。   The control circuit 8 also includes a first memory (correction memory 44 or 45) corresponding to the predetermined sampler when a digital value is output from the SAR 7 as the analog signal is sampled and held by the predetermined sampler. The operations of the switches Sr12 and Sr22 are controlled so that the digital value read out from is supplied to the subtractor 46.

具体的には、スイッチSr11は、チャンネルCH1を用いてサンプルおよびホールドされた信号REFに対応する出力動作が行われる期間にオンされるとともに、他の期間にオフされる。また、スイッチSr12は、チャンネルCH1を用いてサンプリングされた信号IN1に対応する出力動作が行われる期間にオンされるとともに、他の期間にオフされる。   Specifically, the switch Sr11 is turned on during a period in which an output operation corresponding to the signal REF sampled and held using the channel CH1 is performed, and is turned off in other periods. The switch Sr12 is turned on during a period in which an output operation corresponding to the signal IN1 sampled using the channel CH1 is performed, and is turned off during other periods.

スイッチSr21は、チャンネルCH2を用いてサンプルおよびホールドされた信号REFに対応する出力動作が行われる期間にオンされるとともに、他の期間にオフされる。また、スイッチSr22は、チャンネルCH2を用いてサンプルおよびホールドされた信号IN2に対応する出力動作が行われる期間にオンされるとともに、他の期間にオフされる。   The switch Sr21 is turned on during an output operation corresponding to the signal REF sampled and held using the channel CH2, and is turned off during other periods. The switch Sr22 is turned on during a period in which an output operation corresponding to the signal IN2 sampled and held using the channel CH2 is performed, and is turned off during other periods.

このような構成により、補正部42は、チャンネルCH1、CH2、つまりサンプラ3、4のそれぞれに対応する補正値REF1、REF2を取得し、A/D変換部43から出力されるデジタル値に対し、そのデジタル値に対応した信号(IN1またはIN2)をサンプルおよびホールドしたサンプラ(3または4)に対応する補正値を用いてオフセットの補正を行う。また、この場合、補正値REF1、REF2の値は、常に更新されるようになっており、最新の値により上記補正が行われる。さらに、この場合、更新時、移動平均フィルタなどのデジタル回路によりノイズが除去されるようになっている。   With such a configuration, the correction unit 42 acquires the correction values REF1 and REF2 corresponding to the channels CH1 and CH2, that is, the samplers 3 and 4, respectively, and the digital value output from the A / D conversion unit 43 is obtained. Offset correction is performed using a correction value corresponding to the sampler (3 or 4) that samples and holds the signal (IN1 or IN2) corresponding to the digital value. In this case, the correction values REF1 and REF2 are constantly updated, and the above correction is performed using the latest values. Further, in this case, noise is removed by a digital circuit such as a moving average filter at the time of updating.

次に、上記構成の作用について説明する。
A/D変換部43では、信号IN1、IN2、REF、REFが、この順で繰り返しサンプルホールドされるようになっている。これにより、信号IN1は常にチャンネルCH1を用いてサンプルホールドされ、信号IN2は常にチャンネルCH2を用いてサンプルホールドされる。また、信号REFは、チャンネルCH1、CH2の双方を用いてサンプルホールドされる。
Next, the operation of the above configuration will be described.
In the A / D converter 43, the signals IN1, IN2, REF, and REF are repeatedly sampled and held in this order. Thus, the signal IN1 is always sampled and held using the channel CH1, and the signal IN2 is always sampled and held using the channel CH2. The signal REF is sampled and held using both channels CH1 and CH2.

上述したように、信号IN1、IN2、REF、REFの順に繰り返しサンプルホールドするような制御が行われる際におけるADC41の動作について図24を参照して説明する。なお、図24では、信号REFに対するサンプル動作およびホールド動作(A/D変換動作)を、SPRおよびADRと表わす。また、図24では、信号IN1、IN2、REFのそれぞれに対応してA/D変換部43から出力されるデジタル値をO1、O2、REFと表わしている。   As described above, the operation of the ADC 41 when the control of repeatedly holding the sample in the order of the signals IN1, IN2, REF, and REF is performed will be described with reference to FIG. In FIG. 24, the sample operation and hold operation (A / D conversion operation) for signal REF are represented as SPR and ADR. In FIG. 24, digital values output from the A / D converter 43 corresponding to the signals IN1, IN2, and REF are represented as O1, O2, and REF.

