JP6131102B2 - Successive comparison type A / D converter and driving method thereof - Google Patents
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Description
本発明は、逐次比較型A/D変換器及びその駆動方法に関する。 The present invention relates to a successive approximation A / D converter and a driving method thereof.
逐次比較型A/D変換器(SAR-ADC:Successive Approximation Resistor Analog-to-Digital Converter)は、比較的安価に製造できるとともに比較的高速な変換が可能であるという利点を有している。また、逐次比較型A/D変換器は、例えばマイクロコントローラ(MCU)等の半導体デバイスに内蔵され、種々の用途に広く利用されている。 A successive approximation type analog-to-digital converter (SAR-ADC) has an advantage that it can be manufactured at a relatively low cost and can be converted at a relatively high speed. The successive approximation A / D converter is built in a semiconductor device such as a microcontroller (MCU), and is widely used for various applications.
代表的な逐次比較型A/D変換器は、サンプリング回路と、D/A変換器(Digital-to-Analog Converter)と、比較部と、逐次比較レジスタ等のロジック回路とを備える。ロジック回路は、サンプリング回路でサンプリングしたアナログ信号の電圧とD/A変換器の出力電圧との差が最も小さくなるように、D/A変換器の入力コード(デジタルコード)を順次変更する。そして、ロジック回路は、アナログ信号の電圧とD/A変換器の出力電圧との差が最も小さくなったときのD/A変換器の入力コードを解として出力する。 A typical successive approximation A / D converter includes a sampling circuit, a D / A converter (Digital-to-Analog Converter), a comparator, and a logic circuit such as a successive approximation register. The logic circuit sequentially changes the input code (digital code) of the D / A converter so that the difference between the voltage of the analog signal sampled by the sampling circuit and the output voltage of the D / A converter is minimized. The logic circuit outputs the input code of the D / A converter as a solution when the difference between the voltage of the analog signal and the output voltage of the D / A converter becomes the smallest.
逐次比較型A/D変換器では、解を求める際に、解を含む区間の中間点を求める操作を繰り返す。この手法は、二分探索と呼ばれている。この二分探索を行う際に、比較部のオフセット電圧が逐次比較型A/D変換器の性能を制限する要因となっている。 In the successive approximation A / D converter, when obtaining a solution, an operation for obtaining an intermediate point of a section including the solution is repeated. This technique is called binary search. When performing this binary search, the offset voltage of the comparator is a factor that limits the performance of the successive approximation A / D converter.
また、逐次比較型A/D変換器では、例えば14ビット以上の高分解能を実現するために、自己補正機能を有するD/A変換器が用いられる。しかし、比較部のオフセット電圧はD/A変換器の自己補正にも影響を及ぼし、D/A変換器の自己補正の精度を劣化させてしまう。 In the successive approximation A / D converter, a D / A converter having a self-correction function is used in order to realize a high resolution of, for example, 14 bits or more. However, the offset voltage of the comparison unit also affects the self-correction of the D / A converter, and degrades the accuracy of the self-correction of the D / A converter.
比較部のオフセット電圧の影響を低減できる逐次比較型A/D変換器及びその駆動方法を提供することを目的とする。 It is an object of the present invention to provide a successive approximation A / D converter and a driving method thereof that can reduce the influence of the offset voltage of the comparator.
開示の技術の一観点によれば、抵抗ラダーを含み、アナログ入力信号及び制御コードに応じた電圧を第1の出力端子から出力するD/A変換部と、前記D/A変換部の前記第1の出力端子に接続された比較部と、前記比較部の出力に応じて前記制御コードを出力する制御部とを有し、前記比較部には、前記抵抗ラダーから前記比較部のオフセット電圧をキャンセルする電圧が供給される逐次比較型A/D変換器が提供される。 According to one aspect of the disclosed technology, a D / A converter including a resistance ladder and outputting a voltage corresponding to an analog input signal and a control code from a first output terminal; and the first of the D / A converter A comparator connected to one output terminal, and a controller that outputs the control code in accordance with the output of the comparator. The comparator receives an offset voltage of the comparator from the resistor ladder. A successive approximation A / D converter is provided that is supplied with a canceling voltage.
開示の技術の他の一観点によれば、抵抗ラダーを含むD/A変換部と、比較部と、制御部とを備え、サンプルフェーズとコンバージョンフェーズとを交互に実行してアナログ入力信号に対応するデジタルコードを決定する逐次比較型A/D変換器の駆動方法において、前記サンプルフェーズの間に前記D/A変換部から前記比較部に当該比較部内の比較回路のオフセット電圧に対応する電圧を前記抵抗ラダーにて生成して容量に保持し、前記コンバージョンフェーズでは前記容量に保持した電荷により前記比較回路のオフセット電圧をキャンセルする逐次比較型A/D変換器の駆動方法が提供される。 According to another aspect of the disclosed technology, a D / A conversion unit including a resistance ladder, a comparison unit, and a control unit are provided, and a sample phase and a conversion phase are alternately executed to cope with an analog input signal. In the driving method of the successive approximation A / D converter for determining the digital code to be applied, a voltage corresponding to the offset voltage of the comparison circuit in the comparison unit is applied from the D / A conversion unit to the comparison unit during the sample phase. A driving method of a successive approximation A / D converter is provided that is generated by the resistor ladder and is held in a capacitor, and in the conversion phase, the offset voltage of the comparator circuit is canceled by the charge held in the capacitor.
上記一観点に係る逐次比較型A/D変換器及び駆動方法によれば、D/A変換部を使用して比較部のオフセット電圧をキャンセルする電圧を生成する。これにより、逐次比較型A/D変換器の構成を簡単にすることができる。 According to the successive approximation A / D converter and the driving method according to the above aspect, the D / A converter is used to generate a voltage that cancels the offset voltage of the comparator. Thereby, the configuration of the successive approximation A / D converter can be simplified.
以下、実施形態について説明する前に、実施形態の理解を容易にするための予備的事項について説明する。 Hereinafter, before describing the embodiment, a preliminary matter for facilitating understanding of the embodiment will be described.
前述したように、比較部のオフセット電圧は、逐次比較型A/D変換器の性能に影響する。 As described above, the offset voltage of the comparison unit affects the performance of the successive approximation A / D converter.
オートゼロ(Auto-zero)機能を有する前置増幅器とダイナミックラッチ回路とで構成された比較部を使用することで、比較部のオフセット電圧による影響を低減することができる。 By using a comparison unit composed of a preamplifier having an auto-zero function and a dynamic latch circuit, the influence of the offset voltage of the comparison unit can be reduced.
図1,図2は、この種の比較部を使用した逐次比較型A/D変換器の一例を示す回路図である。図1はサンプルフェーズの状態を示し、図2はコンバージョンフェーズの状態を示している。 1 and 2 are circuit diagrams showing an example of a successive approximation A / D converter using this type of comparison unit. FIG. 1 shows the state of the sample phase, and FIG. 2 shows the state of the conversion phase.
図1,図2に例示する逐次比較型A/D変換器10は、容量D/A変換器11a,11bと、複数の抵抗素子が直列に接続された抵抗ラダーを有する抵抗D/A変換器12と、コンパレータ13と、ロジック回路14と、デコーダ15a,15bと、スイッチSW1,SW2とを有する。コンパレータ13は比較部の一例である。
A successive approximation A /
容量D/A変換器11a,11bは解となるデジタルコードの上位Nビット(Nは任意の整数)を決定し、抵抗D/A変換器12は解となるデジタルコードの下位Mビット(Mは任意の整数)を決定する。
The capacitive D /
図3(a)は図1,図2中の容量D/A変換器11aを拡大して示す図、図3(b)は図1,図2中の容量D/A変換器11bを拡大して示す図である。
3A is an enlarged view of the capacitive D /
容量D/A変換器11aは、図3(a)に示すように、複数の容量C1,0',C1,0〜C1,N-1と、スイッチS1,0',S1,0〜S1,N-1と、スイッチS2,0,〜S2,N-1と、スイッチSA1,0〜SA1,N-1とを有する。
As shown in FIG. 3A, the capacitor D /
容量C1,0',C1,0の容量値をCとしたときに、容量C1,1の容量値は2C、…、容量C1,N-2の容量値は2N-2C、容量C1,N-1の容量値は2N-1Cというように設定されている。 When the capacitance values of the capacitors C 1,0 ′ and C 1,0 are C, the capacitance value of the capacitor C 1,1 is 2C,..., And the capacitance value of the capacitor C 1, N-2 is 2 N−2 C The capacitance values of the capacitors C 1, N-1 are set to 2 N-1 C.
スイッチS1,0',S1,0〜S1,N-1は第1のクロック信号によりオン−オフ動作し、スイッチS2,0〜S2,N-1は第2のクロック信号によりオン−オフ動作する。また、スイッチSA1,0〜SA1,N-1は、ロジック回路14から出力される信号により切替動作する。
The switches S 1,0 ′, S 1,0 to S 1, N-1 are turned on / off by a first clock signal, and the switches S 2,0 to S 2, N-1 are turned on by a second clock signal. On-off operation. Further, the switches SA 1,0 to SA 1, N-1 are switched by a signal output from the
端子23aには正負一対のアナログ入力信号のうちのプラス側の信号Vinpが供給される。この端子23aは、スイッチS1,0',S1,0〜S1,N-1の各接点aに接続されている。また、スイッチS1,0',S1,0〜S1,N-1の接点bは、それぞれ対応する容量C1,0',C1,0〜C1,N-1のボトムプレートに接続されている。更に、容量C1,0',C1,0〜C1,N-1のトッププレートは、いずれもノードN11に接続されている。
The
スイッチS2,0〜S2,N-1の接点aはそれぞれ対応するスイッチSA1,0〜SA1,N-1の共通接点cに接続され、接点bはそれぞれ対応する容量C1,0〜C1,N-1のボトムプレートに接続されている。 The contacts a of the switches S 2,0 to S 2, N-1 are respectively connected to the common contacts c of the corresponding switches SA 1,0 to SA 1, N-1 , and the contacts b are respectively connected to the corresponding capacitors C 1,0. ~ C 1, N-1 is connected to the bottom plate.
