JP5765155B2 - Voltage comparison circuit, A / D converter, and semiconductor device - Google Patents
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Description
この出願で言及する実施例は、電圧比較回路,A/D変換器および半導体装置に関する。 The embodiments referred to in this application relate to a voltage comparison circuit, an A / D converter, and a semiconductor device.
電圧比較回路は、入力端子に印加されたアナログ信号の高低を判定する機能を持った回路で、A/D(Analog to Digital)変換器を始めとするアナログ回路の重要な構成要素の1つである。 A voltage comparison circuit is a circuit that has a function of determining the level of an analog signal applied to an input terminal, and is one of the important components of an analog circuit such as an A / D (Analog to Digital) converter. is there.
電圧比較回路の基本的な動作は、印加された信号の直流電位の高低を判定するもので、例えば、全並列型のDC結合によって、各電圧比較回路で比較基準電圧とアナログ入力信号の電圧の高低を直接比較する。 The basic operation of the voltage comparison circuit is to determine the level of the DC potential of the applied signal. For example, the comparison of the comparison reference voltage and the voltage of the analog input signal is performed in each voltage comparison circuit by DC coupling in parallel. Compare high and low directly.
しかしながら、この場合、電圧比較回路の動作範囲の関係で変換可能なアナログ入力信号の電圧範囲が制約を受ける。さらに、各電圧比較回路が異なる判定電圧で動作するため、それぞれの電圧比較回路内部の動作点が異なり、その結果、各電圧比較回路の応答時間に差が生じて、速度的な制約となる。 However, in this case, the voltage range of the analog input signal that can be converted is limited due to the operation range of the voltage comparison circuit. Furthermore, since each voltage comparison circuit operates with a different determination voltage, the operating point inside each voltage comparison circuit is different. As a result, a difference occurs in the response time of each voltage comparison circuit, resulting in speed limitations.
そのため、AC結合を介して動作させる手法が提案されている。すなわち、アナログ信号を入力する時に、容量と電圧比較器(比較器)の入出力端子間を短絡する(一般的に、オートゼロと呼ばれる)手法が知られている。 Therefore, a method of operating via AC coupling has been proposed. That is, a method of short-circuiting between a capacitor and an input / output terminal of a voltage comparator (comparator) when inputting an analog signal (generally called auto-zero) is known.
ところで、従来、電圧比較回路,A/D変換器および半導体装置としては、様々なものが提案されている。 By the way, conventionally, various types of voltage comparison circuits, A / D converters, and semiconductor devices have been proposed.
前述したように、アナログ信号を入力する時に、容量と比較器の入出力端子間を短絡するオートゼロ手法が知られている。 As described above, there is known an auto-zero method for short-circuiting between a capacitor and an input / output terminal of a comparator when an analog signal is input.
しかしながら、オートゼロ手法は、比較器の出力インピーダンスとスイッチのオン抵抗が加算されて容量を充電するため、時定数が大きくなって時間がかかる。また、比較器には、オートゼロを行っている間も電流が流れるため、消費電力の面から好ましくない。 However, since the auto-zero method adds the output impedance of the comparator and the on-resistance of the switch to charge the capacitor, the time constant becomes large and takes time. In addition, since a current flows through the comparator during auto zero, it is not preferable from the viewpoint of power consumption.
また、近年、ラッチ型電圧比較器を使用して電源電圧の約半分(Vdd/2)のレベルをコモン電圧(同相電圧)にバイアスする手法が主流となっている。この場合、比較器のオフセットはキャンセルされないため、例えば、オフセットキャンセル機能が比較器に組み込まれる。 In recent years, a method of biasing the level of about half of the power supply voltage (Vdd / 2) to a common voltage (common-mode voltage) using a latch-type voltage comparator has become mainstream. In this case, since the offset of the comparator is not canceled, for example, an offset cancel function is incorporated in the comparator.
ところで、比較器を並列に配置して動作させる並列型(フラッシュ型)A/D変換器では、比較器のオフセットは線形性に直接影響し、最悪の場合は隣接する比較器の判定点が逆転して単調性を保つことができない虞がある。 By the way, in the parallel type (flash type) A / D converter in which the comparators are arranged and operated in parallel, the offset of the comparator directly affects the linearity, and in the worst case, the judgment point of the adjacent comparator is reversed. Therefore, there is a possibility that monotonicity cannot be maintained.
一般的な逐次比較型A/D変換器、例えば、多チャンネルをタイムインターリーブせずに単一チャネルで使用する場合、比較器自体のオフセットは全ての判定を同一の比較器で行うため、単純にA/D変換結果のオフセットとして現れ、線形性に影響を与えない。 When a general successive approximation A / D converter is used, for example, when multiple channels are used in a single channel without time interleaving, the offset of the comparator itself is determined by the same comparator. It appears as an offset of the A / D conversion result and does not affect the linearity.
しかしながら、同相電圧(コモン電圧Vcm)の設定が適切でないと、例えば、製造ばらつき等によってpMOSとnMOSトランジスタの特性に大きなアンバランスが発生した場合には、電源電圧の半分(Vdd/2)に設定されたVcmは必ずしも最適点ではない。 However, if the common-mode voltage (common voltage Vcm) is not set appropriately, for example, if a large imbalance occurs in the characteristics of the pMOS and nMOS transistors due to manufacturing variations, etc., the voltage is set to half the power supply voltage (Vdd / 2). The resulting Vcm is not necessarily the optimum point.
すなわち、比較器の差動入力信号の電位差が1mVであっても同相電圧が異なると、例えば、差動入力信号(Vip,Vim)が(0,1),(100,101),(200,201),(300,301),(400,401)mVでは、比較器の動作速度は異なる。 That is, if the common-mode voltage is different even if the potential difference of the differential input signal of the comparator is 1 mV, for example, the differential input signals (Vip, Vim) are (0, 1), (100, 101), (200, 201), (300, 301), (400, 401) mV, the operation speed of the comparator is different.
さらに、同相電圧の設定によっては、比較器の応答速度の低下だけでなく、場合によっては比較器の誤判定を招く虞もある。 Furthermore, depending on the setting of the common-mode voltage, not only the response speed of the comparator is reduced, but also the comparator may be erroneously determined in some cases.
一実施形態によれば、比較器と、前記比較器の応答速度を判定する判定器と、電圧制御器と、を有することを特徴とする電圧比較回路が提供される。 According to an embodiment, there is provided a voltage comparison circuit including a comparator, a determination unit that determines a response speed of the comparator, and a voltage controller.
前記電圧制御器は、前記判定器の判定結果に従って、前記比較器の応答速度の遅延を低減するように、前記比較器の複数の入力における同相電圧を制御する。 The voltage controller controls common-mode voltages at a plurality of inputs of the comparator so as to reduce a delay in response speed of the comparator according to a determination result of the determiner.