この場合、上述した繰り返しの周期が1シーケンスとなり、各信号に対応するサンプル動作またはホールド動作(A/D変換動作)が行われる期間が1サイクルとなる。サイクルC1では、チャンネルCH1を用いて信号IN1に対するサンプル動作が行われるとともに、チャンネルCH2を用いて信号REFに対するホールド動作(A/D変換動作)が行われる。また、サイクルC1において出力されるデジタル値Doは、デジタル値REFから補正値REF1を減算した値となる。   In this case, the repetition cycle described above is one sequence, and the period during which the sample operation or hold operation (A / D conversion operation) corresponding to each signal is performed is one cycle. In the cycle C1, a sample operation for the signal IN1 is performed using the channel CH1, and a hold operation (A / D conversion operation) for the signal REF is performed using the channel CH2. Further, the digital value Do output in the cycle C1 is a value obtained by subtracting the correction value REF1 from the digital value REF.

サイクルC2では、チャンネルCH2を用いて信号IN2に対するサンプル動作が行われるとともに、チャンネルCH1を用いて信号IN1に対するホールド動作(A/D変換動作)が行われる。また、サイクルC2において出力されるデジタル値Doは、デジタル値REFから補正値REF2を減算した値となる。   In the cycle C2, a sample operation for the signal IN2 is performed using the channel CH2, and a hold operation (A / D conversion operation) for the signal IN1 is performed using the channel CH1. Further, the digital value Do output in the cycle C2 is a value obtained by subtracting the correction value REF2 from the digital value REF.

サイクルC3では、チャンネルCH1を用いて信号REFに対するサンプル動作が行われるとともに、チャンネルCH2を用いて信号IN2に対するホールド動作(A/D変換動作)が行われる。また、サイクルC3において出力されるデジタル値Doは、デジタル値O1から補正値REF1を減算した値となる。   In the cycle C3, a sampling operation for the signal REF is performed using the channel CH1, and a holding operation (A / D conversion operation) for the signal IN2 is performed using the channel CH2. Further, the digital value Do output in the cycle C3 is a value obtained by subtracting the correction value REF1 from the digital value O1.

サイクルC4では、チャンネルCH2を用いて信号REFに対するサンプル動作が行われるとともに、チャンネルCH1を用いて信号REFに対するホールド動作(A/D変換動作)が行われる。また、サイクルC4において出力されるデジタル値Doは、デジタル値O2から補正値REF2を減算した値となる。   In the cycle C4, a sampling operation for the signal REF is performed using the channel CH2, and a holding operation (A / D conversion operation) for the signal REF is performed using the channel CH1. Further, the digital value Do output in the cycle C4 is a value obtained by subtracting the correction value REF2 from the digital value O2.

以上説明した本実施形態によっても、第1実施形態と同様の効果が得られる。さらに、本実施形態のADC41は、A/D変換部43から出力されるデジタル値のオフセットを補正する補正部42を備えている。補正部42は、A/D変換部43が有するチャンネルCH1、CH2のそれぞれに対応する補正値REF1、REF2を取得し、A/D変換部43から出力されるデジタル値に対し、そのデジタル値に対応した信号をサンプルホールドしたサンプラに対応する補正値を用いてオフセットの補正を行う。   Also by this embodiment described above, the same effect as the first embodiment can be obtained. Furthermore, the ADC 41 according to the present embodiment includes a correction unit 42 that corrects an offset of a digital value output from the A / D conversion unit 43. The correction unit 42 acquires correction values REF1 and REF2 corresponding to the channels CH1 and CH2 of the A / D conversion unit 43, and converts the digital values output from the A / D conversion unit 43 into the digital values. Offset correction is performed using a correction value corresponding to a sampler that samples and holds the corresponding signal.

上記構成では、A/D変換部43が有する2つのチャンネルCH1、CH2は、互いにサンプラが異なることから、それらから出力されるデジタル値のオフセット量も同様に異なる。本実施形態によれば、上述した補正部42により、これらチャンネル毎に最適な補正値を用いてオフセットの補正が行われることになるため、オフセットに起因するADC41の出力変動の発生を確実に抑制することができるという効果が得られる。   In the above configuration, the two channels CH1 and CH2 included in the A / D conversion unit 43 have different samplers, so that the offset values of the digital values output from them are also different. According to this embodiment, the correction unit 42 described above performs offset correction using an optimal correction value for each of these channels, so that occurrence of output fluctuation of the ADC 41 due to the offset is reliably suppressed. The effect that it can do is acquired.

(第5実施形態)
以下、第5実施形態について図25および図26を参照して説明する。
図25に示すように、本実施形態のADC51は、第4実施形態に対し、端子P3およびスイッチS3が追加されている点、補正部42に代えて補正部52を備えている点などが異なる。補正部52は、補正部42が備える構成に加え、減算器53、補正用メモリ54、減算器55およびスイッチSr31、Sr32を備えている。
(Fifth embodiment)
The fifth embodiment will be described below with reference to FIGS. 25 and 26.
As shown in FIG. 25, the ADC 51 of the present embodiment is different from the fourth embodiment in that a terminal P3 and a switch S3 are added, a correction unit 52 is provided instead of the correction unit 42, and the like. . The correction unit 52 includes a subtractor 53, a correction memory 54, a subtractor 55, and switches Sr31 and Sr32 in addition to the configuration included in the correction unit 42.

