JP3958318B2 - A/d変換器及びa/d変換システム - Google Patents
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Description
図1は本発明の実施形態1のA/D変換器の全体構成を示す回路図である。
2のソースには、定電流IDAを流す1個のNMOS型トランジスタで構成された定電流源SC1の一端が接続され、この定電流源SC1の他端は接地される。一方、前記NMOS型トランジスタM1、M2のドレインは、各々、定電流I1、I1を流す1個のPMOS型トランジスタで構成された定電流源SC2、SC3の一端が接続され、これ等の定電流源SC2、SC3の他端には電源電圧VDDAが供給される。
Vob=R2(I1−ID2)
いま、負荷抵抗R1、R2の抵抗値を同一値Rとすると、出力端子Vob、Vo間の電圧(Vo−Vob)は、
Vo−Vob=R(ID2−ID1)
となる。本実施形態では、定電流源SC2、SC3を構成する2個のPMOS型トランジスタの各ゲートに、前記調整回路106からの帰還バイアス電圧Fbを入力することによって、その定電流源SC2、SC3の定電流I1、I1を調整すると、出力端子間の電圧(Vo−Vob)が調整されることになる。尚、電流源SC2、SC3に代えて、定電流源SC1を構成するNMOS型トランジスタのゲートに調整回路106からの帰還バイアス電圧Fbを入力しても良い。
次に、図3に示した調整回路106に備える基準電圧出力回路204について、その内部構成を図4に基づいて説明する。
次に、本発明の実施形態2のA/D変換器を図5に基づいて説明する。
次に、本発明の実施形態3のA/D変換システムについて説明する。
11 正帰還部
15 ダイオード接続部
100 A/D変換器
101 参照電圧生成回路
102 差動増幅回路列
A1〜An+1 差動増幅回路
103 電圧比較回路列
Cr1〜Crn+1 電圧比較回路
105 エンコード回路(コード化回路)
106 調整回路
201 差動増幅回路レプリカ
202 電圧比較回路レプリカ
203 演算増幅器
204、204’ 基準電圧出力回路
300 平均電圧生成回路
400 ローパスフィルタ
500、800 基準電圧発生回路
800a、800a’
〜800n 電圧生成回路
501 デコーダー
502 スイッチ列(選択回路)
600 A/D変換システム
601 適応回路
605 テスト信号発生回路
606 制御信号生成回路
607 メモリ
R1、R2 抵抗
m1〜m4 NMOS型トランジスタ
m5〜m10 PMOS型トランジスタ
Claims (13)
- 複数の参照電圧を生成する参照電圧生成回路と、
前記参照電圧生成回路が生成する参照電圧に対応して備えられ、各々、対応する参照電圧と、共通の入力信号電圧とが入力され、前記対応する参照電圧と前記入力信号電圧との電圧差を増幅して、相補電圧である非反転出力電圧と反転出力電圧とを出力する複数の差動増幅回路と、
前記複数の差動増幅回路に対応して備えられ、各々、対応する差動増幅回路からの非反転出力電圧と反転出力電圧とを比較し、その大小関係に応じたディジタル信号を出力する複数の電圧比較回路と、
前記複数の電圧比較回路から出力された複数のディジタル信号をコード化して、前記入力信号電圧に応じた1つのディジタルデータ信号として出力するコード化回路と、
前記複数の差動増幅回路の非反転出力電圧及び反転出力電圧を、前記複数の電圧比較回路の入力レンジの範囲内に調整する調整回路とを備えた
ことを特徴とするA/D変換器。 - 前記請求項1記載のA/D変換器において、
前記調整回路は、
前記差動増幅回路と同一の回路及び形状で構成され、且つ前記差動増幅回路に供給される電圧と同一電圧が供給されて、コモンモード電圧を出力する差動増幅回路レプリカと、
前記差動増幅回路レプリカから出力されるコモンモード電圧が所定の基準電圧と一致するように帰還制御電圧を発生して、前記帰還制御電圧を前記差動増幅回路レプリカに帰還する演算増幅回路とを備え、
前記演算増幅器からの帰還制御電圧は、前記複数の差動増幅回路にも帰還される
ことを特徴とするA/D変換器。 - 前記請求項2記載のA/D変換器において、
前記調整回路は、更に、