開示の電圧比較回路,A/D変換器および半導体装置は、比較器に対して最適な同相電圧を与えることによって、動作速度を向上することができるという効果を奏する。 The disclosed voltage comparison circuit, A / D converter, and semiconductor device have an effect that the operation speed can be improved by applying an optimum common-mode voltage to the comparator.
以下、電圧比較回路,A/D変換器および半導体装置の実施例を、添付図面を参照して詳述する。図1は、本実施例に係る電圧比較回路の全体構成を概略的に示すブロック図である。図1において、参照符号100は電圧比較回路を示し、200はクロック発生器を示す。
Hereinafter, embodiments of a voltage comparison circuit, an A / D converter, and a semiconductor device will be described in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a block diagram schematically showing the overall configuration of the voltage comparison circuit according to the present embodiment. In FIG. 1,
図1に示されるように、電圧比較回路100は、電圧比較器(比較器)1,判定器2および電圧制御器3を有する。比較器1は、差動の入力信号Vip,Vimの高低を比較し、判定器2は、比較器1の動作の遅速を判定して電圧制御器3を制御する。
As shown in FIG. 1, the
電圧制御器3は、判定器2の出力に従って、入力信号Vip,Vimの同相電圧(コモン電圧)を制御する。なお、クロック発生器200は、電圧比較回路100における比較器1および判定器2に対するクロック(φC)を発生する。
The
このように、本実施例の電圧比較回路100は、同相電圧制御対象の比較器1、比較器1の出力の遅延時間を判定する判定器2、判定器2の判定結果に基づいてその判定結果を比較器1の入力信号Vip,Vimの同相電圧に帰還して反映させる電圧制御器3を有する。
As described above, the
ここで、比較器1は、例えば、ストロングアーム型比較器等の比較器を適用することができ、この比較器1に対して判定器2および電圧制御器3を追加して最速の応答時間が得られる同相電圧を自動的に与えるループを形成する。
Here, for example, a comparator such as a strong arm type comparator can be applied to the
これにより、差動の入力信号Vip,Vimには、電圧制御器3からの同相電圧が加えられて、比較器1へ入力される。
As a result, the common-mode voltage from the
比較器1は、この同相電圧が加えられた入力信号Vip,Vimに対して、クロック発生器200からのクロックに同期した比較(判定)を行う。なお、電圧制御器3の初期値としては、例えば、最低の同相電圧を与える。また、差動電圧(VipとVimの差電圧)は、一定電圧とする。
The
判定器2は、比較器1の遅延時間をtd0として保持(記憶)し、さらに、同相電圧を少しだけ上昇させた後、比較器1に判定させる。そして、同相電圧を上昇させる前に記憶した遅延時間td0と、同相電圧を上昇させた後の遅延時間tdxの遅速を判定する。
The
ここで、td0>tdxのとき、td0=tdxとし、電圧制御器3の出力を変更せずに、比較器1が次の判定を行う。また、判定器2は、更新されたtd0と遅延時間tdxを比較する。
Here, when td0> tdx, td0 = tdx is set, and the
一方、Td0<tdxのとき(前よりも遅くなった場合)、td0は更新せず、電圧制御器3によって同相電圧を上昇させる。そして、Td0<tdxを複数回観測したときは、ループを終了させる。このループによって、最終的には、最速遅延時間となる(遅延時間が最も短くなる)同相電圧を得ることができる。
On the other hand, when Td0 <tdx (when it is later than before), td0 is not updated, and the
図2は、図1に示す電圧比較回路における比較器の一例を示す回路図であり、ストロングアーム型の比較器を示すものである。図2に示されるように、比較器1は、複数のpMOS(pチャネル型MOS)トランジスタTp11〜Tp16および複数のnMOS(nチャネル型MOS)トランジスタTn11〜Tn15を有する。
FIG. 2 is a circuit diagram showing an example of a comparator in the voltage comparison circuit shown in FIG. 1, and shows a strong arm type comparator. As shown in FIG. 2, the
ここで、トランジスタTp11,Tp12,Tp15,Tp16は、プルアップ用トランジスタを示し、リセット時にクロックφCが低レベル『L』となってオン(on)し、各トランジスタのドレインのノードを高電位電源線Vddの電圧にプルアップする。 Here, the transistors Tp11, Tp12, Tp15, and Tp16 indicate pull-up transistors. At the time of reset, the clock φC becomes a low level “L” and is turned on, and the drain node of each transistor is connected to the high potential power line. Pull up to the voltage of Vdd.
また、比較動作を実行する場合、トランジスタTp11,Tp12,Tp15,Tp16は、クロックφCが高レベル『H』となってオフ(off)し、差動の入力信号Vip,Vimを比較および判定して、差動の出力信号Vop,Vomを出力する。 When the comparison operation is performed, the transistors Tp11, Tp12, Tp15, and Tp16 are turned off when the clock φC is at the high level “H”, and the differential input signals Vip and Vim are compared and determined. The differential output signals Vop and Vom are output.
ここで、入力信号VipおよびVimは、差動対トランジスタTn13およびTn14のゲートに入力される。また、出力信号Vop並びにVomは、Tp13のドレインおよびTn11のドレインの共通接続ノード、並びに、Tp14のドレインおよびTn12のドレインの共通接続ノードから出力される。 Here, the input signals Vip and Vim are input to the gates of the differential pair transistors Tn13 and Tn14. The output signals Vop and Vom are output from the common connection node of the drain of Tp13 and the drain of Tn11 and the common connection node of the drain of Tp14 and the drain of Tn12.
なお、トランジスタTn15は、そのゲートに入力されるクロックφCに従って、φCが『H』のときにオンして接地(GND)へ電流を流し、φCが『L』のときにオフしてリセットする。 The transistor Tn15 is turned on when φC is “H” to flow current to the ground (GND) according to the clock φC input to its gate, and is turned off and reset when φC is “L”.
なお、図2に示す比較器1は、単なる例であり、例えば、pチャネル型およびnチャネル型トランジスタを逆にした相補の回路を始めとする様々な回路でもよいのはもちろんである。
The
図3は、電圧比較回路の第1実施例を示すブロック図であり、図4は、図3に示す判定器の動作を説明するためのタイミング図である。 FIG. 3 is a block diagram showing a first embodiment of the voltage comparison circuit, and FIG. 4 is a timing chart for explaining the operation of the decision unit shown in FIG.