また、スイッチSA1,0〜SA1,N-1の接点aはいずれも端子22aに接続されており、接点bはいずれも端子21aに接続されている。端子21aにはプラス側参照電圧Vrefpが供給され、端子22aにはマイナス側参照電圧Vrefmが供給される。 Further, the contacts a of the switches SA 1,0 to SA 1, N-1 are all connected to the terminal 22a, and the contacts b are all connected to the terminal 21a. A positive reference voltage V refp is supplied to the terminal 21a, and a negative reference voltage V refm is supplied to the terminal 22a.
容量C1,0'のボトムプレートは、更に容量D/A変換器11aと抵抗D/A変換器12との間に配置されたスイッチSW1の接点bに接続されている。
The bottom plate of the capacitor C 1,0 ′ is further connected to a contact b of the switch SW1 disposed between the capacitor D /
図3(b)に示すように、容量D/A変換器11bも、複数の容量C2,0',C2,0〜C2,N-1と、スイッチS3,0',S3,0〜S3,N-1と、スイッチS4,0〜S4,N-1と、スイッチSB1,0〜SB1,N-1とを有する。
As shown in FIG. 3B, the capacitor D /
容量C2,0',C2,0の容量値をCとしたときに、容量C2,1の容量値は2C、…、容量C2,N-2の容量値は2N-2C、容量C2,N-1の容量値は2N-1Cというように設定されている。 When the capacitance values of the capacitors C 2,0 ′ and C 2,0 are C, the capacitance value of the capacitor C 2,1 is 2C,..., And the capacitance value of the capacitor C 2, N-2 is 2 N−2 C The capacitance values of the capacitors C 2 and N-1 are set to 2 N-1 C.
スイッチS3,0',S3,0〜S3,N-1は第1のクロック信号によりオン−オフ動作し、スイッチS4,0〜S4,N-1は第2のクロック信号によりオン−オフ動作する。また、スイッチSB1,0〜SB1,N-1は、ロジック回路14から出力される信号により切替動作する。
The switches S 3,0 ', S 3,0 to S 3, N-1 are turned on / off by the first clock signal, and the switches S 4,0 to S 4, N-1 are turned on by the second clock signal. Operates on-off. Further, the switches SB 1,0 to SB 1, N-1 are switched by a signal output from the
端子23bには正負一対のアナログ入力信号のうちのマイナス側の信号Vinmが供給される。この端子23bは、スイッチS3,0',S3,0,〜S3,N-1の各接点aに接続されている。また、スイッチS3,0',S3,0,〜S3,N-1の各接点bは、それぞれ対応する容量C2,0',C2,0〜C2,N-1のボトムプレートに接続されている。更に、容量C2,0',C2,0〜C2,N-1のトッププレートは、いずれもノードN12に接続されている。 The terminal 23b is supplied with a negative signal V inm of a pair of positive and negative analog input signals. This terminal 23b is connected to each contact a of the switches S3,0 ', S3,0 , to S3 , N-1 . Further, the contacts b of the switches S 3,0 ', S 3,0 , ~ S 3, N-1 are respectively connected to the bottoms of the corresponding capacitors C 2,0 ', C 2,0 to C 2, N-1 . Connected to the plate. Further, the top plates of the capacitors C 2,0 ′, C 2,0 to C 2, N−1 are all connected to the node N 12 .
スイッチS4,0〜S4,N-1の接点aはそれぞれ対応するスイッチSB1,0〜SB1,N-1の共通接点cに接続され、接点bはそれぞれ対応する容量C2,0〜C2,N-1のボトムプレートに接続されている。 The contacts a of the switches S 4,0 to S 4, N-1 are respectively connected to the common contacts c of the corresponding switches SB 1,0 to SB 1, N-1 , and the contacts b are respectively connected to the corresponding capacitors C 2,0. ~ C 2, N-1 is connected to the bottom plate.
スイッチSB1,0〜SB1,N-1の接点aはいずれも端子22bに接続されており、接点bはいずれも端子21bに接続されている。端子21bにはプラス側参照電圧Vrefpが供給され、端子22bにはマイナス側参照電圧Vrefmが供給される。 The contacts a of the switches SB 1,0 to SB 1, N-1 are all connected to the terminal 22b, and the contacts b are all connected to the terminal 21b. A positive reference voltage V refp is supplied to the terminal 21b, and a negative reference voltage V refm is supplied to the terminal 22b.
容量C2,0'のボトムプレートは、更に容量D/A変換器11bと抵抗D/A変換器12との間に配置されたスイッチSW2の接点bに接続されている。
The bottom plate of the capacitor C 2,0 ′ is further connected to a contact b of the switch SW2 disposed between the capacitor D /
図4は、図1,図2中の抵抗D/A変換器12を拡大して示す図である。この図4に示すように、抵抗D/A変換器12は、2M個の抵抗R1〜R2Mと、スイッチSC1〜SC2M-1と、スイッチSD〜SD2M-1とを有する。
FIG. 4 is an enlarged view of the resistor D /
抵抗R1〜R2Mは、プラス側参照電圧Vrefpが供給される端子24aとマイナス側参照電圧Vrefmが供給される端子24bとの間に直列接続されている。これらの抵抗R1〜R2Mの抵抗値は同一に設定されている。 The resistors R 1 to R 2M are connected in series between a terminal 24a to which a positive reference voltage V refp is supplied and a terminal 24b to which a negative reference voltage V refm is supplied. The resistance values of these resistors R 1 to R 2M are set to be the same.
スイッチSC1〜SC2M-1は、各抵抗R1〜R2M間のノードNR1〜NR2M-1とノードN31との間にそれぞれ接続されている。ノードN31は、容量D/A変換器11aと抵抗D/A変換器12との間に配置されたスイッチSW1の接点aに接続されている。
The switches SC 1 to SC 2M-1 are connected between the nodes NR 1 to NR 2M-1 and the node N 31 between the resistors R 1 to R 2M , respectively. Node N 31 is connected to the contact a of the switch SW1 disposed between the capacitor D /
また、スイッチSD1〜SD2M-1は、各抵抗R1〜R2M間のノードNR1〜NR2M-1とノードN32との間にそれぞれ接続されている。ノードN32は、容量D/A変換器11bと抵抗D/A変換器12との間に配置されたスイッチSW2の接点aに接続されている。
The switches SD 1 to SD 2M-1 are connected between the nodes NR 1 to NR 2M-1 and the node N 32 between the resistors R 1 to R 2M , respectively. The node N 32 is connected to the contact a of the switch SW2 disposed between the capacitance D /
スイッチSC1〜SC2M-1はデコーダ15aから出力される信号に応じてオン−オフ動作し、スイッチSD1〜SD2M-1はデコーダ15bから出力される信号に応じてオン−オフ動作する。
The switches SC 1 to SC 2M-1 are turned on / off according to the signal output from the
図5は、図1,図2中のコンパレータ13を拡大して示す図である。この図5に示すように、コンパレータ13は、複数(この例では3個)の前置増幅器A1,A2,A3と、ダイナミックラッチ回路16と、複数のスイッチSW11〜SW18とを有する。
FIG. 5 is an enlarged view of the
前置増幅器A1の反転出力端子(−)と前置増幅器A2の非反転入力端子(+)との間には容量C31が接続され、前置増幅器A1の非反転出力端子(+)と前置増幅器A2の反転入力端子(−)との間には容量C32が接続されている。 A capacitor C 31 is connected between the inverting output terminal (−) of the preamplifier A1 and the non-inverting input terminal (+) of the preamplifier A2, and the non-inverting output terminal (+) of the preamplifier A1 and the front A capacitor C32 is connected between the inverting input terminal (−) of the preamplifier A2.
また、前置増幅器A2の反転出力端子(−)と前置増幅器A3の非反転入力端子(+)との間には容量C33が接続され、前置増幅器A2の非反転出力端子(+)と前置増幅器A3の反転入力端子(−)との間には容量C34が接続されている。 A capacitor C33 is connected between the inverting output terminal (−) of the preamplifier A2 and the non-inverting input terminal (+) of the preamplifier A3, and the non-inverting output terminal (+) of the preamplifier A2. And a capacitor C34 is connected between the inverting input terminal (−) of the preamplifier A3.
更に、前置増幅器A3の反転出力端子(−)とダイナミックラッチ回路16の非反転入力端子(+)との間には容量C35が接続され、前置増幅器A2の非反転出力端子(+)とダイナミックラッチ回路16の反転入力端子(−)との間には容量C36が接続されている。
Further, a capacitor C 35 is connected between the inverting output terminal (−) of the preamplifier A3 and the non-inverting input terminal (+) of the
前置増幅器A1の非反転入力端子(+)は、スイッチSW11の接点bとノードN11とに接続されている。また、前置増幅器A1の反転入力端子(−)は、スイッチSW12の接点bとノードN12とに接続されている。スイッチSW11,SW12の接点aは、いずれも端子25に接続されている。端子25は、コモン電圧(Vcm)に保持される。 The non-inverting input terminal of the preamplifier A1 (+) is connected to the contact b and the node N 11 of the switch SW 11. The inverting input terminal of the preamplifier A1 (-) is connected to the contact b and the node N 12 of the switch SW 12. The contacts a of the switches SW 11 and SW 12 are both connected to the terminal 25. The terminal 25 is held at a common voltage (V cm ).
