JP6792436B2 - Incremental Delta-Sigma AD Modulator and Incremental Delta-Sigma AD Converter - Google Patents

Incremental Delta-Sigma AD Modulator and Incremental Delta-Sigma AD Converter Download PDF

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Description

本発明は、インクリメンタル型デルタシグマAD変調器およびインクリメンタル型デルタシグマAD変換器に関する。 The present invention relates to an incremental delta-sigma AD modulator and an incremental delta-sigma AD converter.

従来、複数の積分回路を有し、アナログ信号をデジタル信号に変換するAD変換器において、予め定められた時間間隔で積分回路に蓄積された電荷をリセットするインクリメンタル型デルタシグマ変調器およびインクリメンタル型デルタシグマAD変換器が知られていた(例えば、特許文献1および2参照)。
特許文献1 国際公開第2013/136676号
特許文献2 特開2016−131366号公報
Conventionally, in an AD converter having a plurality of integrating circuits and converting an analog signal into a digital signal, an incremental delta sigma modulator and an incremental delta that reset the electric charge accumulated in the integrating circuit at predetermined time intervals. Sigma AD converters have been known (see, for example, Patent Documents 1 and 2).
Patent Document 1 International Publication No. 2013/136676 Patent Document 2 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2016-131366

このようなインクリメンタル型デルタシグマ変調器およびインクリメンタル型デルタシグマAD変換器は、サンプルホールド回路を前段に設けて広帯域化せることが知られている。しかしながら、サンプルホールド回路に用いるスイッチトキャパシタ等は、インクリメンタル型デルタシグマ変調器またはインクリメンタル型デルタシグマAD変換器がデジタル信号を出力する周波数と比較して、より高い周波数で動作させるため、消費電力が増加していた。したがって、広帯域かつ低消費電力のインクリメンタル型デルタシグマ変調器およびインクリメンタル型デルタシグマAD変換器が望まれていた。 It is known that such an incremental delta-sigma modulator and an incremental delta-sigma AD converter are provided with a sample hold circuit in the front stage to widen the bandwidth. However, the switched capacitor or the like used in the sample hold circuit operates at a higher frequency than the frequency at which the incremental delta-sigma modulator or the incremental delta-sigma AD converter outputs a digital signal, so that the power consumption increases. Was. Therefore, a wideband and low power consumption incremental delta-sigma modulator and an incremental delta-sigma AD converter have been desired.

本発明の第1の態様においては、複数のスイッチトキャパシタを有し、入力信号をサンプリングするサンプルホールド部と、アナログ積分器を有し、サンプルホールド部がサンプリングした入力信号に基づくアナログ信号を積分するアナログ積分部と、アナログ積分部の出力信号を量子化する量子化部と、予め定められたトラッキング周期において複数のスイッチトキャパシタに入力信号をそれぞれ充電させ、予め定められたコンバージョン周期において複数のスイッチトキャパシタに充電した電荷をアナログ積分部に順次転送させる制御部と、を備え、制御部は、コンバージョン周期において、複数のスイッチトキャパシタのうち、少なくとも1つのスイッチトキャパシタに対する次のトラッキング周期のための入力信号の充電動作を、少なくとも1つのスイッチトキャパシタからアナログ積分部への転送動作が終了した後に開始させる、インクリメンタル型デルタシグマAD変調器およびインクリメンタル型デルタシグマAD変換器を提供する。 In the first aspect of the present invention, a sample hold unit having a plurality of switched capacitors and sampling an input signal and an analog integrator are provided, and the sample hold unit integrates an analog signal based on the sampled input signal. An analog integrating unit, a quantization unit that quantizes the output signal of the analog integrating unit, and a plurality of switched capacitors are charged with input signals in a predetermined tracking cycle, and a plurality of switched capacitors are charged in a predetermined conversion cycle. The control unit includes a control unit that sequentially transfers the charged charge to the analog integration unit, and the control unit receives an input signal for the next tracking cycle for at least one switched capacitor among the plurality of switched capacitors in the conversion cycle. Provided are an incremental delta sigma AD modulator and an incremental delta sigma AD converter, which start a charging operation after the transfer operation from at least one switched capacitor to the analog integrating unit is completed.

なお、上記の発明の概要は、本発明の特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。 The outline of the above invention does not list all the features of the present invention. Sub-combinations of these feature groups can also be inventions.

本実施形態に係るインクリメンタル型デルタシグマAD変換器100のブロック図の一例を示す。An example of a block diagram of the incremental delta-sigma AD converter 100 according to the present embodiment is shown. 本実施形態に係るサンプルホールド部110およびDA変換部160の構成例を示す。A configuration example of the sample hold unit 110 and the DA conversion unit 160 according to the present embodiment is shown. 本実施形態に係るアナログ積分部130の構成例を示す。A configuration example of the analog integrator 130 according to the present embodiment is shown. 本実施形態に係るフィードフォワード部140の構成例を示す。A configuration example of the feedforward unit 140 according to the present embodiment is shown. 本実施形態に係るインクリメンタル型デルタシグマAD変換器100の各部における信号波形の一例を示す。An example of the signal waveform in each part of the incremental delta-sigma AD converter 100 according to the present embodiment is shown. 本実施形態に係る制御部180が、インクリメンタル型デルタシグマAD変換器100の消費電力を低減させる制御を実行した場合の信号波形の第1例を示す。A first example of a signal waveform when the control unit 180 according to the present embodiment performs control to reduce the power consumption of the incremental delta-sigma AD converter 100 is shown. 本実施形態に係る制御部180が、インクリメンタル型デルタシグマAD変換器100の消費電力を低減させる制御を実行した場合の信号波形の第2例を示す。A second example of a signal waveform when the control unit 180 according to the present embodiment performs control to reduce the power consumption of the incremental delta-sigma AD converter 100 is shown. 本実施形態に係る制御部180が、インクリメンタル型デルタシグマAD変換器100の消費電力を低減させる制御を実行した場合の信号波形の第3例を示す。A third example of a signal waveform when the control unit 180 according to the present embodiment performs control to reduce the power consumption of the incremental delta-sigma AD converter 100 is shown. 本実施形態に係る制御部180が、インクリメンタル型デルタシグマAD変換器100の消費電力を低減させる制御を実行した場合の信号波形の第4例を示す。A fourth example of a signal waveform when the control unit 180 according to the present embodiment performs control to reduce the power consumption of the incremental delta-sigma AD converter 100 is shown.

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。 Hereinafter, the present invention will be described through embodiments of the invention, but the following embodiments do not limit the inventions claimed in the claims. Also, not all combinations of features described in the embodiments are essential to the means of solving the invention.

図1は、本実施形態に係るインクリメンタル型デルタシグマAD変換器100のブロック図の一例を示す。インクリメンタル型デルタシグマAD変換器100は、内部回路を略一定の周期でリセットしつつ、入力するアナログ信号をデジタル信号に変換する。インクリメンタル型デルタシグマAD変換器100は、入力端子10と、インクリメンタル型デルタシグマAD変調器20と、デジタル演算部30と、出力端子40とを備える。 FIG. 1 shows an example of a block diagram of the incremental delta-sigma AD converter 100 according to the present embodiment. The incremental type delta-sigma AD converter 100 converts the input analog signal into a digital signal while resetting the internal circuit at a substantially constant cycle. The incremental type delta sigma AD converter 100 includes an input terminal 10, an incremental type delta sigma AD modulator 20, a digital arithmetic unit 30, and an output terminal 40.

入力端子10は、入力信号Ainを入力する。入力信号Ainは、アナログ信号でよい。入力端子10は、シングルエンド入力でよく、これに代えて、差動入力であってもよい。入力端子10が差動入力の場合、当該入力端子10は、正側入力から正側信号AINPが、負側入力から負側信号AINNが入力する。入力端子10は、入力した入力信号Ainをインクリメンタル型デルタシグマAD変調器20に供給する。 The input terminal 10 inputs an input signal A in . The input signal A in may be an analog signal. The input terminal 10 may be a single-ended input, and may be a differential input instead. When the input terminal 10 is a differential input, the positive side signal AINP is input from the positive side input and the negative side signal AINN is input from the negative side input to the input terminal 10. The input terminal 10 supplies the input input signal A in to the incremental delta-sigma AD modulator 20.

インクリメンタル型デルタシグマAD変調器20は、アナログ入力信号を略一定の変換サイクルでデジタル値へ変換し、1変換サイクル毎にアナログ入力信号に対応するシリアルデジタルコードを出力する。インクリメンタル型デルタシグマAD変調器20は、例えば、クロック信号等に同期してアナログ入力信号を複数サンプルし、複数のサンプル毎にデジタル値に変換して出力する。ここで、1変換サイクルに対するサンプリング数をオーバーサンプリング比Nとする。即ち、シリアルデジタルコードに含まれるデジタルコードの数は、オーバーサンプリング比Nに等しくなる。 The incremental type delta-sigma AD modulator 20 converts an analog input signal into a digital value in a substantially constant conversion cycle, and outputs a serial digital code corresponding to the analog input signal in each conversion cycle. The incremental type delta-sigma AD modulator 20 samples a plurality of analog input signals in synchronization with a clock signal or the like, converts each of the plurality of samples into a digital value, and outputs the sample. Here, the number of samplings for one conversion cycle is defined as the oversampling ratio N. That is, the number of digital codes included in the serial digital code is equal to the oversampling ratio N.

デジタル演算部30は、インクリメンタル型デルタシグマAD変調器20の出力をデジタル処理する。デジタル演算部30は、例えば、デジタル処理の一部として、インクリメンタル型デルタシグマAD変調器20の出力を積算してデジタル値を出力する。デジタル演算部30は、一例として、デジタル積分部を有し、当該デジタル積分部がデジタルコードを積算して対応するデジタル値を演算してよい。デジタル演算部30は、クロック信号と同期してデジタル値を演算してよい。 The digital arithmetic unit 30 digitally processes the output of the incremental delta-sigma AD modulator 20. The digital arithmetic unit 30 integrates the outputs of the incremental delta-sigma AD modulator 20 and outputs a digital value, for example, as a part of digital processing. As an example, the digital calculation unit 30 may have a digital integration unit, and the digital integration unit may integrate digital codes to calculate a corresponding digital value. The digital calculation unit 30 may calculate a digital value in synchronization with the clock signal.