図3において、参照符号21はエクスクルーシブノア(EXNOR)ゲート、22はフリップフロップ(FF)、23は制御回路(CNTL:アップダウンカウンタ)、24はデマルチプレクサ(D−MPX)、そして、25は遅延器を示す。
In FIG. 3,
ここで、EXNORゲート21は、比較器1の応答を検出する応答検出器として機能する。また、FF22、制御回路23,D−MPX24,および,D−MPX24から遅延器25への制御経路(並びに、D/A変換器3への制御経路)は、ループ処理回路を構成する。
Here, the
図4に示されるように、比較器1の出力信号Vop,Vomは、φC=『L』のリセット状態時は、トランジスタTp12,Tp15によりプルアップされて『H』となっている。そして、クロックφCが『L』から『H』に立ち上がると、比較器1は比較(判定)動作を開始する。
As shown in FIG. 4, the output signals Vop and Vom of the
比較器1の出力信号Vop,Vomは、最初は『H』であるが、Vop,Vomの差分に正帰還が作用して、一方が『H』で他方が『L』に振り分けられる。このVop,Vomが後段のEXNORゲート21によって、VO=『L』として出力される。
The output signals Vop and Vom of the
すなわち、EXNORゲート21は、異なるレベルのVop,Vomにより比較器1の判定が完了したことを検出し、低レベル『L』の出力信号VOを出力する。この低レベル『L』の信号VOは、FF22のD端子に入力される。
That is, the
一方、クロックφCは、判定器2の遅延器25にも入力される。遅延器25は、VddとGND間に直列接続された可変抵抗Rd,pMOSトランジスタTp25およびnMOSトランジスタTn25を有する。ここで、可変抵抗Rdの抵抗値は、D−MPX24を介した制御回路23の出力により制御される。
On the other hand, the clock φC is also input to the
すなわち、図4に示されるように、遅延器25の出力信号V1は、クロックφCの『H』への立ち上がりを受けて『L』に変化し、これがFF22の入力クロック(CK)として使われる。ここで、FF22は、クロック端子CKに入力された信号V1の『H』から『L』への立ち下がりで、データ入力Dに入力された信号VOを取り込む。
That is, as shown in FIG. 4, the output signal V1 of the
遅延器25の出力信号V1の立ち下がりに対して、比較器1の信号VOの遅延が遅い(遅延時間が長い)場合には、VO=『H』を取り込むことになり、FF22は、『H』の信号Odを出力する。
If the delay of the signal VO of the
すなわち、遅延器25の遅延時間Td(V1)よりも比較器1側の遅延時間td(V0)の方が大きい(Td(V1)>td(V0))場合、信号Odは『H』になる。
That is, when the delay time td (V0) on the
一方、遅延器25の出力信号V1の立ち下がりに対して、比較器1の信号VOの遅延が速い(遅延時間が短い)場合には、VO=『L』を取り込むことになり、FF22は、『L』の信号Odを出力する。
On the other hand, when the delay of the signal VO of the
すなわち、遅延器25の遅延時間Td(V1)よりも比較器1側の遅延時間td(V0)の方が小さい(Td(V1)<td(V0))場合、信号Odは『L』になる。
That is, when the delay time td (V0) on the
このFF22の出力信号Odは、後段の制御回路23に取り込まれる。ここで、制御回路23は、例えば、アップダウンカウンタで構成され、信号OdのH/Lをカウントする。
The output signal Od of the
従って、例えば、Od=『H』(すなわち、比較器1の方が遅延器25よりも速い、或いは、遅延器25の方が比較器1よりも遅い)によってカウントアップされると、可変抵抗Rdの抵抗値を小さくなるように制御する。これによって、遅延器25の遅延時間が短くなる。
Therefore, for example, when counting up by Od = “H” (that is, the
これを繰り返すことによって、遅延器25の遅延時間は徐々に短縮され、比較器1の遅延時間より短くなって、Od=『L』を出力する。制御回路23は、Od=『L』を受けて電圧制御器(同相電圧制御用のD/A(Digital to Analog)変換器)3を制御する。
By repeating this, the delay time of the
ここで、D/A変換器3は、最初は最低電圧を出力した状態からスタートする。なお、制御回路23は、カウントダウンすることによってD/A変換器(負論理)3の入力コード(Din)を下げる。その結果、D/A変換器3の出力電圧Voutは、上昇する。
Here, the D /
そして、D/A変換器3の出力電圧Voutが同相電圧として比較器1に与えられ、再度、クロックφCによって判定を行うループが実行される。このループを繰り返し、2回連続でOd=『L』(すなわち、比較器1の方が遅延器25よりも速い)が得られたところで、D/A変換器3の入力コードを『1』だけ戻してループを終了させる。これによって、比較器1の同相電圧は、比較器1の遅延時間が最小となる電圧へ収束する。
Then, the output voltage Vout of the D /
図5は、図3に示す判定器における判定処理の一例を説明するためのフローチャートであり、図6は、図5に示す判定処理を説明するための図である。すなわち、図5に示すフローチャートは、上述した判定器の処理をまとめたものである。 FIG. 5 is a flowchart for explaining an example of the determination process in the determiner shown in FIG. 3, and FIG. 6 is a view for explaining the determination process shown in FIG. That is, the flowchart shown in FIG. 5 summarizes the processing of the above-described determiner.
図5に示されるように、判定器2の判定処理が開始すると、ステップST11において、D−MPX24の出力信号Din=0,Rd=Maxとする。すなわち、ステップST11では、信号Din=0として、D/A変換器3からの同相電圧を最低電圧とし、さらに、遅延器25の可変抵抗Rdの抵抗値を最大にして遅延器25による遅延を最大にする。
As shown in FIG. 5, when the determination process of the
次に、ステップST12へ進んで、遅延時間の比較、すなわち、FF22による比較器1による遅延時間(信号VO)と遅延器25による遅延時間(信号V1)の比較を行う。さらに、ステップST13へ進んで、FF22の出力信号Od=『L』かどうかを判定する。
Next, the process proceeds to step ST12 where the delay times are compared, that is, the delay time (signal VO) by the
ステップST13において、Od=『L』であると判定すると、すなわち、比較器1の方が遅延器25よりも速いと判定すると、ステップST15へ進んで、遅延器25の可変抵抗Rdの抵抗値を1段階下げる。
If it is determined in step ST13 that Od = “L”, that is, if it is determined that the
すなわち、ステップST15では、遅延器25による遅延時間を小さく(速度アップ)してステップST12へ戻り、同様の処理を繰り返す。これを繰り返すことによって、遅延器25の遅延時間は徐々に短縮され、比較器1の遅延時間より短くなって、Od=『H』を出力する。
That is, in step ST15, the delay time by the
そして、ステップST13において、Od=『L』ではない(Od=『H』である)と判定すると、ステップST14へ進んで、Od(n−1)=『L』かどうかを判定する。ここで、Od(n−1)は前回の判定結果を示す。 If it is determined in step ST13 that Od = “L” is not satisfied (Od = “H”), the process proceeds to step ST14 to determine whether Od (n−1) = “L”. Here, Od (n−1) indicates the previous determination result.