前置増幅器A2の非反転入力端子(+)と端子25との間にはスイッチSW13が接続されており、反転入力端子(−)と端子25との間にはスイッチSW14が接続されている。また、前置増幅器A3の非反転入力端子(+)と端子25との間にはスイッチSW15が接続されており、反転入力端子(−)と端子25との間にはスイッチSW16が接続されている。
A switch SW 13 is connected between the non-inverting input terminal (+) and the
更に、ダイナミックラッチ回路16の非反転入力端子(+)と端子25との間にはスイッチSW17が接続されており、反転入力端子(−)と端子25との間にはスイッチSW18が接続されている。このダイナミックラッチ回路16の出力は、ロジック回路14に入力される。
Further, the switch SW 17 is connected between the non-inverting input terminal (+) and the
ロジック回路14は、サンプルフェーズ及びコンバージョンフェーズの各フェーズにおいて、所定のタイミングでスイッチSW1,SW2、並びに容量D/A変換器11a,11b、抵抗D/A変換器12及びコンパレータ15内の各スイッチを制御する。
In each phase of the sample phase and the conversion phase, the
以下、上述の逐次比較型A/D変換器10の動作について説明する。
Hereinafter, the operation of the successive approximation A /
サンプルフェーズでは、第1のクロック信号が“H”となり、第2のクロック信号が“L”となる。そして、図1のように、スイッチSW1,SW2がオフとなり、容量D/A変換器11a,11bと抵抗D/A変換器12との間が電気的に分離される。
In the sample phase, the first clock signal is “H” and the second clock signal is “L”. As shown in FIG. 1, the switches SW1 and SW2 are turned off, and the capacitance D /
また、図3(a),(b)に示すように、容量D/A変換器11a内のスイッチS1,0’,S1,0〜S1,N-1がオンとなり、スイッチS2,0〜S2,N-1がオフとなり、入力端子23aに供給されたプラス側差動入力信号Vinpが容量C1,0',C1,0〜C1,N-1に保持される。
Further, as shown in FIGS. 3A and 3B, the switches S 1,0 ′, S 1,0 to S 1, N-1 in the capacitance D /
これと同様に、容量D/A変換器11b内のスイッチS3,0',S3,0〜S3,N-1がオンとなり、スイッチS4,0〜S4,N-1がオフとなり、入力端子23bに供給されたマイナス側差動入力信号Vinmが容量C2,0',C2,0〜C2,Nに保持される。
Similarly, the switches S 3,0 ′, S 3,0 to S 3, N-1 in the capacitance D /
このとき、図5に示すように、コンパレータ13のスイッチSW11〜SW18はいずれもオンとなり、前置増幅器A1,A2,A3及びダイナミックラッチ回路16の非反転入力端子(+)及び反転入力端子(−)はいずれもコモン電圧に保持される。
At this time, as shown in FIG. 5, the switches SW 11 to SW 18 of the
そして、容量C31,C32には前置増幅器A1のオフセット電圧に対応する電荷が蓄積され、容量C33,C34には前置増幅器A2のオフセット電圧に対応する電荷が蓄積され、容量C35,C36には前置増幅器A3のオフセット電圧に対応する電荷が蓄積される。 Then, in the capacitor C 31, C 32 is accumulated charge corresponding to the offset voltage of the preamplifier A1, the capacitor C 33, C 34 is accumulated charge corresponding to the offset voltage of the preamplifier A2, capacitance C 35, electric charge corresponding to the offset voltage of the preamplifier A3 to C 36 is accumulated.
次に、サンプルフェーズからコンバージョンフェーズに移行する。コンバージョンフェーズでは、第1のクロック信号が“L”となり、第2のクロック信号が“H”となる。そして、図2のように、スイッチSW1,SW2がオンとなる。 Next, the sample phase shifts to the conversion phase. In the conversion phase, the first clock signal is “L” and the second clock signal is “H”. Then, as shown in FIG. 2, the switches SW1 and SW2 are turned on.
また、図6(a),(b)に示すように、容量D/A変換器11a,11b内のスイッチS1,0’,S1,0〜S1,N-1,S3,0’,S3,0〜S2,N-1がオフとなり、スイッチS2,0〜S2,N-1,S4,0〜S4、N-1がオンとなる。更に、図7に示すように、コンパレータ13内の各スイッチSW11〜SW18がいずれもオフとなる。
Further, as shown in FIGS. 6A and 6B, the switches S 1,0 ′, S 1,0 to S 1, N−1 , S 3,0 in the capacitance D /
そして、ロジック回路14は、容量D/A変換器11a,11bのスイッチSA1,0〜SA1,N-1及びスイッチSB1,0〜SB1,N-1を所定の順番でオン−オフ動作させ、二分探索法により上位ビットから順に解を探索していく。
Then, the
上位Nビットが確定すると、ロジック回路14は更にデコーダ15a,15bを介して抵抗D/A変換器12内のスイッチSC1〜SC2M-1,SD1〜SD2M-1を所定の順番でオン−オフ動作させ、下位Mビットを探索していく。
When the upper N bits is determined, on the
このようにして上位Nビット及び下位Mビットが確定すると、ロジック回路14から、端子23a,23bに入力されたアナログ信号に対応するデジタルコードDoutが出力される。
When the upper N bits and the lower M bits are determined in this way, the
ところで、コンバージョンフェーズでは、サンプルフェーズの間に容量C31〜C36に蓄積された電荷により、前置増幅器A1,A2,A3のオフセット電圧の影響がキャンセルされる。すなわち、図7に示すコンパレータ13では、前置増幅器A1,A2,A3の出力側に配置された容量C31〜C36により、前置増幅器A1,A2,A3のオートゼロ機能が実現される。これにより、高精度のD/A変換が可能になる。
Incidentally, in the conversion phase, the charge stored in the capacitor C 31 -C 36 during the sample phase, the influence of the offset voltage of the preamplifier A1, A2, A3 is canceled. That is, the
上述した逐次比較型A/D変換器10では、前置増幅器A1,A2,A3のオフセット電圧はオートゼロ機能により低減され、ダイナミックラッチ回路16の入力換算オフセット電圧は、前置増幅器A1,A2,A3の利得の逆数倍されることで低減される。従って、前置増幅器の数が多いほど、ダイナミックラッチ回路16の入力換算オフセット電圧の影響が低減される。
In the successive approximation A /
しかし、上述の逐次比較型A/D変換器10では、高分解能が要求されるほど、オフセット電圧による影響を低減するために多数の前置増幅器が必要になる。そのため、半導体デバイスの小型化が阻害されるとともに、消費電力が多くなるという欠点がある。
However, in the successive approximation A /
図8は逐次比較型A/D変換器の他の例を示す回路図、図9は図8中のコンパレータ13aを拡大して示す図である。なお、図8において、図1と同一物には同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。
FIG. 8 is a circuit diagram showing another example of the successive approximation A / D converter, and FIG. 9 is an enlarged view of the
図8に例示する逐次比較型A/D変換器10aでは、コンパレータ13aが、ダイナミックラッチ回路16aと、デコーダ26a,26bと、D/A変換器27a,27bと、スイッチSW21,SW22とにより構成されている。
In the successive approximation A /
図9のようにダイナミックラッチ回路16aの非反転入力端子(+)はノードN11に接続され、反転入力端子(−)はノードN12に接続されている。また、ダイナミックラッチ回路16aの非反転入力端子(+)と端子25との間にはスイッチSW21が接続されており、反転入力端子(−)と端子25との間にはスイッチSW22が接続されている。
The non-inverting input terminal of the
ロジック回路14aは、デコーダ26a,26b及びD/A変換器27a,27bを使用して、オフセット電圧が最も小さくなるようにダイナミックラッチ回路16aを補正する。
The
しかし、図8に例示する逐次比較型A/D変換器10aでは、高分解能が要求される場合に、分解能が高いD/A変換器が必要となる。しかし、高分解能のD/A変換器は小型化が困難であり、消費電力も大きい。
However, the successive approximation A /
また、図8に例示する逐次比較型A/D変換器10aでは、ダイナミックラッチ回路16aのオフセット電圧が温度や電源電圧に応じて変化するため、温度又は電源電圧の変動により補正エラーが発生するという問題もある。
Further, in the successive approximation A /
以下の実施形態では、比較的簡単な構成でコンパレータのオフセット電圧の影響を低減できる逐次比較型A/D変換器及びその駆動方法について説明する。 In the following embodiments, a successive approximation A / D converter that can reduce the influence of the offset voltage of the comparator with a relatively simple configuration and a driving method thereof will be described.