この場合、ADC51では、通常の動作が行われる通常シーケンスが開始される前に、オフセットを補正するための補正値REF1、REF2を取得するためのオフセット補正シーケンスが実行されるようになっている。このようなオフセット補正シーケンスが実行されることにより取得された補正値REF1、REF2は、それぞれ補正用メモリ44、45に格納される。   In this case, the ADC 51 is configured to execute an offset correction sequence for obtaining the correction values REF1 and REF2 for correcting the offset before the normal sequence in which the normal operation is performed is started. Correction values REF1 and REF2 obtained by executing such an offset correction sequence are stored in correction memories 44 and 45, respectively.

減算器53の一方の入力端子は、スイッチSr31を介してA/D変換部43の出力端子に接続されている。減算器53の他方の入力端子(−)は、補正用メモリ45の出力端子に接続されている。減算器53は、A/D変換部43から出力されるデジタル値から補正用メモリ45から読み出されたデジタル値を減算したデジタル値を出力する。   One input terminal of the subtractor 53 is connected to the output terminal of the A / D conversion unit 43 via the switch Sr31. The other input terminal (−) of the subtractor 53 is connected to the output terminal of the correction memory 45. The subtractor 53 outputs a digital value obtained by subtracting the digital value read from the correction memory 45 from the digital value output from the A / D converter 43.

減算器53から出力されるデジタル値は、チャンネルCH1、CH2のオフセットを補正するための補正値ΔREFとして、補正用メモリ54に入力される。つまり、補正用メモリ54は、特定のサンプラであるサンプラ4に対応して設けられた第1メモリである補正用メモリ45から読み出されたデジタル値とSAR7から出力されるデジタル値との差分を保持するものであり、第2メモリに相当する。   The digital value output from the subtractor 53 is input to the correction memory 54 as a correction value ΔREF for correcting the offset of the channels CH1 and CH2. That is, the correction memory 54 calculates the difference between the digital value read from the correction memory 45, which is the first memory provided corresponding to the sampler 4, which is a specific sampler, and the digital value output from the SAR 7. It is held and corresponds to the second memory.

補正用メモリ54の出力端子は、スイッチSr32を介して減算器55の一方の入力端子(−)に接続されている。減算器55の他方の入力端子は、減算器46の出力端子に接続されている。減算器55は、減算器46から出力されるデジタル値から補正用メモリ54から読み出されるデジタル値である補正値ΔREFを減算し、その減算後の値をデジタル値Doとして出力する。つまり、この場合、減算器55は、第2減算器に相当する。   The output terminal of the correction memory 54 is connected to one input terminal (−) of the subtractor 55 via the switch Sr32. The other input terminal of the subtractor 55 is connected to the output terminal of the subtractor 46. The subtractor 55 subtracts the correction value ΔREF, which is a digital value read from the correction memory 54, from the digital value output from the subtractor 46, and outputs the value after the subtraction as a digital value Do. That is, in this case, the subtractor 55 corresponds to a second subtracter.

スイッチSr31は、チャンネルCH2を用いてサンプルおよびホールドされた信号REFに対応する出力動作が行われる期間にオンされるとともに、他の期間にオフされる。また、スイッチSr32は、チャンネルCH1を用いてサンプルおよびホールドされた信号IN1に対応する出力動作およびチャンネルCH2を用いてサンプルおよびホールドされた信号IN2に対応する出力動作が行われる期間にオンされるとともに、他の期間にオフされる。   The switch Sr31 is turned on during a period in which an output operation corresponding to the signal REF sampled and held using the channel CH2 is performed, and is turned off during other periods. The switch Sr32 is turned on during a period in which an output operation corresponding to the signal IN1 sampled and held using the channel CH1 and an output operation corresponding to the signal IN2 sampled and held using the channel CH2 are performed. , Off in other periods.

このような構成により、補正部52は、オフセット補正シーケンスにおいて、チャンネルCH1、CH2、つまりサンプラ3、4のそれぞれに対応する補正値REF1、REF2を取得する。そして、補正部52は、通常シーケンスにおいて、チャンネルCH1、CH2、つまりサンプラ3、4のうち特定のサンプラ4に対応する補正値ΔREFを取得し、A/D変換部43から出力されるデジタル値に対し、そのデジタル値に対応した信号(IN1またはIN2)をサンプルおよびホールドしたサンプラ(3または4)に対応する補正値(REF1またはREF2)と、補正値ΔREFと、を用いてオフセットの補正を行う。   With such a configuration, the correction unit 52 acquires correction values REF1 and REF2 corresponding to the channels CH1 and CH2, that is, the samplers 3 and 4 in the offset correction sequence. Then, the correction unit 52 acquires the correction value ΔREF corresponding to the specific sampler 4 out of the channels CH1 and CH2, that is, the samplers 3 and 4 in the normal sequence, and converts the correction value ΔREF to the digital value output from the A / D conversion unit 43. On the other hand, the offset correction is performed using the correction value (REF1 or REF2) corresponding to the sampler (3 or 4) that samples and holds the signal (IN1 or IN2) corresponding to the digital value and the correction value ΔREF. .