ステップST14において、Od(n−1)=『L』であると判定すると、ステップST16へ進んで、信号Dinを1段階下げる。すなわち、D/A変換器3の入力コード(Din)を1段階下げて、D/A変換器3の出力電圧Voutを上昇(比較器1の入力Vip,Vimにおける同相電圧を上昇)させ、ステップST12へ戻り、同様の処理を繰り返す。
If it is determined in step ST14 that Od (n−1) = “L”, the process proceeds to step ST16 and the signal Din is lowered by one step. That is, the input code (Din) of the D /
そして、ステップST14において、Od(n−1)=『L』ではない(Od(n−1)=『H』である)と判定すると、すなわち、2回連続してOd=『L』(比較器1の方が遅延器25よりも速い)と判定すると、ステップST17へ進む。
If it is determined in step ST14 that Od (n−1) = “L” is not satisfied (Od (n−1) = “H”), that is, Od = “L” (comparison twice). If it is determined that the
ステップST17では、D−MPX24の出力信号Dinを1段階上げて、すなわち、D/A変換器3の出力電圧Voutを1段階分戻し、比較器1の入力Vip,Vimにおける同相電圧を制御して処理を終了する。
In step ST17, the output signal Din of the D-
以上により、図6に示されるように、同相電圧(Vcm)を、遅延Tdが最小となる最適な電圧へ収束させることが可能になる。なお、図5のフローチャートにおいて、ステップST13およびST14でOd=『L』を2回検出し、その後、ステップST17でD/A変換器3による同相電圧を1段階分戻しているが、これは適宜変更することができる。
As described above, as shown in FIG. 6, the common-mode voltage (Vcm) can be converged to an optimum voltage that minimizes the delay Td. In the flowchart of FIG. 5, Od = “L” is detected twice in steps ST13 and ST14, and then the common-mode voltage by the D /
すなわち、同相電圧を、最下点からスタートして遅延時間tdが最小となる電圧まで上昇した時点で終了させてもよく、また、例えば、Od=『L』を3回検出した後に、D/A変換器3による同相電圧を2段階分戻す等の変更も可能である。
That is, the common-mode voltage may be terminated when it starts from the lowest point and rises to a voltage at which the delay time td becomes the minimum. For example, after detecting Od = “L” three times, D / Changes such as returning the common-mode voltage by the
このように、図5および図6を参照して説明した処理は、前述したループ処理回路により、同相電圧が最適値になったときに、そのループ処理(判定処理)を終了させるようになっている。次に、図7および図8を参照して説明する処理は、ループ処理回路により、同相電圧が最適値になった後も、ループ処理を継続させるものである。 As described above, the processing described with reference to FIGS. 5 and 6 ends the loop processing (determination processing) when the common-mode voltage reaches the optimum value by the loop processing circuit described above. Yes. Next, the processing described with reference to FIGS. 7 and 8 is to continue the loop processing even after the common-mode voltage reaches the optimum value by the loop processing circuit.
図7は、図3に示す判定器における判定処理の他の例を説明するためのフローチャートであり、図8は、図7に示す判定処理を説明するための図である。ここで、図7と前述した図5との比較から明らかなように、ステップST11〜ST17は共通である。 FIG. 7 is a flowchart for explaining another example of the determination process in the determiner shown in FIG. 3, and FIG. 8 is a view for explaining the determination process shown in FIG. Here, as is clear from a comparison between FIG. 7 and FIG. 5 described above, steps ST11 to ST17 are common.
図7に示されるように、ステップST14において、Od(n−1)=『L』であると判定すると、前述したように、ステップST17へ進んで、D−MPX24の出力信号Dinを1段階上げて、ステップST18へ進む。
As shown in FIG. 7, if it is determined in step ST14 that Od (n−1) = “L”, as described above, the process proceeds to step ST17, and the output signal Din of the D-
すなわち、ステップST14において、2回連続してOd=『L』(比較器1の方が遅延器25よりも速い)と判定すると、ステップST17へ進んで、D/A変換器3の入力コードDinを1段階下げて、D/A変換器3により同相電圧を1段階分下げる(戻す)。
That is, if it is determined in step ST14 that Od = “L” twice in succession (the
さらに、ステップST18へ進んで、遅延時間の比較、すなわち、FF22による比較器1による遅延時間(信号VO)と遅延器25による遅延時間(信号V1)の比較を行う。そして、ステップST19へ進んで、FF22の出力信号Od=『L』かどうかを判定する。
In step ST18, the delay time is compared, that is, the delay time (signal VO) by the
ステップST19において、Od=『L』ではない(Od=『H』である)と判定すると、すなわち、比較器1の方が遅延器25よりも遅いと判定すると、ステップST20へ進んで、遅延器25の可変抵抗Rdの抵抗値を1段階上昇させる。
If it is determined in step ST19 that Od = “L” is not satisfied (Od = “H”), that is, if it is determined that the
すなわち、ステップST20では、遅延器25による遅延時間を大きく(速度ダウン)してステップST18へ戻り、同様の処理を繰り返す。これを繰り返すことによって、遅延器25の遅延時間は徐々に延長され、比較器1の遅延時間より長くなって、Od=『L』を出力する。
That is, in step ST20, the delay time by the
そして、ステップST19において、Od=『L』であると判定すると、ステップST21へ進んで、遅延時間を比較する。さらに、ステップST22へ進んで、Od=『L』かどうかを判定する。 If it is determined in step ST19 that Od = “L”, the process proceeds to step ST21 and the delay times are compared. Furthermore, it progresses to step ST22 and it is determined whether it is Od = "L".
ステップST22において、Od=『L』ではない(Od=『H』である)と判定すると、すなわち、比較器1の方が遅延器25よりも遅いと判定すると、ステップST23へ進む。ステップST23では、D/A変換器3の入力コードDinを1段階上げて、D/A変換器3による同相電圧を1段階低下させて、ステップST23へ戻り、同様の処理を繰り返す。
If it is determined in step ST22 that Od = “L” is not satisfied (Od = “H”), that is, if it is determined that the
そして、ステップST22において、Od=『L』であると判定すると、すなわち、比較器1の方が遅延器25よりも速いと判定すると、前述したステップST16を介してステップST12へ戻り、同様の処理を繰り返す。
If it is determined in step ST22 that Od = “L”, that is, if it is determined that the
以上により、図8に示されるように、遅延器25の可変抵抗Rdの抵抗値を最大側から順に小さくした後、小さくなり過ぎた可変抵抗Rdの抵抗値を戻すことで、比較器1の同相電圧を、比較器1の遅延時間tdが最小となる電圧へ収束させることができる。
As described above, as shown in FIG. 8, the resistance value of the variable resistor Rd of the
このように、図7および図8を参照して説明した処理は、前述したループ処理回路により、同相電圧が最適値になった後も、ループ処理を継続させるようになっている。これにより、例えば、本実施例の電圧比較回路が適用される装置の電源電圧の変動、或いは、周囲の温度変化等により同相電圧の最適値が変化しても対応することが可能になる。 As described above, the processing described with reference to FIGS. 7 and 8 is configured to continue the loop processing even after the common-mode voltage reaches the optimum value by the loop processing circuit described above. As a result, for example, even when the optimum value of the common-mode voltage changes due to fluctuations in the power supply voltage of the device to which the voltage comparison circuit of the present embodiment is applied or due to changes in the ambient temperature, it is possible to cope with it.