(第1の実施例)
図10,図11は、第1の実施形態に係る逐次比較型A/D変換器を示す回路図である。図10はサンプルフェーズの状態を示し、図11はコンバージョンフェーズの状態を示している。図10,図11において、図1,図2と同一物には同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。
(First embodiment)
10 and 11 are circuit diagrams showing the successive approximation A / D converter according to the first embodiment. FIG. 10 shows the state of the sample phase, and FIG. 11 shows the state of the conversion phase. 10 and 11, the same components as those in FIGS. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
図10,図11に示すように、本実施形態に係る逐次比較型A/D変換器30は、容量D/A変換器11a,11bと、抵抗D/A変換器12と、コンパレータ33と、ロジック回路34と、デコーダ35a,35bと、スイッチSW1,SW2とを有する。
As shown in FIGS. 10 and 11, the successive approximation A /
D/A変換部は、容量D/A変換器11a,11bと、抵抗D/A変換器12と、スイッチSW1,SW2とを含んで構成される。容量D/A変換器11a,11bは第1のD/A変換器の一例であり、抵抗D/A変換器12は第2のD/A変換器の一例である。また、スイッチSW1,SW2はスイッチ素子の一例である。
The D / A conversion unit includes capacitance D /
容量D/A変換器11a,11b及び抵抗D/A変換器12の構成は図3(a),(b)及び図5を参照して既に説明しているので、ここではその説明は省略する。但し、本実施形態では、抵抗D/A変換器12内のノードN31,N32が、コンパレータ33内のスイッチSW53,SW54に接続されている。
Since the configurations of the capacitance D /
ノードN11,N12はD/A変換部の第1の出力端子の一例であり、ノードN31,N32はD/A変換部の第2の出力端子の一例である。 Nodes N 11 and N 12 are examples of first output terminals of the D / A converter, and nodes N 31 and N 32 are examples of second output terminals of the D / A converter.
図12は、図10,図11中のコンパレータ33を拡大して示す図である。この図12に示すように、コンパレータ33は、前置増幅器A11と、ダイナミックラッチ回路39と、容量C61,C62と、スイッチSW51〜SW54とを有する。
FIG. 12 is an enlarged view showing the
コンパレータ33は比較部の一例であり、ダイナミックラッチ回路39は比較回路の一例である。また、容量C61,C62は第1の容量の一例である。更に、スイッチSW53,W54は第1のスイッチの一例である。
The
本実施形態では、容量D/A変換器11a,11bのビット数をNとしたときに、前置増幅器A11の利得Aは2N以上(A≧2N)であるものとする。
In the present embodiment, when the number of bits of the capacitive D /
前置増幅器A11の非反転入力端子(+)はノードN11及びスイッチSW51の接点bに接続されており、反転入力端子(−)はノードN12及びスイッチSW52の接点bに接続されている。また、スイッチSW51の接点a及びスイッチSW52の接点aは、いずれも端子25に接続されている。端子25は、コモン電圧(Vcm)に保持される。 The non-inverting input terminal of the preamplifier A11 (+) is connected to the contact point b of the node N 11 and the switch SW 51, an inverting input terminal (-) is connected to the contact point b of the node N 12 and the switch SW 52 Yes. Further, the contact a of the switch SW 51 and the contact a of the switch SW 52 are both connected to the terminal 25. The terminal 25 is held at a common voltage (V cm ).
前置増幅器A11の反転出力端子(−)は容量C61のボトムプレートに接続されており、容量C61のトッププレートはダイナミックラッチ回路39の非反転入力端子(+)に接続されている。また、前置増幅器A11の非反転出力端子(+)は容量C62のボトムプレートに接続されており、容量C62のトッププレートはダイナミックラッチ回路39の反転入力端子(−)に接続されている。 Inverting output terminal of the preamplifier A11 (-) is connected to the bottom plate of the capacitor C 61, the top plate of the capacitor C 61 is connected to the non-inverting input terminal of the dynamic latch circuits 39 (+). The non-inverting output terminal of the preamplifier A11 (+) is connected to the bottom plate of the capacitor C 62, the top plate of the capacitor C 62 is the inverting input terminal of the dynamic latch circuits 39 - is connected to () .
スイッチSW53の接点aは抵抗D/A変換器12内のノードN31に接続されており、接点bはダイナミックラッチ回路39の非反転入力端子(+)に接続されている。また、スイッチSW54の接点aは抵抗D/A変換器12内のノードN32に接続されており、接点bはダイナミックラッチ回路39の反転入力端子(−)に接続されている。
The contact a of the switch SW 53 is connected to the node N 31 in the resistor D /
スイッチSW51〜SW54は、いずれも第1のクロック信号によりオン−オフ動作する。 All of the switches SW 51 to SW 54 are turned on and off by the first clock signal.
図13(a),(b)は前置増幅器A11の回路構成例を示す図である。図13(a)は能動負荷の前置増幅器であり、電流源I1と4個のトランジスタQ11〜Q14とにより構成されている。図13(b)は受動負荷の前置増幅器であり、電流源I2と2個のトランジスタQ21,Q22と2個の抵抗R1,R2とにより構成されている。 FIGS. 13A and 13B are diagrams showing a circuit configuration example of the preamplifier A11. FIG. 13A shows a preamplifier with an active load, which includes a current source I 1 and four transistors Q 11 to Q 14 . FIG. 13B shows a preamplifier for a passive load, which is composed of a current source I 2 , two transistors Q 21 and Q 22, and two resistors R 1 and R 2 .
図14はダイナミックラッチ回路39の回路構成例を示す図である。この図14に示すダイナミックラッチ回路は、9個のトランジスタQ31〜Q39により構成されている。
FIG. 14 is a diagram showing a circuit configuration example of the
ロジック回路34は、図10,図11に示すように、レジスタ34a及びクロックジェネレータ34bを備えている。レジスタ34aには、後述するように、ダイナミックラッチ回路39のオフセット電圧に対応する制御コードが記憶される。ロジック回路34は制御部の一例であり、レジスタ34aは記憶部の一例である。
As shown in FIGS. 10 and 11, the
クロックジェネレータ34bは、第1のクロック信号、第2のクロック信号及び第3のクロック信号を生成する。
The
図15は、通常動作時における第1のクロック信号Clk1、第2のクロック信号Clk2及び第3のクロック信号Clk3のタイミングチャートである。 FIG. 15 is a timing chart of the first clock signal Clk1, the second clock signal Clk2, and the third clock signal Clk3 during normal operation.
図15からわかるように、第1のクロック信号Clk1が“H”のときには第2のクロック信号Clk2が“L”になり、第1のクロック信号Clk1が“L”のときには第2のクロック信号Clk2が“H”になる。 As can be seen from FIG. 15, when the first clock signal Clk1 is “H”, the second clock signal Clk2 is “L”, and when the first clock signal Clk1 is “L”, the second clock signal Clk2 is. Becomes “H”.
通常動作時には、第1のクロック信号Clk1が“H”になるとサンプルフェーズとなり、第2のクロック信号Clk2が“H”になるとコンバージョンフェーズとなる。そして、コンバージョンフェーズでは、所定の周波数の第3のクロック信号Clk3が出力される。 During normal operation, the sample phase is entered when the first clock signal Clk1 becomes “H”, and the conversion phase is entered when the second clock signal Clk2 becomes “H”. In the conversion phase, the third clock signal Clk3 having a predetermined frequency is output.
容量D/A変換器11a,11b内のスイッチS1,0',S1,0〜S1,N-1,S3,0',S3,0〜S3,N-1及びコンパレータ33内のスイッチSW51〜SW54は、第1のクロック信号Clk1が“H”のときにオンになり、“L”のときにオフになる。
Switches S 1,0 ′, S 1,0 to S 1, N−1 , S 3,0 ′, S 3,0 to S 3, N−1 and
また、スイッチSW1,SW2及び容量D/A変換器11a,11b内のスイッチS2,0〜S2,N-1、S4,0〜S4,N-1は、第2のクロック信号Clk2が“H”のときにオンになり、“L”のときにオフとなる。
The switches SW1, SW2 and the switch S 2,0 ~S 2, N-1 ,
容量D/A変換器11a,11b内のスイッチSA1〜SAN-1,SB1,0〜SB1,N-1、及び抵抗D/A変換器12内のスイッチSC1〜SC2M-1,SD1〜SC2M-1は、第3のクロック信号Clk3に同期したタイミングでオン−オフ動作する。また、ダイナミックラッチ回路39も、第3のクロック信号Clk3に同期したタイミングで、前置増幅器A11から出力される信号をラッチする。
Switches SA 1 to SA N-1 and SB 1,0 to SB 1, N-1 in the capacitance D /
本実施形態では、ダイナミックラッチ回路39のオフセット電圧に相当する電圧を抵抗D/A変換器12(抵抗ラダー)で生成し、その電圧を容量C61,C62に印加する。そして、容量C61,C62に蓄積された電荷により、ダイナミックラッチ回路39のオフセット電圧の影響をキャンセルする。
In the present embodiment, a voltage corresponding to the offset voltage of the
図16は、ダイナミックラッチ回路39のオフセット電圧に相当する電圧を抵抗D/A変換器12で生成するための制御コードの決定方法を示すフローチャートである。
FIG. 16 is a flowchart showing a method of determining a control code for generating a voltage corresponding to the offset voltage of the
まず、ステップS11において、ロジック回路34は、第1のクロック信号Clk1を“L”、第2のクロック信号Clk2を“H”とする。
First, in step S11, the
これにより、スイッチSW1,SW2がオフとなり、容量D/A変換器11a,11bと抵抗D/A変換器12との間が電気的に分離される。また、図12に示すように、コンパレータ33内のスイッチSW51〜SW54がいずれもオンとなり、容量C61,C62に前置増幅器A11のオフセット電圧に相当する電荷が蓄積される。