また、デジタル演算部30は、例えば、デジタル処理の一部として、インクリメンタル型デルタシグマAD変調器20の出力をフィルタリングする。デジタル演算部30は、一例として、ローパスフィルタを有し、インクリメンタル型デルタシグマAD変調器20で発生する量子化ノイズ等を低減させる。また、デジタル演算部30は、デシメーションフィルタを有し、サンプリング周波数を低減させてもよい。デジタル演算部30は、演算結果のデジタル値を当該インクリメンタル型デルタシグマAD変換器100の変換結果として出力端子40から出力する。 Further, the digital arithmetic unit 30 filters the output of the incremental delta-sigma AD modulator 20 as, for example, as a part of digital processing. As an example, the digital arithmetic unit 30 has a low-pass filter and reduces quantization noise and the like generated by the incremental delta-sigma AD modulator 20. Further, the digital calculation unit 30 may have a decimation filter to reduce the sampling frequency. The digital calculation unit 30 outputs the digital value of the calculation result from the output terminal 40 as the conversion result of the incremental type delta-sigma AD converter 100.

インクリメンタル型デルタシグマAD変調器20は、サンプルホールド部110と、加算部120と、アナログ積分部130と、フィードフォワード部140と、量子化部150と、DA変換部160と、リセット部170と、制御部180と、を備える。 The incremental delta-sigma AD modulator 20 includes a sample hold unit 110, an addition unit 120, an analog integration unit 130, a feedforward unit 140, a quantization unit 150, a DA conversion unit 160, a reset unit 170, and the like. It includes a control unit 180.

サンプルホールド部110は、入力するアナログ信号の振幅値をサンプリングして、サンプリングした値を保持(ホールド)する。サンプルホールド部110は、クロック信号等に同期して、サンプリングおよびホールドを繰り返す。ここで、クロック信号の周波数は、入力信号の周波数と比較して数倍から数十倍程度以上の周波数であることが望ましく、この場合、サンプルホールド部110は、入力するアナログ信号をオーバーサンプリングすることになる。なお、このようなクロック信号は、当該インクリメンタル型デルタシグマAD変換器100の内部または外部に設けられたクロック信号発生部で発生し、当該インクリメンタル型デルタシグマAD変換器100の内部の各部に供給される。 The sample hold unit 110 samples the amplitude value of the input analog signal and holds (holds) the sampled value. The sample hold unit 110 repeats sampling and holding in synchronization with a clock signal or the like. Here, it is desirable that the frequency of the clock signal is several times to several tens of times higher than the frequency of the input signal. In this case, the sample hold unit 110 oversamples the input analog signal. It will be. It should be noted that such a clock signal is generated in a clock signal generator provided inside or outside the incremental delta-sigma AD converter 100, and is supplied to each part inside the incremental delta-sigma AD converter 100. To.

図1は、サンプルホールド部110が入力するアナログ信号Ainをサンプリングし、ホールドした値を出力する例を示す。サンプルホールド部110は、ホールドした値を加算部120に出力する。サンプルホールド部110については、後述する。 FIG. 1 shows an example in which the analog signal A in input by the sample hold unit 110 is sampled and the held value is output. The sample hold unit 110 outputs the held value to the addition unit 120. The sample hold unit 110 will be described later.

加算部120は、サンプルホールド部110の出力に、インクリメンタル型デルタシグマAD変調器20のフィードバック信号を加算する。加算部120は、例えば、サンプルホールド部110から差動信号を受け取り、当該差動信号の正側の信号および負側の信号に、それぞれ符号の異なるフィードバック信号を加算する。加算部120は、加算結果を、サンプルホールド部がサンプリングした入力信号に基づくアナログ信号として、アナログ積分部130に供給する。 The addition unit 120 adds the feedback signal of the incremental delta-sigma AD modulator 20 to the output of the sample hold unit 110. For example, the addition unit 120 receives a differential signal from the sample hold unit 110, and adds feedback signals having different symbols to the positive side signal and the negative side signal of the differential signal. The addition unit 120 supplies the addition result to the analog integration unit 130 as an analog signal based on the input signal sampled by the sample hold unit.

アナログ積分部130は、アナログ積分器を有し、加算部120から受け取ったアナログ信号を積分する。アナログ積分部130は、複数のアナログ積分器を有してよい。アナログ積分部130は、積分した結果をフィードフォワード部140に供給する。アナログ積分部130については、後述する。 The analog integrator 130 has an analog integrator and integrates the analog signal received from the adder 120. The analog integrator 130 may have a plurality of analog integrators. The analog integrating unit 130 supplies the integrated result to the feedforward unit 140. The analog integrator 130 will be described later.

フィードフォワード部140は、入力信号を量子化部150へと伝達する。また、フィードフォワード部140は、アナログ積分部130のアナログ積分器が出力する信号を、量子化部150へと伝達する。フィードフォワード部140については、後述する。 The feedforward unit 140 transmits the input signal to the quantization unit 150. Further, the feedforward unit 140 transmits the signal output by the analog integrator of the analog integrator unit 130 to the quantization unit 150. The feedforward unit 140 will be described later.

量子化部150は、アナログ積分部130の出力信号を量子化する。量子化部150は、例えば、フィードフォワード部140が伝達する信号を重畳したアナログ積分部130の出力信号Aerrを量子化する。量子化部150は、内部または外部から供給されるクロック信号等に応じて、アナログ積分部130の積分結果を量子化し、積分結果に応じたビットストリームを出力する。量子化部150は、1ビット量子化器またはマルチビット量子化器として機能してよい。 The quantization unit 150 quantizes the output signal of the analog integration unit 130. The quantization unit 150 quantizes, for example, the output signal Airr of the analog integration unit 130 on which the signal transmitted by the feedforward unit 140 is superimposed. The quantization unit 150 quantizes the integration result of the analog integration unit 130 according to a clock signal or the like supplied from the inside or the outside, and outputs a bit stream according to the integration result. The quantizer 150 may function as a 1-bit quantizer or a multi-bit quantizer.

例えば、量子化部150として1ビット量子化器を用いた場合、ビットストリームは、予め定められた数の1ビットデータ(デジタルコード)の列(シリアルデジタルコード)となる。ここで、当該デジタルコードを積算した値は、入力信号Ainの振幅値に比例または略一致するデジタル値となる。量子化部150は、クロック信号毎に、出力信号Aerrおよび予め定められた閾値を比較し、当該閾値を超えたか否かに応じて、当該出力信号Aerrを1または0のデジタルコードに変換してよい。 For example, when a 1-bit quantizer is used as the quantization unit 150, the bit stream becomes a sequence (serial digital code) of a predetermined number of 1-bit data (digital code). Here, the value obtained by integrating the digital codes is a digital value that is proportional to or substantially matches the amplitude value of the input signal A in . The quantization unit 150 compares the output signal Airr with a predetermined threshold value for each clock signal, and converts the output signal Airr into a digital code of 1 or 0 depending on whether or not the threshold value is exceeded. You can do it.

また、例えば、量子化部150としてMビット量子化器を用いた場合、ビットストリームは、予め定められた数のMビットデータ(デジタルコード)の列(シリアルデジタルコード)となる。ここで、当該デジタルコードを積算した値が入力信号Ainの振幅値に比例または略一致するデジタル値となる。量子化部150は、クロック信号毎に、Mビット分の比較器により出力信号Aerrおよび予め定められたMビットの閾値を比較し、各比較器が当該閾値を超えたか否かに応じて、当該出力信号AerrをMビットのデジタルコードに変換してよい。 Further, for example, when an M-bit quantizer is used as the quantization unit 150, the bit stream becomes a sequence (serial digital code) of a predetermined number of M-bit data (digital codes). Here, the value obtained by integrating the digital codes becomes a digital value that is proportional to or substantially matches the amplitude value of the input signal A in . The quantization unit 150 compares the output signal Airr and the predetermined M-bit thresholds with a comparator for M bits for each clock signal, and determines whether or not each comparator exceeds the threshold. The output signal A err may be converted into an M-bit digital code.

即ち、インクリメンタル型デルタシグマAD変調器20は、入力信号Ainを一定の変換サイクル毎にデジタル値へ変換するが、量子化部150は、1変換サイクルよりも速いクロック信号等に応じて、入力信号Ainに対応するシリアルデジタルコードを出力する。このように、クロック信号に同期した複数のサンプル毎に、入力信号Ainはデジタル値へ変換される。1変換サイクルに対するサンプリング数をオーバーサンプリング比Nとすると、シリアルデジタルコードに含まれるデジタルコードの数は、オーバーサンプリング比Nに等しくなる。 That is, the incremental type delta-sigma AD modulator 20 converts the input signal A in into a digital value at a constant conversion cycle, but the quantization unit 150 inputs the input signal A in according to a clock signal or the like faster than one conversion cycle. The serial digital code corresponding to the signal A in is output. In this way, the input signal A in is converted into a digital value for each of the plurality of samples synchronized with the clock signal. Assuming that the number of samplings for one conversion cycle is the oversampling ratio N, the number of digital codes included in the serial digital code is equal to the oversampling ratio N.

例えば、インクリメンタル型デルタシグマAD変調器20のオーバーサンプリング比Nが60の場合、量子化部150は、1変換サイクル毎に60個のデジタルコードを含むシリアルデジタルコードを出力する。量子化部150は、量子化したデジタル信号YをDA変換部160に供給する。また、量子化部150は、量子化したデジタル信号Yをインクリメンタル型デルタシグマAD変調器20の出力として、デジタル演算部30に供給する。 For example, when the oversampling ratio N of the incremental delta-sigma AD modulator 20 is 60, the quantization unit 150 outputs a serial digital code including 60 digital codes in each conversion cycle. The quantization unit 150 supplies the quantized digital signal Y to the DA conversion unit 160. Further, the quantization unit 150 supplies the quantized digital signal Y as the output of the incremental type delta-sigma AD modulator 20 to the digital calculation unit 30.

DA変換部160は、量子化部150の出力をDA変換してアナログ積分部130にフィードバックするフィードバック信号を出力する。DA変換部160は、量子化部150が出力するデジタル信号Yを、対応するアナログ信号にDA変換し、変換したアナログ信号をフィードバック信号として加算部120に供給する。DA変換部160は、クロック信号と同期して、デジタル信号Yをアナログ信号に変換してよい。 The DA conversion unit 160 DA-converts the output of the quantization unit 150 and outputs a feedback signal to be fed back to the analog integration unit 130. The DA conversion unit 160 DA-converts the digital signal Y output by the quantization unit 150 into a corresponding analog signal, and supplies the converted analog signal to the addition unit 120 as a feedback signal. The DA conversion unit 160 may convert the digital signal Y into an analog signal in synchronization with the clock signal.