次に、上記構成の作用について説明する。
[1]オフセット補正シーケンスにおける動作
オフセット補正シーケンスでは、信号REFが繰り返しサンプルおよびホールドされるようになっている。したがって、信号REFは、チャンネルCH1、CH2の双方を用いてサンプルおよびホールドされる。
Next, the operation of the above configuration will be described.
[1] Operation in Offset Correction Sequence In the offset correction sequence, the signal REF is repeatedly sampled and held. Thus, the signal REF is sampled and held using both channels CH1 and CH2.

このようなオフセット補正シーケンスにおけるADC51の動作について図26を参照して説明する。なお、図26では、信号REFに対するサンプル動作およびホールド動作(A/D変換動作)を、SPRおよびADRと表わす。また、図26では、信号IN1、IN2、IN3、REFのそれぞれに対応してA/D変換部43から出力されるデジタル値をO1、O2、O3、REFと表わしている。   The operation of the ADC 51 in such an offset correction sequence will be described with reference to FIG. In FIG. 26, the sample operation and hold operation (A / D conversion operation) for signal REF are represented as SPR and ADR. In FIG. 26, digital values output from the A / D converter 43 corresponding to the signals IN1, IN2, IN3, and REF are represented as O1, O2, O3, and REF.

サイクルC51、C53では、チャンネルCH1を用いて信号REFに対するサンプル動作が行われるとともに、チャンネルCH2を用いて信号REFに対するホールド動作(A/D変換動作)が行われる。また、サイクルC51、C53において出力されるデジタル値Doは、デジタル値REFから補正値REF1を減算した値となる。   In cycles C51 and C53, a sample operation for the signal REF is performed using the channel CH1, and a hold operation (A / D conversion operation) for the signal REF is performed using the channel CH2. The digital value Do output in cycles C51 and C53 is a value obtained by subtracting the correction value REF1 from the digital value REF.

サイクルC52、C54では、チャンネルCH2を用いて信号REFに対するサンプル動作が行われるとともに、チャンネルCH1を用いて信号REFに対するホールド動作(A/D変換動作)が行われる。また、サイクルC52、C54において出力されるデジタル値Doは、デジタル値REFから補正値REF2を減算した値となる。   In cycles C52 and C54, a sample operation for the signal REF is performed using the channel CH2, and a hold operation (A / D conversion operation) for the signal REF is performed using the channel CH1. The digital value Do output in cycles C52 and C54 is a value obtained by subtracting the correction value REF2 from the digital value REF.

[2]通常シーケンスにおける動作
通常シーケンスでは、信号IN1、IN2、IN3、REFが、この順で繰り返しサンプルホールドされるようになっている。これにより、信号IN1、IN3は常にチャンネルCH1を用いてサンプルホールドされ、信号IN2、REFは常にチャンネルCH2を用いてサンプルホールドされる。
[2] Operation in Normal Sequence In the normal sequence, the signals IN1, IN2, IN3, and REF are repeatedly sampled and held in this order. Thus, the signals IN1 and IN3 are always sampled and held using the channel CH1, and the signals IN2 and REF are always sampled and held using the channel CH2.

このような通常シーケンスにおけるADC51の動作について図26を参照して説明する。サイクルC61では、チャンネルCH1を用いて信号IN1に対するサンプル動作が行われるとともに、チャンネルCH2を用いて信号REFに対するホールド動作(A/D変換動作)が行われる。また、サイクルC61において出力されるデジタル値Doは、デジタル値REFから補正値REF1を減算した値となる。   The operation of the ADC 51 in such a normal sequence will be described with reference to FIG. In the cycle C61, a sampling operation is performed on the signal IN1 using the channel CH1, and a hold operation (A / D conversion operation) is performed on the signal REF using the channel CH2. The digital value Do output in cycle C61 is a value obtained by subtracting the correction value REF1 from the digital value REF.

サイクルC62では、チャンネルCH2を用いて信号IN2に対するサンプル動作が行われるとともに、チャンネルCH1を用いて信号IN1に対するホールド動作(A/D変換動作)が行われる。また、サイクルC62において出力されるデジタル値Doは、デジタル値REFから補正値REF2を減算した値となる。   In the cycle C62, the sampling operation for the signal IN2 is performed using the channel CH2, and the holding operation (A / D conversion operation) for the signal IN1 is performed using the channel CH1. Further, the digital value Do output in the cycle C62 is a value obtained by subtracting the correction value REF2 from the digital value REF.