As a result, the switches SW1 and SW2 are turned off, and the capacitance D /
次に、ステップS12に移行し、ロジック回路34は、デコーダ35a,35b及ダイナミックラッチ回路39に第3のクロック信号Clk3を供給するとともに、デコーダ35a,35bに制御信号(デジタル信号)を出力する。このとき、ロジック回路34は、抵抗D/A変換器12のノードN31,N32の電圧がプラス側参照電圧Vrefpとマイナス側参照電圧Vrefmとの中間となるように制御信号を出力する。
In step S12, the
次に、ステップS13に移行し、ロジック回路34は現在のダイナミックラッチ回路39の出力に応じて、デコーダ35a,35bに供給する制御信号を変更する。
In step S13, the
例えば、ダイナミックラッチ回路39の出力が“H”の場合、ロジック回路34は、デコーダ35a,35bに供給する制御信号を変更して、抵抗D/A変換器12の差動出力電圧を1ビット分(LSB)だけ負側に変化させる。
For example, when the output of the
また、ダイナミックラッチ回路39の出力が“L”の場合、ロジック回路34は、デコーダ35a,35bに供給する制御信号を変更して、抵抗D/A変換器12の差動出力電圧を1ビット分(LSB)分だけ正側に変化させる。
When the output of the
次に、ステップS14に移行し、ロジック回路34は、ダイナミックラッチ回路39の出力電圧の極性が変化したか否かを判定する。極性が変化していない場合(NOの場合)はステップS13に戻り、更に制御信号を変更する。
Next, the process proceeds to step S14, and the
ステップS13,S14を繰り返すことにより、ダイナミックラッチ回路39の出力電圧の極性が変化する。ダイナミックラッチ回路39の出力電圧の極性が変化したときの抵抗D/A変換器12の出力電圧が、ダイナミックラッチ回路39のオフセット電圧に相当する。
By repeating steps S13 and S14, the polarity of the output voltage of the
ステップS14においてダイナミックラッチ回路39の出力電圧の極性の変化を検出すると、ステップS15に移行する。そして、ロジック回路34は、このときの制御信号を、ダイナミックラッチ回路39のオフセット電圧に対応する制御コードとして、レジスタ34aに記憶する。
If a change in the polarity of the output voltage of the
このようにして、ダイナミックラッチ回路39のオフセット電圧に相当する電圧を抵抗D/A変換器12で生成するための制御コードが決定される。以下、図16に示す一連のフローを、制御コード決定フローと呼ぶ。
In this way, a control code for generating a voltage corresponding to the offset voltage of the
なお、本実施形態では、デコーダ35a,35bに供給する制御信号を順次変更して制御コードを決定しているが、制御コードの決定方法はこれに限定されない。例えば、サンプルフェーズにおいてC1,N-1を参照電圧Vrefp、残りの容量を参照電圧Vrefm、容量C61、C62を参照電圧Vrefpと参照電圧Vrefmとの中点に接続し、コンバージョンフェーズでは通常のA/D変換動作と同様の動作を行うと、ダイナミックラッチ回路39のオフセット電圧に相当するデジタルコードがDoutとして出力される。このデジタルコードの上位Mビットを制御コードとして用いてもよい。
In this embodiment, the control code is determined by sequentially changing the control signals supplied to the
図17は、本実施形態に係る逐次比較型A/D変換器30の動作を示すフローチャートである。
FIG. 17 is a flowchart showing the operation of the successive approximation A /
まず、電源が投入されると、ステップS21において、図16に例示した制御コード決定フローを実施して、制御コードを決定する。 First, when the power is turned on, the control code determination flow illustrated in FIG. 16 is executed in step S21 to determine the control code.
ステップS21において制御コード決定フローが終了すると、次にステップS22に移行する。ステップS22において、ロジック回路34は、第1のクロック信号Clk1を“H”とし、第2のクロック信号Clk2を“L”として、サンプルフェーズを実行する。
When the control code determination flow ends in step S21, the process proceeds to step S22. In step S22, the
サンプルフェーズでは、容量D/A変換器11a,11bの容量C1,0',C1,0〜C1,N-1,C2,0’,C2,0〜C2,N-1に、差動入力信号Vinp,Vinmが保持される。
In the sample phase, the capacitors C 1,0 ′, C 1,0 to C 1, N−1 , C 2,0 ′, C 2,0 to C 2, N−1 of the capacitors D /
また、コンパレータ33内の前置増幅器A11の非反転入力端子(+)及び反転入力端子(−)はいずれもコモン電圧Vcmに保持され、前置増幅器A11のオフセット電圧に対応する電荷が容量C61,C62に蓄積される。 The non-inverting input terminal (+) and the inverting input terminal of the preamplifier A11 in the comparator 33 (-) none is held to the common voltage V cm, before charge capacity corresponding to the offset voltage of the preamplifier A11 C 61, is stored in C 62.
更に、レジスタ34aに記憶した制御コードがデコーダ35a,35bに出力され、コンパレータ33内の容量C61,C62にはダイナミックラッチ回路39のオフセット電圧に対応する電荷も蓄積される。
Further, the control code stored in the
次に、ステップS23に移行し、ロジック回路34は、第1のクロック信号Clk1を“L”とし、第2のクロック信号Clk2を“H”として、コンバージョンフェーズを実行する。
Next, the process proceeds to step S23, where the
コンバージョンフェーズでは、ロジック回路34、容量D/A変換器11a,11b、抵抗D/A変換器12及びコンパレータ33により、端子23a,23bに入力された差動アナログ信号Vinp,Vinmに対応するデジタル信号が、上位ビットから順に決定される。
In the conversion phase, the
端子23a,23bに入力されたアナログ信号Vinp,Vinmに対応するデジタル信号の全てのビットが決定すると、ロジック回路34から当該デジタル信号がデジタルコードDoutとして出力される。
Terminal 23a, the analog signal V inp input to 23b, when all the bits of the digital signal corresponding to the V inm is determined, the digital signal is output as a digital code D out from the
コンバージョンフェーズでは、容量C61,C62に蓄積された電荷により、前置増幅器A11のオフセット電圧及びダイナミックラッチ回路39のオフセット電圧がキャンセルされる。これにより、精度のよいA/D変換が可能になる。
Conversion phase, the charge stored in the capacitor C 61, C 62, the offset voltage of the offset voltage and the
次いで、ステップS24に移行し、A/D変換を終了するか否かを判定する。A/D変換を継続する場合は、ステップS22に戻る。 Next, the process proceeds to step S24, and it is determined whether or not to end the A / D conversion. When continuing the A / D conversion, the process returns to step S22.
本実施形態に係る逐次比較型A/D変換器30は、抵抗D/A変換器12を使用してダイナミックラッチ回路39のオフセット電圧を補正するので、コンパレータ33の部品数が少なくてすむ。これにより、半導体デバイスのより一層の小型化及び省電力化が可能となる。
Since the successive approximation A /
本実施形態に係る逐次比較型A/D変換器30は、前置増幅器A11の利得Aが2N以上のときに、ダイナミックラッチ回路39のオフセット電圧を、当該逐次比較型A/D変換器30の分解能(N+Mビット)よりも細かく補正することができる。
The successive approximation A /
なお、本実施形態では、電源投入時に制御コード決定フローを行うものとしている。しかし、制御コード決定フローは、最初の電源投入時のみに行うようにしてもよく、外部装置から所定の信号を受信したときに行うようにしてもよい。 In this embodiment, the control code determination flow is performed when the power is turned on. However, the control code determination flow may be performed only when the power is first turned on, or may be performed when a predetermined signal is received from an external device.
ところで、ダイナミックラッチ回路39のオフセット電圧は、ダイナミックラッチ回路39を構成する差動増幅器の差動間ミスマッチによって発生する。差動間ミスマッチにより発生するオフセット電圧をVofstとすると、ダイナミックラッチ回路39の入力差動信号Vin,latchは、電荷保存則により下記(1)式で表わされる。
By the way, the offset voltage of the
ここで、VcalDACは補正電圧、すなわち抵抗D/A変換器12の出力電圧である。この(1)式からも明らかなように、抵抗D/A変換器12の出力電圧VcalDACをオフセット電圧Vofstと一致させる(Vofst=−VcalDAC)ことで、ダイナミックラッチ回路39のオフセット電圧の影響を排除することができる。
Here, V calDAC is a correction voltage, that is, an output voltage of the resistor D /
また、本実施形態によれば、前置増幅器A11の利得をAとしたときに、補正残差電圧(VcalDAC+Vofst)の温度及び電源電圧依存による影響は、1/A倍に低減される。 Further, according to the present embodiment, when the gain of the preamplifier A11 is A, the influence of the correction residual voltage (V calDAC + V ofst ) on the temperature and power supply voltage is reduced to 1 / A times. .
(第2の実施形態)
図18,図19は、第2の実施形態に係る逐次比較型A/D変換器を示す回路図である。図18はサンプルフェーズの状態を示し、図19はコンバージョンフェーズの状態を示している。図18,図19において、図10,図11と同一物には同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。
(Second Embodiment)
18 and 19 are circuit diagrams showing a successive approximation A / D converter according to the second embodiment. FIG. 18 shows the state of the sample phase, and FIG. 19 shows the state of the conversion phase. 18 and 19, the same components as those in FIGS. 10 and 11 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
なお、第1の実施形態はコンパレータ内の前置増幅器の利得が大きい(A≧2N)ときに適用し、第2の実施形態はコンパレータ内の前置増幅器の利得が小さい(A<2N)ときに適用する。 The first embodiment is applied when the gain of the preamplifier in the comparator is large (A ≧ 2 N ), and the second embodiment has a small gain of the preamplifier in the comparator (A <2 N). ) Apply when.