リセット部170は、予め定められた第1周期でアナログ積分部130が保持する積分値をリセットする。リセット部170は、デジタル演算部30のデジタルフィルタ等を更にリセットしてもよい。リセット部170は、当該インクリメンタル型デルタシグマAD変調器20が入力信号Ainをデジタル値に変換する毎に、アナログ積分部130およびデジタル演算部30をリセットしてよい。リセット部170は、一例として、デジタル値への1変換サイクル(第1周期)毎に、アナログ積分部130およびデジタル演算部30にリセット信号を供給してそれぞれリセットする。 The reset unit 170 resets the integrated value held by the analog integrating unit 130 in a predetermined first cycle. The reset unit 170 may further reset the digital filter or the like of the digital calculation unit 30. The reset unit 170 may reset the analog integrator 130 and the digital arithmetic unit 30 each time the incremental delta-sigma AD modulator 20 converts the input signal A in into a digital value. As an example, the reset unit 170 supplies a reset signal to the analog integrator unit 130 and the digital arithmetic unit 30 to reset each of the conversion cycles (first cycle) to the digital value.

制御部180は、サンプルホールド部110の動作を制御する。また、制御部180は、アナログ積分部130およびフィードフォワード部140の動作を制御してもよい。制御部180は、内部または外部から供給されるクロック信号等に応じて、インクリメンタル型デルタシグマAD変調器20の制御動作を実行してよい。制御部180の制御動作については後述する。 The control unit 180 controls the operation of the sample hold unit 110. Further, the control unit 180 may control the operation of the analog integration unit 130 and the feedforward unit 140. The control unit 180 may execute the control operation of the incremental delta-sigma AD modulator 20 according to a clock signal or the like supplied from the inside or the outside. The control operation of the control unit 180 will be described later.

以上のように、本実施形態に係るインクリメンタル型デルタシグマAD変換器100は、リセット部170によるアナログ積分部130およびデジタル演算部30のリセットと、入力信号Ainのデジタル出力への変換とを、クロック信号に同期して繰り返す。なお、インクリメンタル型デルタシグマAD変換器100は、リセット部170によるリセット動作が無ければ、デルタシグマAD変換器として動作してよい。 As described above, the incremental type delta-sigma AD converter 100 according to the present embodiment resets the analog integrating unit 130 and the digital arithmetic unit 30 by the reset unit 170, and converts the input signal A in to the digital output. Repeat in synchronization with the clock signal. The incremental delta-sigma AD converter 100 may operate as a delta-sigma AD converter if there is no reset operation by the reset unit 170.

図2は、本実施形態に係るサンプルホールド部110およびDA変換部160の構成例を示す。図2に示すサンプルホールド部110およびDA変換部160は、図1に示したサンプルホールド部110のより詳細な構成例を示す。なお、図2は、サンプルホールド部110に差動信号が入力される例を示す。 FIG. 2 shows a configuration example of the sample hold unit 110 and the DA conversion unit 160 according to the present embodiment. The sample hold unit 110 and the DA conversion unit 160 shown in FIG. 2 show a more detailed configuration example of the sample hold unit 110 shown in FIG. Note that FIG. 2 shows an example in which a differential signal is input to the sample hold unit 110.

サンプルホールド部110は、複数のスイッチトキャパシタを含み、インクリメンタル型デルタシグマAD変換器100に入力する入力信号AINPおよびAINNをサンプリングする。サンプルホールド部110は、オーバーサンプリング比Nと略同一の数のスイッチトキャパシタを含んでよい。複数のスイッチトキャパシタは、キャパシタCs1pjと、キャパシタCs1njと、各キャパシタの前段および後段に切換スイッチをそれぞれ有する。なお、jは、1からmまでの自然数とし、mは、オーバーサンプリング比Nと略同一の値とする。 The sample hold unit 110 includes a plurality of switched capacitors and samples the input signals AINP and AINN to be input to the incremental delta-sigma AD converter 100. The sample hold unit 110 may include substantially the same number of switched capacitors as the oversampling ratio N. The plurality of switched capacitors have a capacitor C s1pj , a capacitor C s1nj, and a changeover switch in the front stage and the rear stage of each capacitor, respectively. In addition, j is a natural number from 1 to m, and m is a value substantially the same as the oversampling ratio N.

キャパシタCs1pjの前段のスイッチは、キャパシタCs1pjの一方の端子を、アナログ信号AINPが入力する入力端子および基準電位のいずれかに切り換える。また、キャパシタCs1pjの後段のスイッチは、キャパシタCs1pjの他方の端子を、基準電位および加算部120のいずれかに切り換える。ここで、基準電位は、予め定められた電位でよく、一例として0Vである。 The switch in the previous stage of the capacitor C s1pj switches one terminal of the capacitor C s1pj to either an input terminal input by the analog signal AINP or a reference potential. Further , the switch in the subsequent stage of the capacitor C s1pj switches the other terminal of the capacitor C s1pj to either the reference potential or the addition unit 120. Here, the reference potential may be a predetermined potential, and is 0 V as an example.

同様に、キャパシタCs1njの前段のスイッチは、キャパシタCs1njの一方の端子を、アナログ信号AINNが入力する入力端子および基準電位のいずれかに切り換える。また、キャパシタCs1njの後段のスイッチは、キャパシタCs1njの他方の端子を、基準電位および加算部120のいずれかに切り換える。 Similarly, the switch in the previous stage of the capacitor C s1nj switches one terminal of the capacitor C s1nj to either an input terminal input by the analog signal AINN or a reference potential. Further , the switch in the subsequent stage of the capacitor C s1nj switches the other terminal of the capacitor C s1nj to either the reference potential or the addition unit 120.

制御部180は、このようなサンプルホールド部110の複数のスイッチトキャパシタに信号φtをそれぞれ供給して制御する。制御部180は、例えば、第1タイミング(一例として、信号φtがハイ電位)において、キャパシタCs1pjの一方の端子を入力端子AINPに接続させ、他方の端子を基準電位に接続させて、正側のアナログ入力信号を充電する。この場合、制御部180は、第1タイミングにおいて、キャパシタCs1njの一方の端子を入力端子AINNに接続させ、他方の端子を基準電位に接続させて、負側のアナログ入力信号を充電する。 The control unit 180 supplies and controls the signal φt to each of the plurality of switched capacitors of the sample hold unit 110. For example, at the first timing (for example, the signal φt has a high potential), the control unit 180 connects one terminal of the capacitor C s1pj to the input terminal AINP and connects the other terminal to the reference potential on the positive side. Charges the analog input signal of. In this case, at the first timing, the control unit 180 connects one terminal of the capacitor C s1nj to the input terminal AINN and connects the other terminal to the reference potential to charge the analog input signal on the negative side.

本実施形態において、このような第1タイミングを、トラッキング周期とする。即ち、制御部180は、予め定められたトラッキング周期において複数のスイッチトキャパシタに入力信号をそれぞれ充電させる。 In the present embodiment, such a first timing is defined as a tracking cycle. That is, the control unit 180 charges the plurality of switched capacitors with input signals in a predetermined tracking cycle.

また、制御部180は、j番目のキャパシタCs1njを、トラッキング周期からj番目にずれたタイミング(信号φijがハイ電位)において、一方の端子を基準電位に接続させ、他方の端子を加算部120に接続させ、充電した正側のアナログ入力信号をアナログ積分部130へと順次放電する。同様に、制御部180は、j番目のキャパシタCs1pjを、第1タイミングからj番目にずれたタイミングにおいて、一方の端子を基準電位に接続させ、他方の端子を加算部120に接続させ、充電した負側のアナログ入力信号をアナログ積分部130へと順次放電する。 Further, the control unit 180 connects the j-th capacitor Cs1nj to the reference potential at the timing deviated from the tracking cycle by the j-th (the signal φij is a high potential), and connects the other terminal to the addition unit 120. The charged positive analog input signal is sequentially discharged to the analog integrating unit 130. Similarly, the control unit 180 connects the j-th capacitor C s1pj to the reference potential at the timing deviated from the first timing by the j-th timing, and connects the other terminal to the addition unit 120 to charge the capacitor. The negative analog input signal is sequentially discharged to the analog integrating unit 130.

本実施形態において、このように制御部180が複数のスイッチトキャパシタを放電させるタイミングを、コンバージョン周期とする。即ち、制御部180は、予め定められたコンバージョン周期において複数のスイッチトキャパシタに充電した電荷をアナログ積分部130に順次転送させる。ここで、1変換サイクル(第1周期)は、トラッキング周期およびコンバージョン周期の和である。また、複数のスイッチトキャパシタは、第1周期において、N回のサンプリングを実行し、N回のサンプリング結果を出力してよい。また、サンプルホールド部110は、第1周期に対するサンプリング数の比であるオーバーサンプリング比Nと、同数のスイッチトキャパシタを有してよい。この場合、N個のスイッチトキャパシタは、アナログ積分部130への電荷の転送動作を、コンバージョン周期内で完了させるように、順次実行してよい。 In the present embodiment, the timing at which the control unit 180 discharges the plurality of switched capacitors is defined as the conversion cycle. That is, the control unit 180 sequentially transfers the charges charged in the plurality of switched capacitors to the analog integration unit 130 in a predetermined conversion cycle. Here, one conversion cycle (first cycle) is the sum of the tracking cycle and the conversion cycle. Further, the plurality of switched capacitors may execute sampling N times in the first cycle and output the sampling result N times. Further, the sample hold unit 110 may have the same number of switched capacitors as the oversampling ratio N, which is the ratio of the number of samples to the first period. In this case, the N switched capacitors may sequentially execute the charge transfer operation to the analog integrator 130 so as to complete the charge transfer operation within the conversion cycle.

制御部180は、一例として、複数のスイッチトキャパシタを、第1クロックにおいてそれぞれアナログ入力信号を充電させ、第1クロック以降の対応するクロック信号に応じて、充電したアナログ入力信号をアナログ積分部130へと順次放電させる。これにより、サンプルホールド部110は、第1クロックにおいて複数のスイッチトキャパシタがサンプリングした略同一のアナログ値を、第1クロック以降においてアナログ積分部130へと順次供給することができる。即ち、サンプルホールド部110は、アナログ信号が高速に変化しても、一のタイミングの値を保持してデジタル値へと変換することができる。 As an example, the control unit 180 charges a plurality of switched capacitors with analog input signals in the first clock, and transfers the charged analog input signals to the analog integrating unit 130 according to the corresponding clock signals after the first clock. And discharge sequentially. As a result, the sample hold unit 110 can sequentially supply substantially the same analog values sampled by the plurality of switched capacitors in the first clock to the analog integrator unit 130 in the first clock and thereafter. That is, even if the analog signal changes at high speed, the sample hold unit 110 can hold the value at one timing and convert it into a digital value.