サイクルC63では、チャンネルCH1を用いて信号IN3に対するサンプル動作が行われるとともに、チャンネルCH2を用いて信号IN2に対するホールド動作(A/D変換動作)が行われる。また、サイクルC63において出力されるデジタル値Doは、デジタル値O1から補正値REF1を減算した値となる。   In the cycle C63, the sampling operation for the signal IN3 is performed using the channel CH1, and the holding operation (A / D conversion operation) for the signal IN2 is performed using the channel CH2. Further, the digital value Do output in the cycle C63 is a value obtained by subtracting the correction value REF1 from the digital value O1.

サイクルC64では、チャンネルCH2を用いて信号REFに対するサンプル動作が行われるとともに、チャンネルCH1を用いて信号IN3に対するホールド動作(A/D変換動作)が行われる。また、サイクルC64において出力されるデジタル値Doは、デジタル値O2から補正値REF2を減算した値となる。   In the cycle C64, a sampling operation for the signal REF is performed using the channel CH2, and a holding operation (A / D conversion operation) for the signal IN3 is performed using the channel CH1. Further, the digital value Do output in the cycle C64 is a value obtained by subtracting the correction value REF2 from the digital value O2.

サイクルC65では、チャンネルCH1を用いて信号IN1に対するサンプル動作が行われるとともに、チャンネルCH2を用いて信号REFに対するホールド動作(A/D変換動作)が行われる。また、サイクルC65において出力されるデジタル値Doは、デジタル値O3から補正値REF1を減算した値となる。   In the cycle C65, the sampling operation for the signal IN1 is performed using the channel CH1, and the holding operation (A / D conversion operation) for the signal REF is performed using the channel CH2. Further, the digital value Do output in the cycle C65 is a value obtained by subtracting the correction value REF1 from the digital value O3.

サイクルC66では、チャンネルCH2を用いて信号IN2に対するサンプル動作が行われるとともに、チャンネルCH1を用いて信号IN1に対するホールド動作(A/D変換動作)が行われる。また、サイクルC66において出力されるデジタル値Doは、デジタル値REFから補正値REF2を減算した値となる。   In the cycle C66, the sample operation for the signal IN2 is performed using the channel CH2, and the hold operation (A / D conversion operation) for the signal IN1 is performed using the channel CH1. Further, the digital value Do output in the cycle C66 is a value obtained by subtracting the correction value REF2 from the digital value REF.

サイクルC67では、チャンネルCH1を用いて信号IN3に対するサンプル動作が行われるとともに、チャンネルCH2を用いて信号IN2に対するホールド動作(A/D変換動作)が行われる。また、サイクルC67において出力されるデジタル値Doは、デジタル値O1から補正値REF1および補正値ΔREFを減算した値となる。   In the cycle C67, the sampling operation for the signal IN3 is performed using the channel CH1, and the holding operation (A / D conversion operation) for the signal IN2 is performed using the channel CH2. Further, the digital value Do output in the cycle C67 is a value obtained by subtracting the correction value REF1 and the correction value ΔREF from the digital value O1.

サイクルC68では、チャンネルCH2を用いて信号REFに対するサンプル動作が行われるとともに、チャンネルCH1を用いて信号IN3に対するホールド動作(A/D変換動作)が行われる。また、サイクルC68において出力されるデジタル値Doは、デジタル値O2から補正値REF2および補正値ΔREFを減算した値となる。   In the cycle C68, a sampling operation for the signal REF is performed using the channel CH2, and a holding operation (A / D conversion operation) for the signal IN3 is performed using the channel CH1. The digital value Do output in cycle C68 is a value obtained by subtracting the correction value REF2 and the correction value ΔREF from the digital value O2.

以上説明した本実施形態によっても、第1実施形態と同様の効果が得られる。さらに、本実施形態のADC51は、A/D変換部43から出力されるデジタル値のオフセットを行う補正部52を備えている。本実施形態のADC51では、通常シーケンスにおいて、チャンネルCH2に対応する補正値REF2は更新することができるものの、チャンネルCH1に対応する補正値REF1は更新(取得)することができない。   Also by this embodiment described above, the same effect as the first embodiment can be obtained. Further, the ADC 51 of this embodiment includes a correction unit 52 that performs offset of the digital value output from the A / D conversion unit 43. In the ADC 51 of this embodiment, the correction value REF2 corresponding to the channel CH2 can be updated in the normal sequence, but the correction value REF1 corresponding to the channel CH1 cannot be updated (acquired).