図18,図19に示すように、本実施形態に係る逐次比較型A/D変換器40は、容量D/A変換器11a,11bと、抵抗D/A変換器12と、コンパレータ43と、ロジック回路44と、デコーダ35a,35bと、スイッチSW1,SW2とを有する。
As shown in FIGS. 18 and 19, the successive approximation A /
図20は、図18,図19中のコンパレータ43を拡大して示す図である。この図20に示すように、コンパレータ43は、前置増幅器A12と、ダイナミックラッチ回路39と、容量C61〜C64と、スイッチSW51〜SW58とを有する。
FIG. 20 is an enlarged view of the
容量C63,C64は第2の容量の一例である。また、スイッチSW57,SW58は第2のスイッチの一例である。更に、スイッチSW55,SW56は第3のスイッチの一例である。 Capacitances C 63 and C 64 are examples of the second capacity. The switches SW 57 and SW 58 are examples of the second switch. Furthermore, the switches SW 55 and SW 56 are an example of a third switch.
本実施形態では、容量D/A変換器11a,11bのビット数をNとしたときに、前置増幅器A12の利得Aは2Nよりも小さい(A<2N)ものとする。
In this embodiment, when the number of bits of the capacitive D /
前置増幅器A12の非反転入力端子(+)はノードN11及びスイッチSW51の接点bに接続されており、反転入力端子(−)はノードN12及びスイッチSW52の接点bに接続されている。スイッチSW51,SW52の接点bはいずれも端子25に接続されている。端子25は、コモン電圧(Vcm)に保持される。 The non-inverting input terminal of the preamplifier A12 (+) is connected to the contact point b of the node N 11 and the switch SW 51, an inverting input terminal (-) is connected to the contact point b of the node N 12 and the switch SW 52 Yes. The contacts b of the switches SW 51 and SW 52 are both connected to the terminal 25. The terminal 25 is held at a common voltage (V cm ).
前置増幅器A12の反転出力端子(−)は容量C61のボトムプレートに接続されており、容量C61のトッププレートはダイナミックラッチ回路39の非反転入力端子(+)に接続されている。また、前置増幅器A12の非反転出力端子(+)は容量C62のボトムプレートに接続されており、容量C62のトッププレートはダイナミックラッチ回路39の反転入力端子(−)に接続されている。 Inverting output terminal of the preamplifier A12 (-) is connected to the bottom plate of the capacitor C 61, the top plate of the capacitor C 61 is connected to the non-inverting input terminal of the dynamic latch circuits 39 (+). The non-inverting output terminal of the preamplifier A12 (+) is connected to the bottom plate of the capacitor C 62, the top plate of the capacitor C 62 is the inverting input terminal of the dynamic latch circuits 39 - is connected to () .
スイッチSW53の接点aは抵抗D/A変換器12内のノードN31に接続されており、接点bはスイッチSW55の接点b及び容量C63のボトムプレートに接続されている。スイッチSW55の接点aは接地されており、容量C63のトッププレートはダイナミックラッチ回路39の非反転入力端子(+)に接続されている。
The contact a of the switch SW 53 is connected to the node N 31 in the resistor D /
スイッチSW54の接点aは抵抗D/A変換器12内のノードN32に接続されており、接点bはスイッチSW56の接点b及び容量C64のボトムプレートに接続されている。スイッチSW56の接点aは接地されており、容量C64のトッププレートはダイナミックラッチ回路39の反転入力端子(−)に接続されている。
The contact a of the switch SW 54 is connected to the node N 32 in the resistor D /
スイッチSW57の接点bはダイナミックラッチ回路39の非反転入力端子(+)に接続されており、接点aは端子25に接続されている。また、スイッチSW58の接点bはダイナミックラッチ回路39の反転入力端子(−)に接続されており、接点aは端子25に接続されている。
The contact b of the switch SW 57 is connected to the non-inverting input terminal (+) of the
ロジック回路44は、図18,図19に示すように、レジスタ44a及びクロックジェネレータ44bを備えている。レジスタ44aにはダイナミックラッチ回路39のオフセット電圧に対応する制御コードが記憶される。
The
クロックジェネレータ44bは、第1の実施形態と同様に、第1のクロック信号Clk1、第2のクロック信号Clk2、及び第3のクロック信号Clk3を出力する。また、クロックジェネレータ44bは、後述するように制御コード決定フローにおいて、第1のクロック信号Clk1とは別のクロック信号Clk1'と、第2のクロック信号Clk2とは別のクロック信号Clk2'とを出力する。
As in the first embodiment, the
通常動作時(サンプルフェーズ及びコンバージョンフェーズ)には、スイッチSW51,SW52,SW53,SW54,SW57,SW58は第1のクロック信号によりオン−オフ動作し、スイッチSW55,SW56は第2のクロック信号によりオン−オフ動作する。 During normal operation (sample phase and conversion phase), the switches SW 51 , SW 52 , SW 53 , SW 54 , SW 57 , SW 58 are turned on and off by the first clock signal, and the switches SW 55 , SW 56 Is turned on and off by the second clock signal.
但し、制御コード決定フロー実行時には、スイッチSW53,SW54,SW57,SW58はクロック信号Clk1'によりオン−オフ動作し、スイッチSW55,SW56はクロック信号Clk2'によりオン−オフ動作する。なお、スイッチSW51,SW52は、制御コード決定フローにおいても、第1のクロック信号Clk1によりオンーオフする。 However, when the control code decision flow is executed, the switches SW 53 , SW 54 , SW 57 , SW 58 are turned on / off by the clock signal Clk1 ′, and the switches SW 55 , SW 56 are turned on / off by the clock signal Clk2 ′. . The switches SW 51 and SW 52 are turned on / off by the first clock signal Clk1 also in the control code determination flow.
図21は、ダイナミックラッチ回路39のオフセット電圧に相当する電圧を抵抗D/A変換器12で生成するための制御コードの決定方法(制御コード決定フロー)を示すフローチャートである。
FIG. 21 is a flowchart showing a control code determination method (control code determination flow) for generating a voltage corresponding to the offset voltage of the
まず、ステップS31において、ロジック回路44は、第1のクロック信号Clk1を“H”、第2のクロック信号Clk2を“L”とする。これにより、スイッチSW1,SW2がオフとなり、容量D/A変換器11a,11bと抵抗D/A変換器12とが電気的に分離される。また、コンパレータ43内のスイッチSW51,SW52がいずれもオンとなる。
First, in step S31, the
次に、ステップS32に移行し、ロジック回路44は、抵抗D/A変換器12のノードN31,N32の電圧がプラス側参照電圧Vrefpとマイナス側参照電圧Vrefmとの中間となるように、デコーダ35a,35bに制御信号を出力する。
Next, the process proceeds to step S32, and the
次に、ステップS33において、ロジック回路44は、クロック信号Clk1'を“H”、クロック信号Clk2'を“L”とする。これにより、容量C63,C64に、それぞれプラス側参照電圧Vrefpとマイナス側参照電圧Vrefmとの中間の電圧が印加される。
Next, in step S33, the
次に、ステップS34に移行し、ロジック回路44は、クロック信号Clk1'を“L”、クロック信号Clk2'を“H”とする。これにより、ダイナミックラッチ回路39の非反転入力端子(+)及び反転入力端子(−)に、容量C63,C64に保持された電圧が入力される。
Next, the process proceeds to step S34, and the
次に、ステップS35に移行し、ロジック回路44から出力される第3のクロック信号Clk3が“H”になると、ダイナミックラッチ回路39は非反転入力端子(+)及び反転入力端子(−)に入力された信号をラッチする。このとき、ダイナミックラッチ回路39の非反転入力端子(+)及び反転入力端子(−)には同じ電圧が入力されるが、ダイナミックラッチ回路39のオフセット電圧の影響により、ダイナミックラッチ回路39の出力電圧は“H”又は“L”のいずれかとなる。ロジック回路44は、ダイナミックラッチ回路39の出力が“H”であるのか“L”であるのかを判定する。
Next, the process proceeds to step S35, and when the third clock signal Clk3 output from the
次に、ステップS36に移行し、ロジック回路44は、ダイナミックラッチ回路39の出力電圧の極性が変化したか否かを判定する。1回目のループで比較対象がない場合や極性が変化していない場合(NOの場合)は、ステップS37に移行する。
Next, the process proceeds to step S36, where the
ステップS37において、ロジック回路44は制御信号を変更する。例えばステップS35でダイナミックラッチ回路39の出力が“H”であると判定した場合、ロジック回路49は、デコーダ35a,35bに供給する制御信号を変更して、抵抗D/A変換器12の差動出力電圧を1ビット分(LSB)だけ負側に変化させる。
In step S37, the
また、ステップS35でダイナミックラッチ回路39の出力が“L”であると判定した場合、ロジック回路44は、デコーダ35a,35bに供給する制御信号を変更して、抵抗D/A変換器12の差動出力電圧を1ビット分(LSB)だけ正側に変化させる。
On the other hand, if it is determined in step S35 that the output of the
ステップS33〜S37を繰り返すことにより、ダイナミックラッチ回路39の出力電圧の極性が変化する。ダイナミックラッチ回路39の出力電圧の極性が変化したときの抵抗D/A変換器12の出力電圧が、ダイナミックラッチ回路39のオフセット電圧に相当する。
By repeating steps S33 to S37, the polarity of the output voltage of the
ステップS36においてダイナミックラッチ回路39の出力電圧の極性の変化を検出すると、ステップS38に移行する。そして、ロジック回路44は、このときの制御信号を、ダイナミックラッチ回路39のオフセット電圧に対応する制御コードとして、レジスタ44aに記憶する。
When a change in the polarity of the output voltage of the
その後のサンプルフェーズ及びコンバージョンフェーズの動作は第1の実施形態と同様であるので、ここではその説明を省略する。 Since the subsequent operations in the sample phase and the conversion phase are the same as those in the first embodiment, description thereof is omitted here.