以上のように、比較器に対して最適な同相電圧を与えることができ、製造ばらつき、並びに、実動作中における電圧や温度の変動に対する耐性を改善し、精度および動作速度を向上することが可能になる。なお、上述した図5および図7のフローチャートは、単なる例であり、様々な変更が可能なのはいうまでもない。 As described above, an optimal common-mode voltage can be applied to the comparator, and it is possible to improve tolerance to variations in manufacturing and voltage and temperature during actual operation, and to improve accuracy and operating speed. become. Note that the flowcharts of FIGS. 5 and 7 described above are merely examples, and it goes without saying that various changes can be made.
図9は、本実施例に係る電圧比較回路を適用した逐次比較型A/D変換器の一例を示すブロック図であり、図10は、図9に示す逐次比較型A/D変換器の動作を説明するためのタイミング図である。 FIG. 9 is a block diagram illustrating an example of a successive approximation A / D converter to which the voltage comparison circuit according to the present embodiment is applied, and FIG. 10 illustrates an operation of the successive approximation A / D converter illustrated in FIG. It is a timing diagram for demonstrating.
図9において、参照符号30pは正論理側の容量回路、30mは負論理側の容量回路、および、300はSAR(Successive Approximation Register)論理回路を示す。
In FIG. 9,
図9に示されるように、逐次比較型A/D変換器において、前述した第1実施例の電圧比較回路を構成する比較器1,判定器2およびD/A変換器(電圧制御器)3が適用されている。なお、D/A変換器3は、正および負論理側の容量回路30pおよび30mに対して、それぞれ設けられている。
As shown in FIG. 9, in the successive approximation A / D converter, the
図9および図10に示されるように、逐次比較型A/D変換器において、例えば、制御信号φAが『H』となる期間(サンプリング期間)、アナログ信号Vin(Vip,Vim)は、容量1C,2C,3C,8C,16C,32Cの一端に与えられる。 As shown in FIGS. 9 and 10, in the successive approximation A / D converter, for example, during the period (sampling period) when the control signal φA is “H”, the analog signal Vin (Vip, Vim) has a capacitance of 1C. , 2C, 3C, 8C, 16C, 32C.
この時、差動型の比較器1の両入力端子は、D/A変換器3によって所定の同一の電圧が同相電圧として与えられる。これによって、各容量1C,2C,3C,8C,16C,32Cには、アナログ信号Vinの電圧とD/A変換器3からの同相電圧に対応した電荷が充電される。
At this time, both of the input terminals of the
ここで、信号φAが『H』の期間はサンプリング期間であるため、比較器1は、本来、動作する必要はない。そこで、このサンプリング期間において、タイミングTaでクロックφCを『H』に立ち上げて比較器1に判定動作を行わせる。
Here, since the period when the signal φA is “H” is a sampling period, the
なお、信号φAが『L』の期間(判定期間)におけるタイミングT5〜T0は、それぞれ制御信号φ0〜φ5によりスイッチSW0〜SW5の接続を制御した状態で行う比較器1の判定動作を行わせるものである。
Note that the timings T5 to T0 during the period (determination period) when the signal φA is “L” cause the
すなわち、逐次比較型A/D変換器の判定期間(信号φAが『L』の期間)における制御信号φ0〜φ5によるスイッチSW0〜SW5の制御は、通常の逐次比較型A/D変換器と同様であり、その説明は省略する。 That is, the control of the switches SW0 to SW5 by the control signals φ0 to φ5 in the determination period of the successive approximation A / D converter (period in which the signal φA is “L”) is the same as that of a normal successive approximation A / D converter. The description thereof is omitted.
また、図9は、1C,2C,3C,8C,16C,32Cの容量を6つのスイッチSW0〜SW5で接続制御する例を示しているが、最小の容量値のものを2つ設け、1C,1C,2C,3C,8C,16C,32Cの容量を7つのスイッチで制御してもよい。 FIG. 9 shows an example in which the capacities of 1C, 2C, 3C, 8C, 16C, and 32C are connected and controlled by six switches SW0 to SW5. The capacities of 1C, 2C, 3C, 8C, 16C, and 32C may be controlled by seven switches.
図11は、図9に示す逐次比較型A/D変換器の動作の他の例を説明するためのタイミング図である。図11と上述した図10との比較から明らかなように、図11では、同相電圧を制御するために行う比較器1による判定動作を、信号φAが『H』のサンプリング期間ではなく、その直後に行うようになっている。
FIG. 11 is a timing chart for explaining another example of the operation of the successive approximation A / D converter shown in FIG. As is clear from comparison between FIG. 11 and FIG. 10 described above, in FIG. 11, the determination operation by the
すなわち、同相電圧を制御するための比較器1の判定動作を、信号φAが『L』になるサンプリング終了後から比較器1によるA/D変換を行うための比較動作を開始するタイミングT0までの間、すなわち、タイミングTbで行うようになっている。
That is, the determination operation of the
このように、同相電圧を制御するための比較器1の判定動作をタイミングTbで行うと、容量1C,2C,3C,8C,16C,32Cに蓄えられた後の入力信号Vip,Vimの同相電圧を制御することが可能になる。
Thus, when the determination operation of the
以上において、比較器1の入力信号Vip,Vimに与える同相電圧は、上述した図5〜図8を参照して説明した判定処理(ループ処理)によって、比較器1により最速の応答時間が得られる電圧へ収束する。
As described above, the common-mode voltage applied to the input signals Vip and Vim of the
なお、時間ごとに異なるアナログ信号が印加された場合でも、各タイミングTa,Tbで比較器1に入力される電圧は、常に、D/A変換器3によって決まるため、上述のループを動作させることができる。
Even when different analog signals are applied at different times, the voltage input to the
また、上述の設定では、通常の逐次比較型A/D変換器のサンプリング期間中に同相電圧の制御を行うため、実際に行うA/D変換動作に余分な期間を必要としないため、性能を犠牲にすることなく、常時、バックグラウンドでこのループを回すことが可能である。 In the above setting, since the common-mode voltage is controlled during the sampling period of a normal successive approximation A / D converter, an extra period is not required for the actual A / D conversion operation. It is possible to always run this loop in the background without sacrificing.