そこで、補正部52は、通常シーケンスの前に実施されるオフセット補正シーケンスにおいて、チャンネルCH1、CH2のそれぞれに対応する補正値REF1、REF2を取得する。そして、補正部52は、通常シーケンスにおいて、チャンネルCH1、CH2のうち特定のチャンネルCH2に対応する補正値ΔREFを取得し、A/D変換部43から出力されるデジタル値に対し、そのデジタル値に対応した信号をサンプルおよびホールドしたサンプラに対応する補正値と補正値ΔREFとを用いてオフセットの補正を行う。   Therefore, the correction unit 52 acquires correction values REF1 and REF2 corresponding to the channels CH1 and CH2, respectively, in the offset correction sequence performed before the normal sequence. Then, the correction unit 52 acquires a correction value ΔREF corresponding to a specific channel CH2 out of the channels CH1 and CH2 in the normal sequence, and converts the digital value output from the A / D conversion unit 43 into the digital value. Offset correction is performed using the correction value corresponding to the sampler that samples and holds the corresponding signal and the correction value ΔREF.

この場合、補正値ΔREFは、オフセット補正シーケンスにおいて取得された補正値REF2と、通常シーケンスにおいて取得される補正値REF2との差分であり、チャンネルCH2におけるドリフトに相当する。動作状態に伴って生じるドリフトは、チャンネルCH1、CH2ともに概ね同一の値であると考えられる。そこで、本実施形態では、オフセット補正シーケンスにおいて予め取得された補正値REF1、REF2に加え、さらに、ドリフトに相当する補正値ΔREFを用いてオフセットの補正を行うようにしている。   In this case, the correction value ΔREF is a difference between the correction value REF2 acquired in the offset correction sequence and the correction value REF2 acquired in the normal sequence, and corresponds to drift in the channel CH2. The drift caused by the operating state is considered to be approximately the same value for both channels CH1 and CH2. Therefore, in this embodiment, in addition to the correction values REF1 and REF2 acquired in advance in the offset correction sequence, the correction of the offset is performed using the correction value ΔREF corresponding to drift.

このようにすれば、通常シーケンスにおいて補正値を更新することができないチャンネルCH1側も含め、2つのチャンネルCH1、CH2毎に最適な補正値を用いてオフセットの補正が行われることになる。したがって、本実施形態によれば、オフセットに起因するADC51の出力変動の発生を確実に抑制することができるという効果が得られる。   In this way, offset correction is performed using the optimum correction value for each of the two channels CH1 and CH2, including the channel CH1 side where the correction value cannot be updated in the normal sequence. Therefore, according to this embodiment, the effect that the output fluctuation of the ADC 51 due to the offset can be reliably suppressed can be obtained.

(その他の実施形態)
なお、本発明は上記し且つ図面に記載した各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で任意に変形、組み合わせ、あるいは拡張することができる。
上記各実施形態で示した数値などは例示であり、それに限定されるものではない。
(Other embodiments)
In addition, this invention is not limited to each embodiment described above and described in drawing, In the range which does not deviate from the summary, it can change, combine or expand arbitrarily.
The numerical values and the like shown in the above embodiments are examples and are not limited thereto.

本発明は、車両に搭載される電子制御装置に用いられるA/D変換回路に限らず、逐次比較A/D変換回路全般に適用することができる。
サンプリング容量(キャパシタCS1、CS2、CS3)のリセットをする方法およびそのための構成については、上記実施形態において説明したものに限らずともよく、適宜変更可能である。
The present invention is not limited to an A / D conversion circuit used in an electronic control device mounted on a vehicle, and can be applied to all successive comparison A / D conversion circuits.
The method of resetting the sampling capacitors (capacitors CS1, CS2, CS3) and the configuration therefor are not limited to those described in the above embodiment, and can be changed as appropriate.

上記各実施形態では、所定のアナログ信号(IN1〜IN6)が、毎回同じサンプルホールド回路(チャンネル)に与えられるような制御について説明をしたが、チャンネル毎のオフセットの違いが仕様上問題無いレベルである場合などには、所定のアナログ信号が、同じサンプルホールド回路に与えられないような制御としてもよい。   In each of the embodiments described above, control has been described in which predetermined analog signals (IN1 to IN6) are given to the same sample and hold circuit (channel) every time. In some cases, the control may be such that a predetermined analog signal is not applied to the same sample and hold circuit.

A/D変換回路に入力されるアナログ信号の数は、上記各実施形態で例示した数(例えば、第1実施形態では4つ、第2実施形態では6つなど)に限らずともよく、適宜変更することができる。なお、入力されるアナログ信号の数を変更する場合、その変更に合わせて、スイッチS1〜S6に相当するスイッチの数を変更すればよい。   The number of analog signals input to the A / D conversion circuit is not limited to the number exemplified in each of the above embodiments (for example, four in the first embodiment, six in the second embodiment, etc.) and may be appropriately selected. Can be changed. Note that when the number of input analog signals is changed, the number of switches corresponding to the switches S1 to S6 may be changed in accordance with the change.