本実施形態においても、抵抗D/A変換器12を使用してダイナミックラッチ回路39のオフセット電圧を補正するので、コンパレータ33の部品数が少なくてすむ。これにより、半導体デバイスのより一層の小型化及び省電力化が可能となる。
Also in this embodiment, since the offset voltage of the
本実施形態に係る逐次比較型A/D変換器40は、前置増幅器A11の利得Aが2Nよりも小さいときに、ダイナミックラッチ回路のオフセット電圧を当該逐次比較型A/D変換器40の分解能(N+Mビット)よりも細かく補正することができる。
When the gain A of the preamplifier A11 is smaller than 2 N , the successive approximation A /
ところで、容量C61,C62の容量値をC1、容量C63,C64の容量値をC2とし、ダイナミックラッチ回路39の差動間ミスマッチにより発生するオフセット電圧をVofstとすると、ダイナミックラッチ回路39の入力差動信号Vin,latchは下記(2)式で表わされる。
By the way, if the capacitance values of the capacitors C 61 and C 62 are C 1 , the capacitance values of the capacitors C 63 and C 64 are C 2, and the offset voltage generated due to the differential mismatch of the
この(2)式からも明らかなように、Vofst=−(C2/C1)VcalDACとすることで、ダイナミックラッチ回路39のオフセット電圧の影響を排除することができる。
As apparent from the equation (2), by setting V ofst = − (C 2 / C 1 ) V calDAC , the influence of the offset voltage of the
なお、上述した第1の実施形態及び第2の実施形態では、いずれもD/A変換部が容量D/A変換器と抵抗D/A変換器とにより構成されている場合について説明している。しかし、D/A変換部は、抵抗D/A変換器のみで構成されていてもよい。 In each of the first and second embodiments described above, the case where the D / A converter is configured by a capacitance D / A converter and a resistor D / A converter has been described. . However, the D / A converter may be composed of only a resistor D / A converter.
また、例えば図10等では正負一対のアナログ信号を受けてデジタル出力に変換するA/D変換器を例に説明したが、本発明は単相のアナログ入力を受けてデジタル出力に変換するA/D変換器に適用することもできる。その場合の比較部は、D/A変換部の出力を所定の基準値と比較する。 For example, in FIG. 10 and the like, an A / D converter that receives a pair of positive and negative analog signals and converts them into a digital output has been described as an example. However, the present invention provides an A / D that receives a single-phase analog input and converts it into a digital output. It can also be applied to a D converter. In this case, the comparison unit compares the output of the D / A conversion unit with a predetermined reference value.
以上の諸実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。 The following additional notes are disclosed with respect to the above embodiments.
(付記1)抵抗ラダーを含み、アナログ入力信号及び制御コードに応じた電圧を第1の出力端子から出力するD/A変換部と、
前記D/A変換部の前記第1の出力端子に接続された比較部と、
前記比較部の出力に応じて前記制御コードを出力する制御部とを有し、
前記比較部には、前記抵抗ラダーから前記比較部のオフセット電圧をキャンセルする電圧が供給されることを特徴とする逐次比較型A/D変換器。
(Appendix 1) A D / A converter that includes a resistor ladder and outputs a voltage corresponding to an analog input signal and a control code from a first output terminal;
A comparator connected to the first output terminal of the D / A converter;
A control unit that outputs the control code according to the output of the comparison unit;
The successive approximation A / D converter, wherein the comparator is supplied with a voltage that cancels the offset voltage of the comparator from the resistor ladder.
(付記2)前記比較部は、
前記D/A変換部の前記第1の出力端子からの出力が入力される前置増幅器と、
比較回路と、
前記前置増幅器の出力端子と前記比較回路の入力端子との間に配置された第1の容量と、
前記抵抗ラダーの第2の出力端子と前記比較回路の前記入力端子との間に配置されて前記制御部によりオン−オフする第1のスイッチとを有することを特徴とする付記1に記載の逐次比較型A/D変換器。
(Supplementary note 2)
A preamplifier to which an output from the first output terminal of the D / A converter is input;
A comparison circuit;
A first capacitor disposed between an output terminal of the preamplifier and an input terminal of the comparison circuit;
The sequential switch according to
(付記3)更に、前記比較回路の前記入力端子と前記第1のスイッチとの間に配置された第2の容量と、
前記制御部により制御されて前記比較回路の前記入力端子をコモン電圧に保持する第2のスイッチと、
前記第2の容量と接地との間に配置された第3のスイッチとを有することを特徴とする付記2に記載の逐次比較型A/D変換器。
(Additional remark 3) Furthermore, the 2nd capacity | capacitance arrange | positioned between the said input terminal and the said 1st switch of the said comparison circuit,
A second switch controlled by the control unit to hold the input terminal of the comparison circuit at a common voltage;
The successive approximation type A / D converter according to
(付記4)前記D/A変換部は、
前記アナログ入力信号に対応するデジタル信号の上位Nビット(Nは任意の整数)を決定する第1のD/A変換器と、
前記アナログ入力信号に対応するデジタル信号の下位Mビット(Mは任意の整数)を決定する、前記抵抗ラダーを含む第2のD/A変換器と、
前記第1のD/A変換器と前記第2のD/A変換器との間に接続されて前記制御部からの信号によりオン−オフする第4のスイッチとを有することを特徴とする付記2又は3に記載の逐次比較型A/D変換器。
(Supplementary Note 4) The D / A converter is
A first D / A converter that determines upper N bits (N is an arbitrary integer) of a digital signal corresponding to the analog input signal;
A second D / A converter including the resistor ladder for determining lower M bits (M is an arbitrary integer) of a digital signal corresponding to the analog input signal;
And a fourth switch connected between the first D / A converter and the second D / A converter and turned on and off by a signal from the control unit. The successive approximation A / D converter according to 2 or 3.
(付記5)前記第1のD/A変換器が容量D/A変換器であることを特徴とする付記4に記載の逐次比較型A/D変換器。
(Supplementary note 5) The successive approximation type A / D converter according to
(付記6)前記アナログ入力信号は、第1アナログ入力信号と、前記第1アナログ入力信号と逆位相である第2アナログ入力信号を含み、前記容量D/A変換器は、前記第1アナログ入力信号が入力されて正の信号を出力する正側容量D/A変換器と、前記第2アナログ入力信号が入力されて負の信号を出力する負側容量D/A変換器とを有することを特徴とする付記5に記載の逐次比較型A/D変換器。 (Supplementary Note 6) The analog input signal includes a first analog input signal and a second analog input signal having a phase opposite to that of the first analog input signal, and the capacitor D / A converter includes the first analog input signal. A positive-capacitance D / A converter that receives a signal and outputs a positive signal; and a negative-capacitance D / A converter that receives a second analog input signal and outputs a negative signal. The successive approximation type A / D converter according to appendix 5, which is a feature.
(付記7)更に、前記制御部から出力される前記制御コードに応じて前記第2のD/A変換器を駆動する駆動回路を有することを特徴とする付記4に記載の逐次比較型A/D変換器。
(Supplementary note 7) The successive approximation type A / A according to
(付記8)前記制御部には、前記オフセット電圧をキャンセルする電圧に対応する制御コードが記憶されていることを特徴とする付記1乃至7のいずれか1項に記載の逐次比較型A/D変換器。
(Supplementary note 8) The successive approximation A / D according to any one of
(付記9)前記比較回路が、ダイナミックラッチ回路であることを特徴とする付記2乃至8のいずれか1項に記載の逐次比較型A/D変換器。
(Supplementary note 9) The successive approximation type A / D converter according to any one of
(付記10)前記制御部は、前記第1のD/A変換器に前記アナログ入力信号をサンプリングするサンプルフェーズと、前記サンプルフェーズの間にサンプリングしたアナログ信号に対応するデジタルコードを探索するコンバージョンフェーズとを交互に実行し、前記サンプルフェーズの間に前記第2のD/A変換器を制御して前記オフセット電圧をキャンセルする電圧を生成し、前記第1の容量及び前記第2の容量に伝達することを特徴とする付記4に記載の逐次比較型A/D変換器。
(Additional remark 10) The said control part samples the said analog input signal to the said 1st D / A converter, The conversion phase which searches the digital code corresponding to the analog signal sampled during the said sample phase Are alternately executed, and during the sample phase, the second D / A converter is controlled to generate a voltage that cancels the offset voltage, and is transmitted to the first capacitor and the second capacitor. The successive approximation type A / D converter according to
(付記11)抵抗ラダーを含むD/A変換部と、比較部と、制御部とを備え、サンプルフェーズとコンバージョンフェーズとを交互に実行してアナログ入力信号に対応するデジタルコードを決定する逐次比較型A/D変換器の駆動方法において、
前記サンプルフェーズの間に前記D/A変換部から前記比較部に当該比較部内の比較回路のオフセット電圧に対応する電圧を前記抵抗ラダーにて生成して容量に保持し、
前記コンバージョンフェーズでは前記容量に保持した電荷により前記比較回路のオフセット電圧をキャンセルする
ことを特徴とする逐次比較型A/D変換器の駆動方法。
(Supplementary Note 11) Sequential comparison including a D / A conversion unit including a resistance ladder, a comparison unit, and a control unit, and alternately executing a sample phase and a conversion phase to determine a digital code corresponding to an analog input signal In a method for driving a type A / D converter,
During the sample phase, a voltage corresponding to the offset voltage of the comparison circuit in the comparison unit is generated from the D / A conversion unit to the comparison unit by the resistor ladder and held in the capacitor.