なお、図9において、例えば、アナログ信号Vinを固定し、信号φ0〜φ5で制御されるスイッチをVinの導通状態で固定すれば、通常動作時では6回比較動作を行う比較器1の判定処理を、全て同相電圧を制御するためのループに使用することが可能となる。
In FIG. 9, for example, if the analog signal Vin is fixed and the switch controlled by the signals φ0 to φ5 is fixed in the conduction state of Vin, the determination process of the
この場合、同相電圧の制御を行うための期間は、逐次比較型A/D変換器による本来のA/D変換動作は行えないため、フォアグラウンド処理に限定されることになる。 In this case, the period for controlling the common-mode voltage is limited to the foreground process because the original A / D conversion operation by the successive approximation A / D converter cannot be performed.
図12は、本実施例に係る電圧比較回路を適用したフラッシュ型A/D変換器の一例を示すブロック図であり、図13は、図12に示すフラッシュ型A/D変換器における1つの電圧比較回路を示すブロック図である。 FIG. 12 is a block diagram showing an example of a flash A / D converter to which the voltage comparison circuit according to this embodiment is applied. FIG. 13 shows one voltage in the flash A / D converter shown in FIG. It is a block diagram which shows a comparison circuit.
図12において、参照符号400は抵抗ラダーを示し、500はエンコーダを示す。ここで、本実施例の電圧比較回路100は、抵抗ラダー400とエンコーダ500との間に複数個設けられている。なお、同相電圧の制御は、フォアグラウンドで行うようになっている。
In FIG. 12,
各電圧比較回路100は、高電位の基準電圧Vrefpと低電位の基準電圧Vrefmとの間に直列接続された複数の抵抗における隣接する抵抗の接続ノード(タップ)からの基準電圧と、入力アナログ信号Vinを受け取り、その出力信号をエンコーダ500へ出力する。
Each
すなわち、図12に示されるように、フラッシュ型A/D変換器は、抵抗ラダー400により基準電圧Vrefp〜Vrefmを分圧して各電圧比較回路100の比較基準電圧として印加する。
That is, as shown in FIG. 12, the flash A / D converter divides the reference voltages Vrefp to Vrefm by the
各電圧比較回路100は、抵抗ラダー400からの比較基準電圧とアナログ信号Vinを比較し、その比較結果(出力信号)は、エンコーダ500に入力される。そして、エンコーダ500は、アナログ信号Vinをデジタル変換した出力Doutを出力する。
Each
図13に示されるように、各電圧比較回路100は、比較器1、判定器2、D/A変換器(電圧制御器)3、容量Cp,Cm、および、スイッチSW11,SW12,SW21,SW22,SW31,SW32を有する。
As shown in FIG. 13, each
なお、図13において、比較器1は、前述した図2におけるトランジスタTp12,Tp15に相当するスイッチを有していないが、図2の比較器をそのまま適用することができるのはいうまでもない。
In FIG. 13, the
ここで、同相電圧の制御処理(判定処理)は、例えば、図7を参照して説明した処理をそのまま適用することができる。すなわち、図13において、まず、D/A変換器3にDin=0、xCLK’=『H』を与えて処理を開始する。なお、D/A変換器3は、正論理を想定する。
Here, for the common-mode voltage control process (determination process), for example, the process described with reference to FIG. 7 can be applied as it is. That is, in FIG. 13, first, Din = 0 and xCLK ′ = “H” are given to the D /
xCLK’=『H』とすることにより、スイッチSW31,SW32がオンし、アナログ信号Vinに依存することなく、比較器1の双方の入力Vip,Vimには、D/A変換器3の出力が与えられる。
By setting xCLK ′ = “H”, the switches SW31 and SW32 are turned on, and the outputs of the D /
次に、クロックCLK(クロックφCに対応)を通常モードと同様に与えて、比較器1が判定を実行する。ここで、図7を参照して説明したのと同様に、判定器2によって遅延時間を比較する。なお、判定器2の構成は、前述した図3と同様である。
Next, the clock CLK (corresponding to the clock φC) is applied in the same manner as in the normal mode, and the
そして、判定器2の結果をD/A変換器3または判定器2における遅延器25に与え、図7の処理を実施することによって、最終的に最適な同相電圧に収束する。なお、各電圧比較回路100に対して判定器2を個別に待たせれば、全ての電圧比較回路100が同時並行して処理することができるが、回路規模が大きくなる。
Then, the result of the
そこで、例えば、1つの判定器2の接続を切り替えて、1つの電圧比較回路100(比較器1)ごとに処理すれば、処理時間は長くなるが回路規模を抑えることができる。いずれの構成にしても各比較器の同相電圧は最適点が与えられ、これによって高速動作が可能となる。なお、キャリブレーションが完了した後、xCLK’はCLKの反転レベルの信号(xCLK)として与えることができる。
Therefore, for example, if the connection of one
図14は、電圧比較回路の第2実施例を示すブロック図である。図14と前述した図3との比較から明らかなように、本第2実施例の電圧比較回路100では、D−MPX24の出力信号により抵抗値が制御される可変抵抗Rdの代わりに、可変容量Cdが設けられている。
FIG. 14 is a block diagram showing a second embodiment of the voltage comparison circuit. As apparent from the comparison between FIG. 14 and FIG. 3 described above, in the
すなわち、クロックφCを受け取るインバータTp25,Tn25は、VddとGNDとの間に直接設けられ、FF22のクロック端子CKに入力されるインバータの出力信号V1のノードとGNDとの間に、負荷として可変容量Cdが設けられている。この可変容量Cdは、D−MPX24の出力信号により、その容量値が制御されるようになっている。
That is, the inverters Tp25 and Tn25 that receive the clock φC are directly provided between Vdd and GND, and have a variable capacitance as a load between the node of the output signal V1 of the inverter input to the clock terminal CK of the
ここで、図3に示す電圧比較回路の第1実施例では、遅延時間を低下させるために可変抵抗Rdの抵抗値を小さくしていたが、本第2実施例の電圧比較回路では、遅延時間を低下させるために可変容量Cdの容量値を小さくすることになる。 Here, in the first embodiment of the voltage comparison circuit shown in FIG. 3, the resistance value of the variable resistor Rd is reduced in order to reduce the delay time, but in the voltage comparison circuit of the second embodiment, the delay time is reduced. Therefore, the capacitance value of the variable capacitor Cd is reduced.
なお、本第2実施例の電圧比較回路では、前述した図5および図7に示す処理における可変抵抗Rdの抵抗値の段階的な上昇および低下を、可変容量Cdの容量値の段階的な上昇および低下に置き換えれば、そのまま適用することができる。また、図3および図4に示す電圧比較回路は、単なる例であり、様々な変形が可能なのはいうまでもない。 In the voltage comparison circuit of the second embodiment, the stepwise increase and decrease in the resistance value of the variable resistor Rd in the processing shown in FIGS. If it is replaced with a drop, it can be applied as it is. 3 and 4 are merely examples, and it goes without saying that various modifications are possible.