DA変換部160は、第1基準電圧REFPと、第2基準電圧REFNと、キャパシタCfbpと、キャパシタCfbnと、第1スイッチ部162と、第2スイッチ部164と、第3スイッチ部166と、を有する。第1基準電圧REFPおよび第2基準電圧REFNは、絶対値が略同一の電圧値を有し、極性が互いに逆となる電圧をそれぞれ出力する。一例として、第1基準電圧REFPは、正極性の電圧を出力し、第2基準電圧REFNは、負極性の電圧を出力する。 The DA conversion unit 160 includes a first reference voltage REFP, a second reference voltage REFN, a capacitor C fbp , a capacitor C fbn , a first switch unit 162, a second switch unit 164, and a third switch unit 166. Has. The first reference voltage REFP and the second reference voltage REFN output voltages having substantially the same absolute value and opposite polarities. As an example, the first reference voltage REFP outputs a positive voltage, and the second reference voltage REFN outputs a negative voltage.

第1スイッチ部162は、キャパシタCfbpの一方の端子を、第1基準電圧REFPおよび基準電位のいずれかに切り換える。また、第1スイッチ部162は、キャパシタCfbnの一方の端子を、第2基準電圧REFNおよび基準電位のいずれかに切り換える。例えば、制御部180が供給する信号φsがハイ電位のタイミングにおいて、キャパシタCfbpの一方の端子は第1基準電圧REFPに接続し、キャパシタCfbnの一方の端子は第2基準電圧REFNに接続する。この場合、制御部180が供給する信号φiがハイ電位のタイミングにおいて、キャパシタCfbpの一方の端子およびキャパシタCfbnの一方の端子は、基準電位に接続する。 The first switch unit 162 switches one terminal of the capacitor C fbp to either the first reference voltage REFP or the reference potential. Further, the first switch unit 162 switches one terminal of the capacitor C fbn to either the second reference voltage REFN or the reference potential. For example, the signal φs supplies control unit 180 is in the timing of the high-potential, one terminal of the capacitor C fbp connected to a first reference voltage REFP, one terminal of the capacitor C fbn connected to the second reference voltage REFN .. In this case, the timing of the control unit 180 is signal φi is high potential supplied, one terminal of one terminal and the capacitor C fbn capacitor C fbp, connected to a reference potential.

第2スイッチ部164は、キャパシタCfbpおよびキャパシタCfbnの他方の端子を、基準電位に接続するか否かを切り換える。第2スイッチ部164は、例えば、信号φsがハイ電位のタイミングにおいて、キャパシタCfbpおよびキャパシタCfbnの他方の端子は基準電位に接続し、信号φiがハイ電位のタイミングにおいて、当該他方の端子および基準電位の電気的接続を切断する。制御部180は、第1スイッチ部162および第2スイッチ部164を制御して、信号φsがハイ電位のタイミングにおいて、キャパシタCfbpおよびキャパシタCfbnと対応する基準電圧とをそれぞれ接続し、基準電圧およびキャパシタの容量に応じた電荷を充電する。 The second switch unit 164 switches whether or not to connect the other terminals of the capacitor C fbp and the capacitor C fbn to the reference potential. In the second switch unit 164, for example, when the signal φs has a high potential, the other terminals of the capacitor C fbp and the capacitor C fbn are connected to the reference potential, and when the signal φi has a high potential, the other terminal and the other terminal Disconnect the electrical connection at the reference potential. The control unit 180 controls the first switch unit 162 and the second switch unit 164 to connect the capacitor C fbp and the capacitor C fbn to the corresponding reference voltage at the timing when the signal φs is at a high potential, respectively, and the reference voltage. And charge the charge according to the capacity of the capacitor.

第3スイッチ部166は、キャパシタCfbpおよびキャパシタCfbnの他方の端子を、加算部120に接続するか否かを切り換える。第3スイッチ部166は、例えば、信号φiがハイ電位のタイミングにおいて、キャパシタCfbpおよびキャパシタCfbnの他方の端子を加算部120に接続し、信号φsがハイ電位のタイミングにおいて、当該他方の端子および加算部120の電気的接続を切断する。制御部180は、第3スイッチ部166を制御して、第1基準電圧REFPおよび第2基準電圧REFNに応じてキャパシタCfbpおよびキャパシタCfbnにそれぞれ充電された電荷を加算部120にそれぞれ供給する。 The third switch unit 166 switches whether or not to connect the other terminals of the capacitor C fbp and the capacitor C fbn to the addition unit 120. The third switch unit 166 connects, for example, the other terminals of the capacitor C fbp and the capacitor C fbn to the addition unit 120 at the timing when the signal φi has a high potential, and the other terminal at the timing when the signal φs has a high potential. And disconnect the electrical connection of the adder 120. The control unit 180 controls the third switch unit 166 to supply the charges charged to the capacitor C fbp and the capacitor C fbn to the addition unit 120 according to the first reference voltage REFP and the second reference voltage REFN, respectively. ..

また、第3スイッチ部166は、量子化部150から供給されるデジタル信号Yに応じて、キャパシタCfbpおよびキャパシタCfbnの他方の端子の接続先を切り換える。ここで、キャパシタCfbpおよびキャパシタCfbnの接続先である加算部120は、サンプルホールド部110から受け取る差動信号に対応して、当該差動信号の正側信号および負側信号にそれぞれフィードバック信号を伝送する経路を有する。 Further, the third switch unit 166 switches the connection destination of the other terminal of the capacitor C fbp and the capacitor C fbn according to the digital signal Y supplied from the quantization unit 150. Here, the addition unit 120, which is the connection destination of the capacitor C fbp and the capacitor C fbn , corresponds to the differential signal received from the sample hold unit 110, and feeds back signals to the positive side signal and the negative side signal of the differential signal, respectively. Has a path to transmit.

第3スイッチ部166は、例えば、デジタル信号Yのデジタルコードが「0」の場合、キャパシタCfbpに充電された第1基準電圧REFPに応じた電荷を、差動信号の正側信号に加算させるように接続を切り換える。この場合、第3スイッチ部166は、キャパシタCfbnに充電された第2基準電圧REFNに応じた電荷を、差動信号の負側信号に加算させるように接続を切り換える。一例として、「0」のデジタルコードに応じて信号φipがハイ電位となった場合、第3スイッチ部166は、当該タイミングにおいて、キャパシタCfbpの他方の端子を正側信号の伝送線路に接続し、キャパシタCfbnの他方の端子を負側信号の伝送線路に接続する。 For example, when the digital code of the digital signal Y is "0", the third switch unit 166 adds a charge corresponding to the first reference voltage REFP charged in the capacitor C fbp to the positive side signal of the differential signal. Switch the connection as follows. In this case, the third switch unit 166 switches the connection so as to add the charge corresponding to the second reference voltage REFN charged in the capacitor C fbn to the negative side signal of the differential signal. As an example, when the signal φip becomes a high potential according to the digital code of “0”, the third switch unit 166 connects the other terminal of the capacitor C fbp to the transmission line of the positive signal at that timing. , The other terminal of the capacitor C fbn is connected to the transmission line of the negative signal.

また、第3スイッチ部166は、例えば、デジタル信号Yのデジタルコードが「1」の場合、キャパシタCfbpに充電された第1基準電圧REFPに応じた電荷を、差動信号の負側信号に加算させるように接続を切り換える。この場合、第3スイッチ部166は、キャパシタCfbnに充電された第2基準電圧REFNに応じた電荷を、差動信号の正側信号に加算させるように接続を切り換える。一例として、「1」のデジタルコードに応じて信号φinがハイ電位となった場合、第3スイッチ部166は、当該タイミングにおいて、キャパシタCfbpの他方の端子を負側信号の伝送線路に接続し、キャパシタCfbnの他方の端子を正側信号の伝送線路に接続する。 Further, for example, when the digital code of the digital signal Y is "1", the third switch unit 166 uses the charge corresponding to the first reference voltage REFP charged in the capacitor C fbp as the negative side signal of the differential signal. Switch the connection to add. In this case, the third switch unit 166 switches the connection so as to add the charge corresponding to the second reference voltage REFN charged in the capacitor C fbn to the positive side signal of the differential signal. As an example, when the signal φin becomes a high potential according to the digital code of “1”, the third switch unit 166 connects the other terminal of the capacitor C fbp to the transmission line of the negative signal at that timing. , The other terminal of the capacitor C fbn is connected to the transmission line of the positive signal.

このように、DA変換部160は、量子化部150が出力するデジタル信号「0」に応じて、正の基準電圧に応じたアナログ信号をフィードバック信号として加算部120に出力し、当該フィードバック信号を差動信号に加算させる。また、DA変換部160は、量子化部150が出力するデジタル信号「1」に応じて、負の基準電圧に応じたアナログ信号をフィードバック信号として加算部120に出力し、当該フィードバック信号を差動信号に加算させる。 In this way, the DA conversion unit 160 outputs an analog signal corresponding to the positive reference voltage as a feedback signal to the addition unit 120 in response to the digital signal “0” output by the quantization unit 150, and outputs the feedback signal to the addition unit 120. Add to the differential signal. Further, the DA conversion unit 160 outputs an analog signal corresponding to the negative reference voltage to the addition unit 120 as a feedback signal according to the digital signal “1” output by the quantization unit 150, and differentially outputs the feedback signal to the addition unit 120. Add to the signal.

以上のように、制御部180は、サンプルホールド部110およびDA変換部160を制御することにより、基準電圧を加算または減算するフィードバック信号を入力するアナログ信号に重畳して、アナログ積分部130に供給する。図2は、加算部120からアナログ積分部130に供給する正側信号をSP、負側信号をSNとした。インクリメンタル型デルタシグマAD変調器20のアナログ積分部130の動作について、次に説明する。 As described above, the control unit 180 controls the sample hold unit 110 and the DA conversion unit 160 to superimpose the feedback signal for adding or subtracting the reference voltage on the input analog signal and supply it to the analog integration unit 130. To do. In FIG. 2, the positive side signal supplied from the addition unit 120 to the analog integration unit 130 is SP, and the negative side signal is SN. The operation of the analog integrator 130 of the incremental delta-sigma AD modulator 20 will be described below.