本開示は、実施例に準拠して記述されたが、本開示は当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。   Although the present disclosure has been described with reference to the embodiments, it is understood that the present disclosure is not limited to the embodiments and structures. The present disclosure includes various modifications and modifications within the equivalent range. In addition, various combinations and forms, as well as other combinations and forms including only one element, more or less, are within the scope and spirit of the present disclosure.

1、21、31、41、51…A/D変換回路、3、4、22…サンプルホールド回路、5…D/A変換器、6、32…コンパレータ、7…逐次比較レジスタ、8…制御回路、10…容量アレイ、33…EX−OR回路、42、52…補正部、44、45、54…補正用メモリ、46、55…減算器、CS1、CS2、CS3…キャパシタ、CU…キャパシタ、S1〜S6、SREF、Sr11、Sr21、Sr31、Sr12、Sr22、Sr32…スイッチ。   1, 2, 31, 41, 51 ... A / D converter circuit, 3, 4, 22 ... sample hold circuit, 5 ... D / A converter, 6, 32 ... comparator, 7 ... successive approximation register, 8 ... control circuit DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Capacitance array, 33 ... EX-OR circuit, 42, 52 ... Correction | amendment part, 44, 45, 54 ... Memory for correction | amendment, 46, 55 ... Subtractor, CS1, CS2, CS3 ... Capacitor, CU ... Capacitor, S1 ~ S6, SREF, Sr11, Sr21, Sr31, Sr12, Sr22, Sr32 ... switches.

Claims (6)