前記差動増幅回路レプリカと前記演算増幅回路との間に配置され、前記電圧比較回路と同一の回路及び形状で構成され、且つ前記差動増幅回路レプリカからのコモンモード電圧を受け、このコモンモード電圧に応じた電圧値のコモンモード電圧を出力する電圧比較回路レプリカを備え、
前記演算増幅回路は、前記電圧比較回路レプリカからのコモンモード電圧が所定の基準電圧と一致するように帰還制御電圧を発生する
ことを特徴とするA/D変換器。 - 前記請求項3記載のA/D変換器において、
前記調整回路は、更に、
前記電圧比較回路レプリカと前記演算増幅回路との間に配置され、前記電圧比較回路レプリカからのコモンモード電圧を入力し、このコモンモード電圧の平均電圧を生成する平均電圧生成回路を備え、
前記演算増幅回路は、前記平均電圧生成回路からのコモンモード電圧の平均電圧が前記所定の基準電圧と一致するように帰還制御電圧を発生する
ことを特徴とするA/D変換器。 - 前記請求項4記載のA/D変換器において、
前記調整回路は、更に、
前記演算増幅回路の出力側に配置され、前記演算増幅回路からの帰還制御電圧の高周波数成分を除去するローパスフィルタを備える
ことを特徴とするA/D変換器。 - 前記請求項2〜5の何れか1項に記載のA/D変換器において、
前記調整回路は、更に、前記所定の基準電圧を発生して出力する基準電圧出力回路を有し、
前記基準電圧出力回路は、
複数の基準電圧を発生する基準電圧発生回路と、
選択信号を受け、前記基準電圧発生回路で発生した複数の基準電圧の何れか1つを前記選択信号により選択して、前記所定の基準電圧として出力する選択回路とを備える
ことを特徴とするA/D変換器。 - 前記請求項6記載のA/D変換器において、
前記基準電圧出力回路は、
外部から制御信号を受け、前記制御信号に基づいて前記選択信号を生成して前記選択回路に出力するデコーダーを備える
ことを特徴とするA/D変換器。 - 前記請求項6記載のA/D変換器において、
前記調整回路に備える基準電圧出力回路は、
電源とグランドとの間に配置され、直列に接続された複数の抵抗から成る抵抗ラダーにより構成され、前記複数の抵抗の端子間に各々異なる基準電圧を発生させる
ことを特徴とするA/D変換器。 - 前記請求項6記載のA/D変換器において、
前記複数の電圧比較回路は、各々、
対応する差動増幅回路からの非反転出力電圧及び反転出力電圧を各々ゲートに受け、リニア領域で動作する2個のNMOS型トランジスタを有する入力トランジスタ部と、
前記2個のNMOS型トランジスタのドレインに接続され、クロスインバータラッチを構成する正帰還部とを有する
ことを特徴とするA/D変換器。 - 前記請求項9記載のA/D変換器において、
前記基準電圧出力回路が有する基準電圧発生回路は、複数の電圧生成回路を有し、
前記複数の電圧生成回路は、各々、相互に異なる1つの基準電圧を生成し、且つダイオード接続部及び前記ダイオード接続部に接続された2個の抵抗を有し、前記ダイオード接続部の内部の所定ノードの電圧、又は前記ダイオード接続部と前記2個の抵抗の接続点との何れか一方に生成されるノード電圧を前記1つの基準電圧として出力する
ことを特徴とするA/D変換器。 - 前記請求項10記載のA/D変換器において、
前記2個の抵抗は、各々、正の温度依存特性を持つ抵抗で構成される
ことを特徴とするA/D変換器。 - 前記請求項7記載のA/D変換器と、前記A/D変換器に接続された適応回路とを備えたA/D変換システムであって、
前記適応回路は、前記A/D変換器に備える基準電圧出力回路が発生する前記所定の基準電圧を適応制御する
ことを特徴とするA/D変換システム。 - 前記請求項12記載のA/D変換システムにおいて、
前記適応回路は、
テスト信号を発生し、前記テスト信号を前記A/D変換器に出力して、前記A/D変換器で前記テスト信号をA/D変換させるテスト信号発生回路と、
前記A/D変換器での前記テスト信号のA/D変換特性を記憶するメモリと、
前記メモリに記憶されたA/D変換特性を評価し、その評価結果に応じた制御信号を生成し、前記制御信号を前記A/D変換器の基準電圧出力回路に備えるデコーダーに出力する制御信号生成回路とを備えた
ことを特徴とするA/D変換システム。
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