図3は、本実施形態に係るアナログ積分部130の構成例を示す。図3は、加算部120から正側信号SPおよび負側信号SNによる差動信号がアナログ積分部130に入力する例を示す。アナログ積分部130は、複数のアナログ積分器と、複数のスイッチトキャパシタとを有する。図3に示すアナログ積分部130は、第1アナログ積分器210、第2アナログ積分器220、および第3アナログ積分器230の3つのアナログ積分器を有する例を示す。また、アナログ積分部130は、第1スイッチトキャパシタ240および第2スイッチトキャパシタ245の2つのスイッチトキャパシタを有する例を示す。 FIG. 3 shows a configuration example of the analog integrator 130 according to the present embodiment. FIG. 3 shows an example in which a differential signal from the addition unit 120 by the positive signal SP and the negative signal SN is input to the analog integration unit 130. The analog integrator 130 has a plurality of analog integrators and a plurality of switched capacitors. The analog integrator 130 shown in FIG. 3 shows an example having three analog integrators of a first analog integrator 210, a second analog integrator 220, and a third analog integrator 230. Further, the analog integrator 130 shows an example having two switched capacitors, a first switched capacitor 240 and a second switched capacitor 245.

また、図3は、3つのアナログ積分器が、2つの入力端子と2つの出力端子をそれぞれ有し、差動信号を入力して差動信号を出力する例を示す。なお、アナログ積分器の2つの入力端子のうちの一方を第1入力端子とし、他方を第2入力端子とする。また、アナログ積分器の2つの出力端子のうちの一方を第1出力端子とし、他方を第2出力端子とする。 Further, FIG. 3 shows an example in which three analog integrators have two input terminals and two output terminals, respectively, input a differential signal, and output a differential signal. One of the two input terminals of the analog integrator is the first input terminal, and the other is the second input terminal. Further, one of the two output terminals of the analog integrator is used as the first output terminal, and the other is used as the second output terminal.

アナログ積分器は、アナログ増幅器、帰還キャパシタ、およびリセットスイッチをそれぞれ含む。図3は、第1アナログ積分器210が、第1アナログ増幅器212、正側帰還キャパシタCi1p、負側帰還キャパシタCi1n、正側リセットスイッチ214、および負側リセットスイッチ216を含む例を示す。また、第2アナログ積分器220が、第2アナログ増幅器222、正側帰還キャパシタCi2p、負側帰還キャパシタCi2n、正側リセットスイッチ224、および負側リセットスイッチ226を含み、また、第3アナログ積分器230が、第3アナログ増幅器232、正側帰還キャパシタCi3p、負側帰還キャパシタCi3n、正側リセットスイッチ234、および負側リセットスイッチ236を含む例を示す。 The analog integrator includes an analog amplifier, a feedback capacitor, and a reset switch, respectively. FIG. 3 shows an example in which the first analog integrator 210 includes a first analog amplifier 212, a positive feedback capacitor C i1p , a negative feedback capacitor C i1n , a positive reset switch 214, and a negative reset switch 216. Further, the second analog integrator 220 includes a second analog amplifier 222, a positive feedback capacitor C i2p , a negative feedback capacitor C i2n , a positive reset switch 224, and a negative reset switch 226, and also includes a third analog. An example is shown in which the integrator 230 includes a third analog amplifier 232, a positive feedback capacitor C i3p , a negative feedback capacitor C i3n , a positive reset switch 234, and a negative reset switch 236.

アナログ増幅器は、正側入力端子および負側入力端子に入力される信号を増幅してそれぞれ出力する。アナログ増幅器は、例えば、差動入力型の増幅回路である。また、アナログ増幅器は、シングルエンド出力でよく、これに代えて、差動出力もよい。アナログ増幅器は、一例として、OPアンプである。図3は、第1アナログ増幅器212、第2アナログ増幅器222、および第3アナログ増幅器232、の3つのアナログ積分器が、差動入力および差動出力のアナログ増幅器をそれぞれ含む例を示す。なお、図3において、アナログ増幅器の正側入力端子は、アナログ積分器の第1入力端子に、負側入力端子は、第2入力端子に接続されるものとする。 The analog amplifier amplifies and outputs the signals input to the positive input terminal and the negative input terminal, respectively. The analog amplifier is, for example, a differential input type amplifier circuit. Further, the analog amplifier may have a single-ended output, and instead, a differential output may be used. The analog amplifier is, for example, an OP amplifier. FIG. 3 shows an example in which three analog integrators, a first analog amplifier 212, a second analog amplifier 222, and a third analog amplifier 232, include differential input and differential output analog amplifiers, respectively. In FIG. 3, the positive input terminal of the analog amplifier is connected to the first input terminal of the analog integrator, and the negative input terminal is connected to the second input terminal.

帰還キャパシタのそれぞれは、入力信号に応じた電荷を順次蓄積する。帰還キャパシタは、例えば、1サンプリング毎に、前段から後段へと電荷を順次蓄積する。一例として、正側信号SPに応じて、第1クロックにおいて正側帰還キャパシタCi1pに蓄積された電荷は、次の第2クロックにおいて正側帰還キャパシタCi2pで蓄積され、次の第3クロックにおいて正側帰還キャパシタCi3pで蓄積される。同様に、負側信号SNに応じて、第1クロックにおいて負側帰還キャパシタCi1nに蓄積された電荷は、次の第2クロックにおいて負側帰還キャパシタCi2nで蓄積され、次の第3クロックにおいて負側帰還キャパシタCi3nで蓄積される。 Each of the feedback capacitors sequentially accumulates charges according to the input signal. The feedback capacitor sequentially accumulates electric charges from the front stage to the rear stage for each sampling, for example. As an example, the electric charge accumulated in the positive feedback capacitor C i1p in the first clock according to the positive signal SP is accumulated in the positive feedback capacitor C i2p in the next second clock, and is accumulated in the positive feedback capacitor C i2p in the next third clock. It is stored in the positive feedback capacitor Ci3p . Similarly, according to the negative signal SN, the electric charge accumulated in the negative feedback capacitor C i1n in the first clock is accumulated in the negative feedback capacitor C i2n in the next second clock, and is accumulated in the negative feedback capacitor C i2n in the next third clock. It is stored in the negative feedback capacitor Ci3n .

リセットスイッチは、リセット部170からの指示に応じて、帰還キャパシタに蓄積された電荷を放電させてアナログ積分器をそれぞれリセットする。リセットスイッチは、例えば、リセット部170から供給されるリセット信号に応じて、帰還キャパシタの端子間を接続し、蓄積された電荷を放電させる。図3の例は、リセット部170からの指示に応じて、正側リセットスイッチ214、負側リセットスイッチ216、正側リセットスイッチ224、負側リセットスイッチ226、正側リセットスイッチ234、および負側リセットスイッチ236がそれぞれオン状態に切り換わり、第1アナログ増幅器212、第2アナログ増幅器222、および第3アナログ増幅器232をリセットする。 The reset switch discharges the electric charge accumulated in the feedback capacitor and resets each of the analog integrators in response to an instruction from the reset unit 170. The reset switch connects between the terminals of the feedback capacitor in response to the reset signal supplied from the reset unit 170, for example, and discharges the accumulated charge. In the example of FIG. 3, according to the instruction from the reset unit 170, the positive side reset switch 214, the negative side reset switch 216, the positive side reset switch 224, the negative side reset switch 226, the positive side reset switch 234, and the negative side reset The switches 236 are each switched on to reset the first analog amplifier 212, the second analog amplifier 222, and the third analog amplifier 232.

スイッチトキャパシタは、アナログ積分器の間に設けられ、前段に接続されたアナログ積分器に蓄積された電荷を後段に接続されたアナログ積分器へとそれぞれ伝達する。スイッチトキャパシタは、充放電用のキャパシタと、当該キャパシタの前段および後段に設けられるスイッチを含む。前段のスイッチは、キャパシタの一方の端子の接続先を、スイッチトキャパシタの前段回路および基準電位のいずれかに切り換える。後段のスイッチは、キャパシタの他方の端子の接続先を、スイッチトキャパシタの後段回路および基準電位のいずれかに切り換える。ここで、基準電位は、予め定められた電位でよく、一例として0Vである。 The switched capacitors are provided between the analog integrators and transfer the charges accumulated in the analog integrators connected to the previous stage to the analog integrators connected to the subsequent stages. The switched capacitor includes a capacitor for charging and discharging and switches provided in the front and rear stages of the capacitor. The switch in the previous stage switches the connection destination of one terminal of the capacitor to either the circuit in the previous stage of the switched capacitor or the reference potential. The subsequent switch switches the connection destination of the other terminal of the capacitor to either the subsequent circuit of the switched capacitor or the reference potential. Here, the reference potential may be a predetermined potential, and is 0 V as an example.

スイッチトキャパシタは、例えば、一のクロックにおいて、キャパシタの一方の端子が前段のアナログ積分器に接続され、キャパシタの他方の端子が基準電位と接続されることで、前段に接続されるアナログ積分器の出力電荷を当該キャパシタが充電する。この場合、スイッチトキャパシタは、次のクロックにおいて、キャパシタの一方の端子が基準電位に接続され、キャパシタの他方の端子が後段のアナログ積分器と接続されることで、当該キャパシタが充電した電荷を後段のアナログ積分器へと放電する。 In a switched capacitor, for example, in one clock, one terminal of the capacitor is connected to the analog integrator of the previous stage, and the other terminal of the capacitor is connected to the reference potential, so that the analog integrator connected to the previous stage The capacitor charges the output charge. In this case, in the next clock, the switched capacitor charges the charge charged by the capacitor by connecting one terminal of the capacitor to the reference potential and connecting the other terminal of the capacitor to the analog integrator in the subsequent stage. Discharge to the analog integrator of.

図3は、第1スイッチトキャパシタ240が、第1アナログ積分器210および第2アナログ積分器220の間に接続される例を示す。第1スイッチトキャパシタ240は、前段スイッチ242および後段スイッチ244を用いて、前段の正側帰還キャパシタCi1pに蓄積された電荷を、キャパシタCs2pが充電して、後段の正側帰還キャパシタCi2pへと放電して伝達する。この場合、同様に、第1スイッチトキャパシタ240は、前段の負側帰還キャパシタCi1nに蓄積された電荷を、キャパシタCs2nが充電して、後段の負側帰還キャパシタCi2nへと放電して伝達する。 FIG. 3 shows an example in which the first switched capacitor 240 is connected between the first analog integrator 210 and the second analog integrator 220. The first switched capacitor 240, using the primary switch 242 and secondary switch 244, the charge accumulated in front of the positive-side feedback capacitor C i1p, capacitor C s2p is charged, to the subsequent positive feedback capacitor C i2p Is discharged and transmitted. In this case, similarly, the first switched capacitor 240, transmits the pre-stage of the charge accumulated in the negative feedback capacitor C I1n, capacitor C s2n is charged, and discharged to the subsequent negative feedback capacitor C i2n To do.