入力信号である複数のアナログ信号の中から任意のアナログ信号を選択して入力するためのスイッチ(S1〜S6)と、
前記スイッチを介して入力される前記アナログ信号をサンプルおよびホールドする複数のサンプルホールド回路(3、4、22)と、
サンプルおよびホールドされた前記アナログ信号を差動入力間で比較するためのコンパレータ(6、32)と、
容量アレイ(10)が前記コンパレータの入力端子に接続される構成のD/A変換器(5)と、
前記コンパレータによる比較結果を表す信号を保持し、その保持結果に応じたデジタル値を出力する逐次比較レジスタ(7)と、
前記スイッチおよび前記サンプルホールド回路の動作を制御する動作制御部(8)と、
を備え、
前記サンプルホールド回路は、前記アナログ信号をサンプルするためのサンプリング容量(CS1、CS2、CS3)を含み、
前記動作制御部は、
所定の前記サンプルホールド回路がサンプル動作を行う期間、その所定の前記サンプルホールド回路とは異なる別の前記サンプルホールド回路がホールド動作を行うように前記サンプルホールド回路の動作を制御するとともに、
前記ホールド動作が行われる際、前記サンプリング容量の一方の端子を前記アナログ信号の電圧よりも高い基準電圧に接続するとともに前記サンプリング容量の他方の端子を前記コンパレータの入力端子に接続することにより、前記アナログ信号を前記サンプリング容量と前記D/A変換器の容量との容量比で分圧するように、前記サンプルホールド回路の動作を制御する逐次比較A/D変換回路。
Switches (S1 to S6) for selecting and inputting an arbitrary analog signal from a plurality of analog signals which are input signals;
A plurality of sample and hold circuits (3, 4, 22) for sampling and holding the analog signal input through the switch;
A comparator (6, 32) for comparing the sampled and held analog signal between the differential inputs;
A D / A converter (5) configured to connect a capacitor array (10) to an input terminal of the comparator;
A successive approximation register (7) that holds a signal representing a comparison result by the comparator and outputs a digital value corresponding to the holding result;
An operation control unit (8) for controlling the operation of the switch and the sample and hold circuit;
With
The sample hold circuit includes a sampling capacitor (CS1, CS2, CS3) for sampling the analog signal,
The operation controller is
Controlling the operation of the sample and hold circuit so that another sample and hold circuit different from the predetermined sample and hold circuit performs the hold operation during a period in which the predetermined sample and hold circuit performs the sample operation,
When the holding operation is performed, by connecting one terminal of the sampling capacitor to a reference voltage higher than the voltage of the analog signal and connecting the other terminal of the sampling capacitor to the input terminal of the comparator, A successive approximation A / D conversion circuit that controls the operation of the sample hold circuit so as to divide an analog signal by a capacity ratio between the sampling capacity and the capacity of the D / A converter.
前記動作制御部は、所定の前記アナログ信号が、毎回同じ前記サンプルホールド回路によりサンプルおよびホールドされるように制御する請求項1に記載の逐次比較A/D変換回路。   The successive approximation A / D conversion circuit according to claim 1, wherein the operation control unit controls the predetermined analog signal to be sampled and held by the same sample and hold circuit every time. さらに、前記逐次比較レジスタから出力されるデジタル値を補正する補正部(42、52)を備え、
前記補正部は、
前記アナログ信号に代えて基準信号を前記サンプルホールド回路に入力するように信号の入力経路を切り替える第1経路切替スイッチ(SREF)と、
前記サンプルホールド回路のそれぞれに対応して設けられ、前記逐次比較レジスタから出力されるデジタル値を記憶するための複数の第1メモリ(44、45)と、
前記逐次比較レジスタから前記第1メモリへのデジタル値の書き込み経路を切り替える第2経路切替スイッチ(Sr11、Sr21、Sr31)と、
前記第1メモリからのデジタル値の読み出し経路を切り替える第3経路切替スイッチ(Sr12、Sr22、Sr32)と、
前記逐次比較レジスタから出力されるデジタル値から前記第3経路切替スイッチを介して前記第1メモリから読み出されるデジタル値を減算して出力する第1減算器(46)と、
を備え、
前記動作制御部は、
前記基準信号が所定の前記サンプルホールド回路によりサンプルおよびホールドされるようにするとともに、それに伴い前記逐次比較レジスタから出力されるデジタル値が所定の前記サンプルホールド回路に対応する前記第1メモリに記憶されるように、前記第1経路切替スイッチおよび前記第2経路切替スイッチの動作を制御し、
前記アナログ信号が所定の前記サンプルホールド回路によりサンプルおよびホールドされることに伴い前記逐次比較レジスタから前記デジタル値が出力される際、所定の前記サンプルホールド回路に対応する前記第1メモリから読み出されるデジタル値が前記第1減算器へと与えられるように前記第3経路切替スイッチの動作を制御する請求項1または2に記載の逐次比較A/D変換回路。
Further, a correction unit (42, 52) for correcting a digital value output from the successive approximation register is provided,
The correction unit is
A first path selector switch (SREF) that switches a signal input path so that a reference signal is input to the sample hold circuit instead of the analog signal;
A plurality of first memories (44, 45) provided corresponding to each of the sample-and-hold circuits and for storing digital values output from the successive approximation register;
A second path switch (Sr11, Sr21, Sr31) for switching a digital value writing path from the successive approximation register to the first memory;
A third path selector switch (Sr12, Sr22, Sr32) for switching a path for reading a digital value from the first memory;
A first subtractor (46) for subtracting and outputting a digital value read from the first memory via the third path selector switch from a digital value output from the successive approximation register;
With
The operation controller is
The reference signal is sampled and held by a predetermined sample-and-hold circuit, and a digital value output from the successive approximation register is stored in the first memory corresponding to the predetermined sample-and-hold circuit. Controlling the operation of the first path changeover switch and the second path changeover switch,
When the digital value is output from the successive approximation register as the analog signal is sampled and held by the predetermined sample-and-hold circuit, the digital read from the first memory corresponding to the predetermined sample-and-hold circuit The successive approximation A / D conversion circuit according to claim 1, wherein an operation of the third path changeover switch is controlled so that a value is given to the first subtracter.
前記補正部は、さらに、
特定の前記サンプルホールド回路に対応して設けられた前記第1メモリから読み出されたデジタル値と前記逐次比較レジスタから出力されるデジタル値との差分を保持する第2メモリ(54)と、
前記第1減算器から出力されるデジタル値から前記第2メモリから読み出されるデジタル値を減算して出力する第2減算器(55)と、
を備える請求項3に記載の逐次比較A/D変換回路。
The correction unit further includes:
A second memory (54) for holding a difference between a digital value read from the first memory provided corresponding to the specific sample hold circuit and a digital value output from the successive approximation register;
A second subtracter (55) for subtracting and outputting a digital value read from the second memory from a digital value output from the first subtractor;
A successive approximation A / D conversion circuit according to claim 3.
前記サンプルホールド回路は、前記アナログ信号のサンプルを終了した後であり且つ次の前記アナログ信号のサンプルを開始する前に、前記サンプリング容量の両端子を回路の基準電位であるグランドに接続することにより前記サンプリング容量をリセットするようになっている請求項1から4のいずれか一項に記載の逐次比較A/D変換回路。   The sample-and-hold circuit connects the two terminals of the sampling capacitor to the ground, which is the reference potential of the circuit, after finishing the sampling of the analog signal and before starting the next sampling of the analog signal. The successive approximation A / D conversion circuit according to claim 1, wherein the sampling capacitor is reset. さらに、前記コンパレータの動作が終了したことを表す終了信号を生成する信号生成回路(33)を備え、
前記D/A変換器は、前記終了信号に基づいて動作を開始するように構成されている請求項1から5のいずれか一項に記載の逐次比較A/D変換回路。
And a signal generation circuit (33) for generating an end signal indicating that the operation of the comparator has ended.
The successive approximation A / D conversion circuit according to claim 1, wherein the D / A converter is configured to start an operation based on the end signal.
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