このように、本実施例の電圧比較回路、或いは、A/D変換器を使用することにより、比較器の同相電圧を自動的に最適点に設定できるため、製造時の素子ばらつきや、電源電圧および温度等の動作時の環境変化を補償することができる。その結果、安定した動作を実現することが可能になる。また、同相電圧に起因する要求性能を満たさない半導体装置を低減することになるため、歩留まりの向上にも貢献することができる。 As described above, since the common-mode voltage of the comparator can be automatically set to the optimum point by using the voltage comparison circuit or the A / D converter of the present embodiment, the variation in the elements at the time of manufacture, the power supply voltage, etc. It is also possible to compensate for environmental changes during operation such as temperature. As a result, stable operation can be realized. Further, since the number of semiconductor devices that do not satisfy the required performance due to the common-mode voltage is reduced, it is possible to contribute to the improvement of the yield.
図15は、本実施例に係る電圧比較回路を用いたA/D変換器を適用した半導体装置の一例を示すブロック図であり、デジタルTVチューナ(通信システム)50を示すものである。 FIG. 15 is a block diagram showing an example of a semiconductor device to which an A / D converter using the voltage comparison circuit according to this embodiment is applied, and shows a digital TV tuner (communication system) 50.
図15において、参照符号51はアンテナ、52は高周波増幅器、53a,53bはミキサ、54は周波数シンセサイザ、55a,55bは低域通過フィルタ、および、56a,56bは低周波増幅器を示す。さらに、参照符号57a,57bはA/D変換器を示し、58はデジタルブロックを示す。
In FIG. 15,
図15に示されるように、デジタルTVチューナ50は、アンテナ51により電波を受信し、高周波増幅器52により信号処理に適するレベルまで信号振幅を増幅する。高周波増幅器52の出力信号は、ミキサ53a,53bにおいて、周波数シンセサイザ54からの90度位相をずらした信号と合成され、Ich,Qch信号が生成される。
As shown in FIG. 15, the
さらに、ミキサ53a,53bで生成されたIch,Qch信号は、低域通過フィルタ55a,55bおよび低周波増幅器56a,56bにより変換域(信号振幅)と信号帯域が調整され、A/D変換器57a,57bに与えられる。
Further, the Ich and Qch signals generated by the
そして、A/D変換器57a,57bにおいて、入力されたアナログ信号がデジタル信号へ変換され、そのデジタル信号がデジタルブロック58へ出力される。このデジタルブロック58において、所定の処理が行われ、例えば、映像および音声が表示装置およびスピーカ等から出力される。
In the A /
ここで、図15で使用するA/D変換器57a,57bとしては、前述した図9に示す逐次比較型A/D変換器、或いは、図12に示すフラッシュ型A/D変換器等の本実施例の電圧比較回路を適用した様々なA/D変換器である。
Here, as the A /
なお、A/D変換器57a,57bの前段がアナログ信号を処理するアナログ信号処理部となり、A/D変換器57a,57bの後段が、デジタル信号処理部(デジタルブロック58)となる。
The preceding stage of the A /
また、図15に示すデジタルTVチューナは、本実施例の電圧比較回路、或いは、A/D変換器を適用した半導体装置(システム)の単なる一例であり、本実施例は、様々な半導体装置に対して幅広く適用することができる。 Further, the digital TV tuner shown in FIG. 15 is merely an example of a semiconductor device (system) to which the voltage comparison circuit or the A / D converter of the present embodiment is applied, and the present embodiment is applied to various semiconductor devices. It can be widely applied to.
以上の実施例を含む実施形態に関し、さらに、以下の付記を開示する。
(付記1)
比較器と、
前記比較器の応答速度を判定する判定器と、
前記判定器の判定結果に従って、前記比較器の応答速度の遅延を低減するように、前記比較器の複数の入力における同相電圧を制御する電圧制御器と、
を有することを特徴とする電圧比較回路。
Regarding the embodiment including the above examples, the following supplementary notes are further disclosed.
(Appendix 1)
A comparator;
A determiner for determining a response speed of the comparator;
A voltage controller that controls a common-mode voltage at a plurality of inputs of the comparator so as to reduce a delay in a response speed of the comparator according to a determination result of the determiner;
A voltage comparison circuit comprising:
(付記2)
前記判定器は、前記比較器の応答速度の判定を複数回行う、
ことを特徴とする付記1に記載の電圧比較回路。
(Appendix 2)
The determiner performs determination of the response speed of the comparator a plurality of times.
The voltage comparison circuit according to
(付記3)
前記判定器は、
前記比較器の応答を検出する応答検出器と、
第1制御信号の遅延を制御する遅延器と、
前記遅延された第1制御信号と前記検出された前記比較器の応答の時間差を低減するように前記遅延器を制御して、前記同相電圧を最適値に収束させるループ処理を行うループ処理回路と、
を有することを特徴とする付記1または付記2に記載の電圧比較回路。
(Appendix 3)
The determiner is
A response detector for detecting a response of the comparator;
A delay device for controlling a delay of the first control signal;
A loop processing circuit that controls the delay unit to reduce a time difference between the delayed first control signal and the detected response of the comparator, and performs a loop process for converging the common-mode voltage to an optimum value; ,
The voltage comparison circuit according to
(付記4)
前記ループ処理回路は、前記同相電圧が前記最適値になったとき、前記ループ処理を終了させる、
ことを特徴とする付記3に記載の電圧比較回路。
(Appendix 4)
The loop processing circuit terminates the loop processing when the common-mode voltage reaches the optimum value.
4. The voltage comparison circuit according to
(付記5)
前記ループ処理回路は、前記同相電圧が前記最適値になった後も、前記ループ処理を継続させる、
ことを特徴とする付記3に記載の電圧比較回路。
(Appendix 5)
The loop processing circuit continues the loop processing even after the common-mode voltage reaches the optimum value.