In the conversion phase, the offset voltage of the comparison circuit is canceled by the electric charge held in the capacitor. A driving method of the successive approximation A / D converter, characterized in that:
(付記12)前記制御部は、前記D/A変換部に制御コードを出力して前記D/A変換部から出力される信号電圧を順次変更し、前記比較回路から出力される信号の極性の変化の有無を検出するとそのときの制御コードを記憶部に記憶し、
前記サンプルフェーズの間に前記記憶部に記憶した制御コードを前記D/A変換部に出力して、前記D/A変換部で前記比較回路のオフセット電圧に対応する電圧を生成することを特徴とする付記11に記載の逐次比較型A/D変換器の駆動方法。
(Additional remark 12) The said control part outputs a control code to the said D / A conversion part, changes the signal voltage output from the said D / A conversion part sequentially, and changes the polarity of the signal output from the said comparison circuit When the presence or absence of a change is detected, the control code at that time is stored in the storage unit,
The control code stored in the storage unit during the sample phase is output to the D / A conversion unit, and the D / A conversion unit generates a voltage corresponding to the offset voltage of the comparison circuit. The driving method of the successive approximation A / D converter according to
(付記13)前記D/A変換部は、
前記アナログ入力信号に対応するデジタル信号の上位Nビット(Nは任意の整数)を決定する第1のD/A変換器と、
前記アナログ入力信号に対応するデジタル信号の下位Mビット(Mは任意の整数)を決定する、前記抵抗ラダーを含む第2のD/A変換器と、
前記第1のD/A変換器と前記第2のD/A変換器との間に接続されて前記制御部からの信号によりオン−オフするスイッチ素子とを有し、
前記制御部は前記サンプルフェーズの間に前記アナログ入力信号を前記第1のD/A変換器にサンプリングするとともに、前記第2のD/A変換器を制御して前記比較回路のオフセット電圧に対応する電圧を生成することを特徴とすることを特徴とする付記11又は12に記載の逐次比較型A/D変換器の駆動方法。
(Supplementary note 13) The D / A converter is
A first D / A converter that determines upper N bits (N is an arbitrary integer) of a digital signal corresponding to the analog input signal;
A second D / A converter including the resistor ladder for determining lower M bits (M is an arbitrary integer) of a digital signal corresponding to the analog input signal;
A switch element connected between the first D / A converter and the second D / A converter and turned on and off by a signal from the control unit;
The control unit samples the analog input signal to the first D / A converter during the sample phase and controls the second D / A converter to cope with the offset voltage of the comparison circuit. 13. A method for driving a successive approximation A / D converter according to
(付記14)前記第1のD/A変換器が容量D/A変換器であり、前記第2のD/A変換器が抵抗D/A変換器であることを特徴とする付記13に記載の逐次比較型A/D変換器の駆動方法。
(Supplementary note 14) The
(付記15)前記制御部に、前記オフセット電圧をキャンセルする電圧に対応する制御コードを記憶しておくことを特徴とする付記11乃至14のいずれか1項に記載の逐次比較型A/D変換器の駆動方法。
(Supplementary note 15) The successive approximation A / D conversion according to any one of
10,10a,30,40…逐次比較型A/D変換器、11a,11b…容量D/A変換器、12…抵抗D/A変換器、13,13a,33,43…コンパレータ、14,14a,34,44…ロジック回路、15a,15b,26a,26b,35a,35b…デコーダ、16,16a,39…ダイナミックラッチ回路、27a,27b…D/A変換器、34a,44a…レジスタ、34b,44b…クロックジェネレータ、A1〜A3,A11,A12…前置増幅器。
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記D/A変換部の前記第1の出力端子に接続された比較部と、
前記抵抗ラダーから前記比較部のオフセット電圧をキャンセルする電圧に対応する前記制御コードを記憶すると共に、前記比較部の出力に応じて前記制御コードを出力する制御部とを有し、
前記比較部には、前記抵抗ラダーから前記オフセット電圧をキャンセルする前記電圧が供給されることを特徴とする逐次比較型A/D変換器。 A D / A converter that includes a resistance ladder and outputs a voltage corresponding to the analog input signal and the control code from the first output terminal;
A comparator connected to the first output terminal of the D / A converter;
Storing the control code corresponding to the voltage for canceling the offset voltage of the comparison unit from the resistance ladder, and a control unit for outputting the control code according to the output of the comparison unit,
Wherein the comparison unit, successive approximation A / D converter, wherein the voltage for canceling the offset voltage from the resistor ladder is supplied.
前記D/A変換部の前記第1の出力端子からの出力が入力される前置増幅器と、
比較回路と、
前記前置増幅器の出力端子と前記比較回路の入力端子との間に配置された第1の容量と、
前記抵抗ラダーの第2の出力端子と前記比較回路の前記入力端子との間に配置されて前記制御部によりオン−オフする第1のスイッチとを有することを特徴とする請求項1に記載の逐次比較型A/D変換器。 The comparison unit includes:
A preamplifier to which an output from the first output terminal of the D / A converter is input;
A comparison circuit;
A first capacitor disposed between an output terminal of the preamplifier and an input terminal of the comparison circuit;
2. The first switch according to claim 1, further comprising a first switch disposed between the second output terminal of the resistor ladder and the input terminal of the comparison circuit and turned on and off by the control unit. Successive comparison type A / D converter.
前記制御部により制御されて前記比較回路の前記入力端子をコモン電圧に保持する第2のスイッチと、
前記第2の容量と接地との間に配置された第3のスイッチとを有することを特徴とする請求項2に記載の逐次比較型A/D変換器。 A second capacitor disposed between the input terminal of the comparison circuit and the first switch;
A second switch controlled by the control unit to hold the input terminal of the comparison circuit at a common voltage;
The successive approximation A / D converter according to claim 2, further comprising a third switch disposed between the second capacitor and the ground.
前記アナログ入力信号に対応するデジタル信号の上位Nビット(Nは任意の整数)を決定する第1のD/A変換器と、
前記アナログ入力信号に対応するデジタル信号の下位Mビット(Mは任意の整数)を決定する、前記抵抗ラダーを含む第2のD/A変換器と、
前記第1のD/A変換器と前記第2のD/A変換器との間に接続されて前記制御部からの信号によりオン−オフする第4のスイッチとを有することを特徴とする請求項2又は3に記載の逐次比較型A/D変換器。 The D / A converter is
A first D / A converter that determines upper N bits (N is an arbitrary integer) of a digital signal corresponding to the analog input signal;
A second D / A converter including the resistor ladder for determining lower M bits (M is an arbitrary integer) of a digital signal corresponding to the analog input signal;
4. A fourth switch connected between the first D / A converter and the second D / A converter and turned on and off by a signal from the control unit. Item 4. The successive approximation A / D converter according to Item 2 or 3.
前記サンプルフェーズの間に前記D/A変換部から前記比較部に当該比較部内の比較回路のオフセット電圧に対応する電圧を前記抵抗ラダーにて生成して容量に保持し、
前記コンバージョンフェーズでは前記容量に保持した電荷により前記比較回路のオフセット電圧をキャンセルし、
前記制御部が、前記D/A変換部に制御コードを出力して前記D/A変換部から出力される信号電圧を順次変更し、前記比較回路から出力される信号の極性の変化の有無を検出するとそのときの制御コードを記憶部に記憶し、
前記サンプルフェーズの間に前記制御コードを前記D/A変換部に出力して、前記D/A変換部で前記比較回路のオフセット電圧に対応する電圧を生成する
ことを特徴とする逐次比較型A/D変換器の駆動方法。 A successive approximation A / D that includes a D / A conversion unit including a resistance ladder, a comparison unit, and a control unit, and alternately executes a sample phase and a conversion phase to determine a digital code corresponding to an analog input signal. In the driving method of the converter,
During the sample phase, a voltage corresponding to the offset voltage of the comparison circuit in the comparison unit is generated from the D / A conversion unit to the comparison unit by the resistor ladder and held in the capacitor.
In the conversion phase, the offset voltage of the comparison circuit is canceled by the charge held in the capacitor ,
The control unit outputs a control code to the D / A conversion unit, sequentially changes the signal voltage output from the D / A conversion unit, and determines whether or not the polarity of the signal output from the comparison circuit has changed. When detected, the control code at that time is stored in the storage unit,
The successive approximation type A , wherein the control code is output to the D / A converter during the sample phase, and the D / A converter generates a voltage corresponding to the offset voltage of the comparison circuit. / D converter driving method.
前記アナログ入力信号に対応するデジタル信号の上位Nビット(Nは任意の整数)を決定する第1のD/A変換器と、
前記アナログ入力信号に対応するデジタル信号の下位Mビット(Mは任意の整数)を決定する、前記抵抗ラダーを含む第2のD/A変換器と、
前記第1のD/A変換器と前記第2のD/A変換器との間に接続されて前記制御部からの信号によりオン−オフするスイッチ素子とを有し、
前記制御部は前記サンプルフェーズの間に前記アナログ入力信号を前記第1のD/A変換器にサンプリングするとともに、前記第2のD/A変換器を制御して前記比較回路のオフセット電圧に対応する電圧を生成することを特徴とすることを特徴とする
請求項8に記載の逐次比較型A/D変換器の駆動方法。 The D / A converter is
A first D / A converter that determines upper N bits (N is an arbitrary integer) of a digital signal corresponding to the analog input signal;
A second D / A converter including the resistor ladder for determining lower M bits (M is an arbitrary integer) of a digital signal corresponding to the analog input signal;
A switch element connected between the first D / A converter and the second D / A converter and turned on and off by a signal from the control unit;
The control unit samples the analog input signal to the first D / A converter during the sample phase and controls the second D / A converter to cope with the offset voltage of the comparison circuit. It is characterized by generating a voltage to
The method for driving a successive approximation A / D converter according to claim 8 .
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