また、図3は、第2スイッチトキャパシタ245が、第2アナログ積分器220および第3アナログ積分器230の間に接続される例を示す。第2スイッチトキャパシタ245は、前段スイッチ246および後段スイッチ248を用いて、前段の正側帰還キャパシタCi2pに蓄積された電荷を、キャパシタCs3pが充電して、後段の正側帰還キャパシタCi3pへと放電して伝達する。この場合、同様に、第2スイッチトキャパシタ245は、前段の負側帰還キャパシタCi2nに蓄積された電荷を、キャパシタCs3nが充電して、後段の負側帰還キャパシタCi3nへと放電して伝達する。 Further, FIG. 3 shows an example in which the second switched capacitor 245 is connected between the second analog integrator 220 and the third analog integrator 230. Second switched capacitor 245, using the primary switch 246 and secondary switch 248, the charge accumulated in front of the positive-side feedback capacitor C i2p, capacitor C S3P is charged, to the subsequent positive feedback capacitor C I3P Is discharged and transmitted. In this case, likewise, the second switched capacitor 245, transmits the pre-stage of the charge accumulated in the negative feedback capacitor C i2n, capacitor C S3N are charged, and discharged to the subsequent negative feedback capacitor C I3n To do.

以上のように、アナログ積分部130は、複数のアナログ積分器が直列に接続され、正側信号SPおよび負側信号SNを、クロック毎に前段のアナログ積分器から後段のアナログ積分器へと電荷を順次蓄積して伝達する。アナログ積分部130は、最も後段のアナログ積分器の帰還キャパシタに蓄積された電荷を、量子化部150へと出力する。また、アナログ積分部130がフィードフォワード部140を有する場合、最も後段のアナログ積分器は、フィードフォワード部140を介して量子化部150へと出力する。 As described above, in the analog integrator 130, a plurality of analog integrators are connected in series, and the positive side signal SP and the negative side signal SN are charged from the analog integrator in the previous stage to the analog integrator in the rear stage for each clock. Are sequentially accumulated and transmitted. The analog integrator 130 outputs the electric charge accumulated in the feedback capacitor of the analog integrator in the latter stage to the quantization unit 150. When the analog integrator 130 has a feedforward unit 140, the analog integrator in the latter stage outputs to the quantization unit 150 via the feedforward unit 140.

例えば、図3に示すアナログ積分部130は、3段のアナログ積分器を有するので、第1クロックで第1アナログ積分器210に蓄積された電荷は、第3クロックで第3アナログ積分器230に伝達されてフィードフォワード部140へと出力される。図1に示すように、アナログ積分部130がフィードフォワード部140を有する場合、第1アナログ積分器210の出力信号INT10PおよびINT10Nと、第2アナログ積分器220の出力信号INT20PおよびINT20Nも、第3アナログ積分器230の出力信号INT30PおよびINT30Nと同様に、フィードフォワード部140に出力される。 For example, since the analog integrator 130 shown in FIG. 3 has a three-stage analog integrator, the electric charge accumulated in the first analog integrator 210 in the first clock is stored in the third analog integrator 230 in the third clock. It is transmitted and output to the feed forward unit 140. As shown in FIG. 1, when the analog integrator 130 has a feedforward unit 140, the output signals INT10P and INT10N of the first analog integrator 210 and the output signals INT20P and INT20N of the second analog integrator 220 are also the third. Similar to the output signals INT30P and INT30N of the analog integrator 230, the output signals are output to the feed forward unit 140.

なお、図3は、アナログ積分部130が3つのアナログ積分器を有する例を説明したが、これに代えて、アナログ積分部130は、2つ、または4以上のアナログ積分器を有してもよい。この場合、スイッチトキャパシタは、アナログ積分器の数に応じて、アナログ積分部130に1または3以上設けられてよい。また、図1に示すアナログ積分部130は、フィードフォワード部140を有する例を示したが、これに代えて、フィードフォワード部140はなくてもよい。この場合、最終段の第3アナログ積分器230の出力信号INT30PおよびINT30Nが、量子化部150に供給される。 Although FIG. 3 has described an example in which the analog integrator 130 has three analog integrators, instead of this, the analog integrator 130 may have two or four or more analog integrators. Good. In this case, one or three or more switched capacitors may be provided in the analog integrator 130 depending on the number of analog integrators. Further, although the analog integrating unit 130 shown in FIG. 1 shows an example having the feedforward unit 140, the feedforward unit 140 may not be provided instead. In this case, the output signals INT30P and INT30N of the third analog integrator 230 in the final stage are supplied to the quantization unit 150.

図4は、本実施形態に係るフィードフォワード部140の構成例を示す。フィードフォワード部140は、第1フィードフォワード部250、第2フィードフォワード部260、第3フィードフォワード部270、および第4フィードフォワード部280を有する。フィードフォワード部140は、制御部180によって制御されてよい。 FIG. 4 shows a configuration example of the feedforward unit 140 according to the present embodiment. The feedforward unit 140 includes a first feedforward unit 250, a second feedforward unit 260, a third feedforward unit 270, and a fourth feedforward unit 280. The feedforward unit 140 may be controlled by the control unit 180.

第1フィードフォワード部250は、一または複数のスイッチトキャパシタを含み、インクリメンタル型デルタシグマAD変調器20に入力するアナログ信号AINPおよびAINNを、量子化部150へと伝達する。図4は、第1フィードフォワード部250が、複数のスイッチトキャパシタを含む例を示す。第1フィードフォワード部250は、オーバーサンプリング比Nと同一の数のスイッチトキャパシタを含んでよい。第1フィードフォワード部250が含む一のスイッチトキャパシタは、一例として、第1FFスイッチ252、キャパシタC0ffpj、およびキャパシタC0ffnjを含む。なお、jは、1からオーバーサンプリング比N(一例として、60)までの自然数とした。 The first feedforward unit 250 includes one or a plurality of switched capacitors, and transmits the analog signals AINP and AINN input to the incremental delta-sigma AD modulator 20 to the quantization unit 150. FIG. 4 shows an example in which the first feedforward unit 250 includes a plurality of switched capacitors. The first feedforward unit 250 may include the same number of switched capacitors as the oversampling ratio N. One switched capacitor included in the first feedforward unit 250 includes, for example, a first FF switch 252, a capacitor C 0ffpj , and a capacitor C 0ffnj . In addition, j was a natural number from 1 to an oversampling ratio N (60 as an example).

第1FFスイッチ252は、例えば、制御部180の制御信号に応じて、キャパシタC0ffpjの一方の端子を、アナログ信号AINPが入力する入力端子および基準電位のいずれかに切り換える。また、キャパシタC0ffpjの他方の端子は、量子化部150に接続される。キャパシタC0ffpjは、一例として、第1タイミングにおいて、一方の端子が入力端子に接続され、アナログ入力信号を充電する。そして、キャパシタC0ffpjは、第1タイミングからj番目にずれたタイミングにおいて、一方の端子が基準電位に接続され、充電したアナログ入力信号を量子化部150へと放電する。 The first FF switch 252 switches, for example, one terminal of the capacitor C 0ffpj to either an input terminal or a reference potential input by the analog signal AINP according to the control signal of the control unit 180. Further, the other terminal of the capacitor C 0ffpj is connected to the quantization unit 150. As an example, the capacitor C 0ffpj has one terminal connected to the input terminal at the first timing to charge the analog input signal. Then, one terminal of the capacitor C 0ffpj is connected to the reference potential at the timing deviated from the first timing by the jth timing, and the charged analog input signal is discharged to the quantization unit 150.

第1FFスイッチ252は、同様に、制御部180の制御信号に応じて、キャパシタC0ffnjの一方の端子を、アナログ信号AINNが入力する入力端子および基準電位のいずれかに切り換える。キャパシタC0ffnjは、第1タイミングにおいて、一方の端子が入力端子に接続され、アナログ入力信号を充電する。そして、キャパシタC0ffnjは、第1タイミングからj番目にずれたタイミングにおいて、一方の端子が基準電位に接続され、充電したアナログ入力信号を量子化部150へと放電する。即ち、複数のスイッチトキャパシタは、第1クロックにおいてそれぞれアナログ入力信号を充電し、第1クロック以降の対応するクロック信号に応じて、充電したアナログ入力信号を量子化部150へと順次放電する。 Similarly, the first FF switch 252 switches one terminal of the capacitor C 0ffnj to either an input terminal input by the analog signal AINN or a reference potential according to the control signal of the control unit 180. At the first timing, one terminal of the capacitor C 0ffnj is connected to the input terminal to charge the analog input signal. Then, one terminal of the capacitor C 0ffnj is connected to the reference potential at the timing deviated from the first timing by the jth timing, and the charged analog input signal is discharged to the quantization unit 150. That is, each of the plurality of switched capacitors charges the analog input signal in the first clock, and sequentially discharges the charged analog input signal to the quantization unit 150 according to the corresponding clock signals after the first clock.

第2フィードフォワード部260は、スイッチトキャパシタを含み、第1アナログ積分器210が出力する信号(一例として、INT10PおよびINT10N)を、量子化部150へと伝達する。第2フィードフォワード部260は、スイッチトキャパシタを含んでよい。第2フィードフォワード部260は、一例として、第2FFスイッチ262、キャパシタC1ffp、およびキャパシタC1ffnを含む。 The second feedforward unit 260 includes a switched capacitor, and transmits signals (for example, INT10P and INT10N) output by the first analog integrator 210 to the quantization unit 150. The second feedforward unit 260 may include a switched capacitor. The second feedforward unit 260 includes, for example, a second FF switch 262, a capacitor C 1 fpp , and a capacitor C 1 fpn .