4. The voltage comparison circuit according to
(付記6)
前記遅延器は、増幅器と、前記ループ処理回路の出力に応じて、前記増幅器に流れる電流を制御する可変抵抗と、を有し、
前記ループ処理回路は、前記可変抵抗の抵抗値を制御して前記同相電圧を最適値に収束させる、
ことを特徴とする付記3乃至付記5のいずれか1項に記載の電圧比較回路。
(Appendix 6)
The delay device includes an amplifier, and a variable resistor that controls a current flowing through the amplifier according to an output of the loop processing circuit,
The loop processing circuit controls the resistance value of the variable resistor to converge the common-mode voltage to an optimum value;
The voltage comparison circuit according to any one of
(付記7)
前記遅延器は、増幅器と、前記ループ処理回路の出力に応じて、前記増幅器の負荷を制御する可変容量と、を有し、
前記ループ処理回路は、前記可変容量の容量値を制御して前記同相電圧を最適値に収束させる、
ことを特徴とする付記3乃至付記5のいずれか1項に記載の電圧比較回路。
(Appendix 7)
The delay device includes an amplifier, and a variable capacitor that controls a load of the amplifier according to an output of the loop processing circuit,
The loop processing circuit controls a capacitance value of the variable capacitor to converge the common-mode voltage to an optimum value;
The voltage comparison circuit according to any one of
(付記8)
前記電圧制御器は、前記判定器の判定結果に従って前記比較器の入力に与える前記同相電圧を制御するD/A変換器である、
ことを特徴とする付記1乃至付記7のいずれか1項に記載の電圧比較回路。
(Appendix 8)
The voltage controller is a D / A converter that controls the common-mode voltage applied to the input of the comparator according to a determination result of the determiner.
8. The voltage comparison circuit according to any one of
(付記9)
前記電圧制御器は、前記比較器の差動入力における同相電圧を制御する、
ことを特徴とする付記1乃至付記8のいずれか1項に記載の電圧比較回路。
(Appendix 9)
The voltage controller controls a common mode voltage at a differential input of the comparator;
9. The voltage comparison circuit according to any one of
(付記10)
付記1乃至付記9のいずれか1項に記載の電圧比較回路を有するA/D変換器であって、
前記A/D変換器により、アナログ信号をサンプリングしている間に、前記比較器を動作させて前記同相電圧の制御を行う、
ことを特徴とするA/D変換器。
(Appendix 10)
An A / D converter having the voltage comparison circuit according to any one of
While the analog signal is sampled by the A / D converter, the comparator is operated to control the common-mode voltage.
An A / D converter characterized by the above.
(付記11)
付記1乃至付記9のいずれか1項に記載の電圧比較回路を有するA/D変換器であって、
前記A/D変換器により、サンプリングが終了した後から前記比較器によりA/D変換を行うための比較動作を開始するまでの間に、前記比較器を動作させて前記同相電圧の制御を行う、
ことを特徴とするA/D変換器。
(Appendix 11)
An A / D converter having the voltage comparison circuit according to any one of
The comparator is operated to control the common-mode voltage after sampling is completed by the A / D converter and before a comparison operation for performing A / D conversion by the comparator is started. ,
An A / D converter characterized by the above.
(付記12)
前記A/D変換器は、逐次比較型A/D変換器であり、
前記比較器は、ストロングアーム型比較器である、
ことを特徴とする付記10または付記11に記載のA/D変換器。
(Appendix 12)
The A / D converter is a successive approximation A / D converter,
The comparator is a strong arm type comparator,
The A / D converter according to
(付記13)
アナログ信号を処理するアナログ信号処理部と、
前記アナログ信号処理部からのアナログ信号をデジタル信号へ変換する、付記10乃至付記12のいずれか1項に記載のA/D変換器と、
前記A/D変換器からのデジタル信号を処理するデジタル信号処理部と、
を有することを特徴とする半導体装置。
(Appendix 13)
An analog signal processing unit for processing analog signals;
The A / D converter according to any one of
A digital signal processing unit for processing a digital signal from the A / D converter;
A semiconductor device comprising:
1 比較器(電圧比較器)
2 判定器
3 電圧制御器(D/A変換器)
21 エクスクルーシブノア(EXNOR)ゲート
22 フリップフロップ(FF)
23 制御回路(CNTL:アップダウンカウンタ)
24 デマルチプレクサ(D−MPX)
25 遅延器
30p,30m 容量回路
50 デジタルTVチューナ(通信システム)
51 アンテナ
52 高周波増幅器
53a,53b ミキサ
54 周波数シンセサイザ
55a,55b 低域通過フィルタ
56a,56b 低周波増幅器
57a,57b A/D変換器
58 デジタルブロック
100 電圧比較回路
200 クロック発生器
300 SAR論理回路
400 抵抗ラダー
500 エンコーダ
1 comparator (voltage comparator)
2
21 exclusive NOR (EXNOR)
23 Control circuit (CNTL: Up / Down Counter)
24 Demultiplexer (D-MPX)
25
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記比較器の応答速度を判定する判定器と、
前記判定器の判定結果に従って、前記比較器の応答速度の遅延を低減するように、前記比較器の複数の入力における同相電圧を制御する電圧制御器と、
を有することを特徴とする電圧比較回路。 A comparator;
A determiner for determining a response speed of the comparator;
A voltage controller that controls a common-mode voltage at a plurality of inputs of the comparator so as to reduce a delay in a response speed of the comparator according to a determination result of the determiner;
A voltage comparison circuit comprising:
前記比較器の応答を検出する応答検出器と、
第1制御信号の遅延を制御する遅延器と、
前記遅延された第1制御信号と前記検出された前記比較器の応答の時間差を低減するように前記遅延器を制御し、前記電圧制御器を介して前記同相電圧を最適値に収束させるループ処理を行うループ処理回路と、
を有することを特徴とする請求項1に記載の電圧比較回路。 The determiner is
A response detector for detecting a response of the comparator;
A delay device for controlling a delay of the first control signal;
Loop processing for controlling the delay device to reduce a time difference between the delayed first control signal and the detected response of the comparator, and for converging the common-mode voltage to an optimum value via the voltage controller. A loop processing circuit for performing
The voltage comparison circuit according to claim 1, comprising:
前記A/D変換器により、アナログ信号をサンプリングしている間に、前記比較器を動作させて前記同相電圧の制御を行う、
ことを特徴とするA/D変換器。 An A / D converter having the voltage comparison circuit according to claim 1 or 2,
While the analog signal is sampled by the A / D converter, the comparator is operated to control the common-mode voltage.
An A / D converter characterized by the above.
前記A/D変換器により、サンプリングが終了した後から前記比較器によりA/D変換を行うための比較動作を開始するまでの間に、前記比較器を動作させて前記同相電圧の制御を行う、
ことを特徴とするA/D変換器。 An A / D converter having the voltage comparison circuit according to claim 1 or 2,
The comparator is operated to control the common-mode voltage after sampling is completed by the A / D converter and before a comparison operation for performing A / D conversion by the comparator is started. ,
An A / D converter characterized by the above.
前記アナログ信号処理部からのアナログ信号をデジタル信号へ変換する、請求項3または請求項4に記載のA/D変換器と、
前記A/D変換器からのデジタル信号を処理するデジタル信号処理部と、
を有することを特徴とする半導体装置。 An analog signal processing unit for processing analog signals;
The A / D converter according to claim 3 or 4, which converts an analog signal from the analog signal processing unit into a digital signal;
A digital signal processing unit for processing a digital signal from the A / D converter;
A semiconductor device comprising:
Priority Applications (1)
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