第2FFスイッチ262は、制御部180の制御信号に応じて、正側のキャパシタC1ffpの一方の端子を、第1アナログ積分器210が信号INT10Pを出力する第1出力端子および基準電位のいずれかに切り換える。また、キャパシタC1ffpの他方の端子は、量子化部150に接続される。例えば、キャパシタC1ffpは、第1クロックにおいて、一方の端子が出力端子に接続され、信号INT10Pを充電する。そして、キャパシタC1ffpは、第2クロックにおいて、一方の端子が基準電位に接続され、充電した信号を量子化部150へと放電する。 The second FF switch 262 has one terminal of the capacitor C 1ffp on the positive side according to the control signal of the control unit 180, and one of the first output terminal and the reference potential at which the first analog integrator 210 outputs the signal INT10P. Switch to. Further, the other terminal of the capacitor C 1ffp is connected to the quantization unit 150. For example, in the first clock of the capacitor C 1ffp , one terminal is connected to the output terminal to charge the signal INT10P. Then, in the second clock, one terminal of the capacitor C 1fp is connected to the reference potential, and the charged signal is discharged to the quantization unit 150.

第2FFスイッチ262は、同様に、制御部180の制御信号に応じて、負側のキャパシタC1ffnの一方の端子を、第1アナログ積分器210が信号INT10Nを出力する第2出力端子および基準電位のいずれかに切り換える。また、キャパシタC1ffnの他方の端子は、量子化部150に接続される。例えば、キャパシタC1ffnは、第1クロックにおいて、一方の端子が出力端子に接続され、信号INT10Nを充電する。そして、キャパシタC1ffnは、第2クロックにおいて、一方の端子が基準電位に接続され、充電した信号を量子化部150へと放電する。 Similarly, the second FF switch 262 has one terminal of the negative capacitor C 1ffn according to the control signal of the control unit 180, the second output terminal where the first analog integrator 210 outputs the signal INT10N, and the reference potential. Switch to one of. Further, the other terminal of the capacitor C 1ffn is connected to the quantization unit 150. For example, in the first clock, one terminal of the capacitor C 1ffn is connected to the output terminal to charge the signal INT10N. Then, in the second clock, one terminal of the capacitor C 1ffn is connected to the reference potential, and the charged signal is discharged to the quantization unit 150.

第3フィードフォワード部270は、スイッチトキャパシタを含み、第2アナログ積分器220が出力する信号(一例として、INT20PおよびINT20N)を、量子化部150へと伝達する。第3フィードフォワード部270は、スイッチトキャパシタを含んでよい。第3フィードフォワード部270は、一例として、第3FFスイッチ272、キャパシタC2ffp、およびキャパシタC2ffnを含む。 The third feedforward unit 270 includes a switched capacitor, and transmits signals output by the second analog integrator 220 (for example, INT20P and INT20N) to the quantization unit 150. The third feedforward unit 270 may include a switched capacitor. The third feedforward unit 270 includes, for example, a third FF switch 272, a capacitor C 2ffp , and a capacitor C 2ffn .

第3FFスイッチ272は、制御部180の制御信号に応じて、正側のキャパシタC2ffpの一方の端子を、第2アナログ積分器220が信号INT20Pを出力する第1出力端子および基準電位のいずれかに切り換える。また、キャパシタC2ffpの他方の端子は、量子化部150に接続される。例えば、キャパシタC2ffpは、第1クロックにおいて、一方の端子が出力端子に接続され、信号INT20Pを充電する。そして、キャパシタC2ffpは、第2クロックにおいて、一方の端子が基準電位に接続され、充電した信号を量子化部150へと放電する。 The third FF switch 272 is one of the first output terminal and the reference potential at which the second analog integrator 220 outputs the signal INT20P to one terminal of the capacitor C 2ffp on the positive side according to the control signal of the control unit 180. Switch to. Further, the other terminal of the capacitor C 2fp is connected to the quantization unit 150. For example, in the first clock of the capacitor C 2fp , one terminal is connected to the output terminal to charge the signal INT 20P. Then, in the second clock, one terminal of the capacitor C 2fp is connected to the reference potential, and the charged signal is discharged to the quantization unit 150.

第3FFスイッチ272は、同様に、制御部180の制御信号に応じて、負側のキャパシタC2ffnの一方の端子を、第2アナログ積分器220が信号INT20Nを出力する第2出力端子および基準電位のいずれかに切り換える。また、キャパシタC2ffnの他方の端子は、量子化部150に接続される。例えば、キャパシタC2ffnは、第1クロックにおいて、一方の端子が出力端子に接続され、信号INT20Nを充電する。そして、キャパシタC2ffnは、第2クロックにおいて、一方の端子が基準電位に接続され、充電した信号を量子化部150へと放電する。 Similarly, the third FF switch 272 has one terminal of the negative capacitor C 2ffn according to the control signal of the control unit 180, the second output terminal where the second analog integrator 220 outputs the signal INT20N, and the reference potential. Switch to one of. Further, the other terminal of the capacitor C 2ffn is connected to the quantization unit 150. For example, in the first clock, one terminal of the capacitor C 2ffn is connected to the output terminal to charge the signal INT20N. Then, in the second clock, one terminal of the capacitor C 2ffn is connected to the reference potential, and the charged signal is discharged to the quantization unit 150.

第4フィードフォワード部280は、スイッチトキャパシタを含み、第3アナログ積分器230が出力する信号(一例として、INT30PおよびINT30N)を、量子化部150へと伝達する。第4フィードフォワード部280は、スイッチトキャパシタを含んでよい。第4フィードフォワード部280は、一例として、第4FFスイッチ282、キャパシタC3ffp、およびキャパシタC3ffnを含む。 The fourth feedforward unit 280 includes a switched capacitor, and transmits signals output by the third analog integrator 230 (for example, INT30P and INT30N) to the quantization unit 150. The fourth feedforward unit 280 may include a switched capacitor. The fourth feedforward unit 280 includes, for example, a fourth FF switch 282, a capacitor C 3ffp , and a capacitor C 3ffn .

第4FFスイッチ282は、制御部180の制御信号に応じて、正側のキャパシタC3ffpの一方の端子を、第3アナログ積分器230が信号INT30Pを出力する第1出力端子および基準電位のいずれかに切り換える。また、キャパシタC3ffpの他方の端子は、量子化部150に接続される。例えば、キャパシタC3ffpは、第1クロックにおいて、一方の端子が出力端子に接続され、信号INT30Pを充電する。そして、キャパシタC3ffpは、第2クロックにおいて、一方の端子が基準電位に接続され、充電した信号を量子化部150へと放電する。 The fourth FF switch 282 has one terminal of the capacitor C 3ffp on the positive side according to the control signal of the control unit 180, and one of the first output terminal and the reference potential at which the third analog integrator 230 outputs the signal INT30P. Switch to. Further, the other terminal of the capacitor C 3fp is connected to the quantization unit 150. For example, in the first clock, one terminal of the capacitor C 3fp is connected to the output terminal to charge the signal INT30P. Then, in the second clock, one terminal of the capacitor C 3fp is connected to the reference potential, and the charged signal is discharged to the quantization unit 150.

第4FFスイッチ282は、同様に、制御部180の制御信号に応じて、負側のキャパシタC3ffnの一方の端子を、第3アナログ積分器230が信号INT30Nを出力する第2出力端子および基準電位のいずれかに切り換える。また、キャパシタC3ffnの他方の端子は、量子化部150に接続される。例えば、キャパシタC3ffnは、第1クロックにおいて、一方の端子が出力端子に接続され、信号INT30Nを充電する。そして、キャパシタC3ffnは、第2クロックにおいて、一方の端子が基準電位に接続され、充電した信号を量子化部150へと放電する。 Similarly, the fourth FF switch 282 has one terminal of the negative capacitor C 3ffn according to the control signal of the control unit 180, and the second output terminal and the reference potential at which the third analog integrator 230 outputs the signal INT30N. Switch to one of. Further, the other terminal of the capacitor C 3ffn is connected to the quantization unit 150. For example, in the first clock, one terminal of the capacitor C 3ffn is connected to the output terminal to charge the signal INT30N. Then, in the second clock, one terminal of the capacitor C 3ffn is connected to the reference potential, and the charged signal is discharged to the quantization unit 150.

制御部180は、一例として、以上の第2フィードフォワード部260、第3フィードフォワード部270、および第4フィードフォワード部280に対して、信号φiがハイ電位のタイミングで充電動作を、信号φsがハイ電位のタイミングで放電動作を実行させる。以上のように、フィードフォワード部140は、インクリメンタル型デルタシグマAD変調器20に入力する信号と、アナログ積分部130が有するアナログ積分器がそれぞれ出力する信号とを、フィードフォワード信号として、量子化部150へと伝達する。このようなフィードフォワード信号により、量子化部150がクロック毎に出力するデジタルコードは、より高速にアナログ入力信号を反映させたものにすることができる。 As an example, the control unit 180 charges the second feedforward unit 260, the third feedforward unit 270, and the fourth feedforward unit 280 at the timing when the signal φi has a high potential, and the signal φs. The discharge operation is executed at the timing of high potential. As described above, the feedforward unit 140 uses the signal input to the incremental delta-sigma AD modulator 20 and the signal output by the analog integrator of the analog integrator 130 as feedforward signals in the quantization unit. Communicate to 150. With such a feedforward signal, the digital code output by the quantization unit 150 for each clock can be made to reflect the analog input signal at a higher speed.

なお、本実施形態に係るインクリメンタル型デルタシグマAD変調器20は、このようなフィードフォワード動作に限定されることはない。例えば、フィードフォワード部140は、第1フィードフォワード部250、第2フィードフォワード部260、第3フィードフォワード部270、および第4フィードフォワード部280のうち、少なくとも一つを有する構造であってもよい。 The incremental delta-sigma AD modulator 20 according to the present embodiment is not limited to such a feedforward operation. For example, the feedforward section 140 may have a structure having at least one of a first feedforward section 250, a second feedforward section 260, a third feedforward section 270, and a fourth feedforward section 280. ..

以上の本実施形態に係るインクリメンタル型デルタシグマAD変調器20は、入力するアナログ信号を積分し、積分結果の量子化結果に応じて、当該入力するアナログ信号に基準電圧を加算または減算するフィードバック制御を実行する。これにより、インクリメンタル型デルタシグマAD変調器20は、入力するアナログ信号に応じたシリアルデジタルコードを精度よく出力することができる。また、インクリメンタル型デルタシグマAD変換器100は、このようなシリアルデジタルコードをデジタル処理して、アナログ信号に応じたデジタル信号を精度よく出力することができる。このようなインクリメンタル型デルタシグマAD変換器100のクロック信号に応じた各部の動作について、次に説明する。 The incremental type delta-sigma AD modulator 20 according to the above embodiment integrates an input analog signal, and feedback control that adds or subtracts a reference voltage to the input analog signal according to the quantization result of the integration result. To execute. As a result, the incremental type delta-sigma AD modulator 20 can accurately output the serial digital code corresponding to the input analog signal. Further, the incremental type delta-sigma AD converter 100 can digitally process such a serial digital code and output a digital signal corresponding to the analog signal with high accuracy. The operation of each part according to the clock signal of such an incremental type delta-sigma AD converter 100 will be described below.

図5は、本実施形態に係るインクリメンタル型デルタシグマAD変換器100の各部における信号波形の一例を示す。図5の横方向(横軸)は時間を示し、縦方向(縦軸)は波高値(一例として、電圧値)を示す。図5は、入力するアナログ信号をサンプリングして保持する時間領域をトラッキング周期(またはトラッキングフェーズ)として、「tracking」と示す。また、保持したアナログ信号をデジタル信号に変換する時間領域をコンバージョン周期(またはコンバージョンフェーズ)として、「conversion」と示す。なお、入力するアナログ信号の一例を、信号AIN(=AINP−AINN)として示す。 FIG. 5 shows an example of a signal waveform in each part of the incremental delta-sigma AD converter 100 according to the present embodiment. The horizontal direction (horizontal axis) of FIG. 5 indicates time, and the vertical direction (vertical axis) indicates peak value (as an example, voltage value). In FIG. 5, the time domain in which the input analog signal is sampled and held is referred to as “tracking” as the tracking cycle (or tracking phase). Further, the time domain for converting the held analog signal into a digital signal is referred to as "conversion" as the conversion period (or conversion phase). An example of the analog signal to be input is shown as a signal AIN (= AINP-AINN).

リセット部170は、トラッキング周期Ttにおいて、アナログ積分部130およびデジタル演算部30をリセットする。リセット部170が出力するリセット信号の一例を、図5の信号φrに示す。信号φrは、トラッキング周期Ttにおいて、ハイ電位となる。なお、リセット部170は、リセット信号を制御部180に供給してよい。この場合、制御部180は、リセット信号の受信タイミングに基づき、各部を制御する。これに代えて、制御部180は、リセット部170のリセット信号の出力タイミングを制御してもよい。 The reset unit 170 resets the analog integration unit 130 and the digital calculation unit 30 in the tracking cycle Tt. An example of the reset signal output by the reset unit 170 is shown in the signal φr of FIG. The signal φr has a high potential in the tracking cycle Tt. The reset unit 170 may supply a reset signal to the control unit 180. In this case, the control unit 180 controls each unit based on the reception timing of the reset signal. Instead, the control unit 180 may control the output timing of the reset signal of the reset unit 170.

サンプルホールド部110は、トラッキング周期Ttにおいて、アナログ信号AINPおよびAINNをサンプリングする。例えば、サンプルホールド部110の複数のスイッチトキャパシタは、トラッキング周期Ttにおいて制御部180から供給される信号φtがハイ電位となることに応じて、アナログ入力信号を充電する。なお、第1フィードフォワード部250が含む複数のスイッチトキャパシタも、信号φtに応じて、アナログ入力信号を充電してよい。 The sample hold unit 110 samples the analog signals AINP and AINN in the tracking cycle Tt. For example, the plurality of switched capacitors of the sample hold unit 110 charge the analog input signal according to the high potential of the signal φt supplied from the control unit 180 in the tracking cycle Tt. The plurality of switched capacitors included in the first feedforward unit 250 may also charge the analog input signal according to the signal φt.

また、サンプルホールド部110は、コンバージョン周期Tcにおいて、制御部180から供給される信号φij(jは1からmの自然数とし、mはオーバーサンプリング比Nと同一の数)に応じて、充電したアナログ入力信号をアナログ積分部130へと順次放電する。例えば、サンプルホールド部110に含まれるキャパシタCs1pjおよびキャパシタCs1njは、互いに異なるタイミングで順次ハイ電位となる信号φijがハイ電位となることに応じて、充電したアナログ入力信号を順次放電する。なお、第1フィードフォワード部250が含む複数のスイッチトキャパシタも、信号φtに応じて、アナログ入力信号を順次放電してよい。 Further, the sample hold unit 110 is charged according to the signal φij (j is a natural number from 1 to m and m is the same number as the oversampling ratio N) supplied from the control unit 180 in the conversion cycle Tc. The input signal is sequentially discharged to the analog integrating unit 130. For example, the capacitor C s1pj and the capacitor C s1nj included in the sample hold unit 110 sequentially discharge the charged analog input signal according to the high potential signal φij at different timings. The plurality of switched capacitors included in the first feedforward unit 250 may also sequentially discharge the analog input signal according to the signal φt.

これにより、アナログ積分部130は、サンプルホールド部110から順次放電されるアナログ入力信号を積分し、量子化部150は、積分結果を量子化してデジタル信号Yとして出力する。なお、図5は、量子化部150が出力するデジタル信号Yの一例を、信号Yとして示す。 As a result, the analog integration unit 130 integrates the analog input signals sequentially discharged from the sample hold unit 110, and the quantization unit 150 quantizes the integration result and outputs it as a digital signal Y. Note that FIG. 5 shows an example of the digital signal Y output by the quantization unit 150 as the signal Y.

また、図5は、第1スイッチ部162および第2スイッチ部164を制御する信号φsおよび信号φiの一例を示す。制御部180からDA変換部160に信号φsおよび信号φiが供給されることにより、第1スイッチ部162および第2スイッチ部164が切り換わり、キャパシタCfbpおよびキャパシタCfbnに、対応する基準電圧に応じた電荷が充電される。なお、図5は、第1基準電圧REFPおよび第2基準電圧REFNの一例を示す。第1基準電圧REFPは略一定のハイ電位でよく、この場合、第2基準電圧REFNは略一定のロー電位でよい。 Further, FIG. 5 shows an example of the signal φs and the signal φi that control the first switch unit 162 and the second switch unit 164. When the signal φs and the signal φi are supplied from the control unit 180 to the DA conversion unit 160, the first switch unit 162 and the second switch unit 164 are switched to the reference voltage corresponding to the capacitor C fbp and the capacitor C fbn. The corresponding charge is charged. Note that FIG. 5 shows an example of the first reference voltage REFP and the second reference voltage REFN. The first reference voltage REFP may have a substantially constant high potential, and in this case the second reference voltage REFN may have a substantially constant low potential.

また、図5は、信号Yに応じて、DA変換部160の第3スイッチ部166を制御する信号φipおよび信号φinの一例を示す。信号φipは、信号Yのビット値が0であることに応じて、ハイ電位となる信号であり、信号φinは、信号Yのビット値が1であることに応じて、ロー電位となる信号である。信号φipおよび信号φinによって第3スイッチ部166が制御されることにより、加算部120は、フィードバック信号を差動信号に加算できる。 Further, FIG. 5 shows an example of a signal φip and a signal φin that control the third switch unit 166 of the DA conversion unit 160 according to the signal Y. The signal φip is a signal having a high potential depending on the bit value of the signal Y being 0, and the signal φin is a signal having a low potential depending on the bit value of the signal Y being 1. is there. By controlling the third switch unit 166 by the signal φip and the signal φin, the addition unit 120 can add the feedback signal to the differential signal.

コンバージョン周期Tcにおいて、サンプルホールド部110の全ての(即ち、m個の)スイッチトキャパシタが放電を完了し、量子化部150がm個のデジタルコードを順次出力した場合、インクリメンタル型デルタシグマAD変換器100は、1つの変換サイクルを終了させてよい。即ち、インクリメンタル型デルタシグマAD変換器100は、コンバージョン周期からトラッキング周期へと移行し、リセット部170は、アナログ積分部130およびデジタル演算部30をリセットする。なお、インクリメンタル型デルタシグマAD変換器100は、コンバージョン周期および次のトラッキング周期の間において、デジタル演算部30による演算を実行するデジタル演算周期を更に有してよい。本実施形態においては、デジタル演算周期を省略して記載するものとする。 In the conversion cycle Tc, when all (that is, m) switched capacitors of the sample hold unit 110 complete the discharge and the quantization unit 150 sequentially outputs m digital codes, the incremental delta-sigma AD converter. 100 may terminate one conversion cycle. That is, the incremental type delta-sigma AD converter 100 shifts from the conversion cycle to the tracking cycle, and the reset unit 170 resets the analog integration unit 130 and the digital calculation unit 30. The incremental delta-sigma AD converter 100 may further have a digital calculation cycle for executing the calculation by the digital calculation unit 30 between the conversion cycle and the next tracking cycle. In this embodiment, the digital calculation cycle is omitted.

このように、インクリメンタル型デルタシグマAD変換器100は、トラッキング周期およびコンバージョン周期を含む変換サイクルを繰り返して、アナログ入力信号をデジタル信号に変換する。インクリメンタル型デルタシグマAD変換器100は、デルタシグマAD変換器とは異なり、トラッキング周期においてアナログ積分部130に蓄積された電荷を放電してリセットする。これにより、一の変換サイクルにおいて変換されたデジタル値は、一の変換サイクルとは異なるサイクルで蓄積された電荷の影響を受けることなく、アナログ入力信号の値をより正確に変換した値にすることができる。 In this way, the incremental delta-sigma AD converter 100 repeats a conversion cycle including a tracking cycle and a conversion cycle to convert an analog input signal into a digital signal. Unlike the delta-sigma AD converter, the incremental type delta-sigma AD converter 100 discharges and resets the electric charge accumulated in the analog integrator 130 in the tracking cycle. As a result, the digital value converted in one conversion cycle is made into a more accurately converted value of the analog input signal value without being affected by the electric charge accumulated in a cycle different from that of one conversion cycle. Can be done.

このようなインクリメンタル型デルタシグマAD変換器100は、サンプルホールド部110が1変換サイクルよりも高い周波数で入力信号をサンプリングするので、より広帯域な信号に対応することができる。しかしながら、サンプルホールド部110は、複数のスイッチトキャパシタが高周波クロックに応じてサンプリングするので、単位時間当たりの転送すべき電荷量が大きくなることがあり、消費電力が増大してしまうことがあった。 In such an incremental type delta-sigma AD converter 100, since the sample hold unit 110 samples the input signal at a frequency higher than one conversion cycle, it can correspond to a wider band signal. However, in the sample hold unit 110, since a plurality of switched capacitors sample according to the high frequency clock, the amount of electric charge to be transferred per unit time may increase, and the power consumption may increase.

そこで、本実施形態に係るインクリメンタル型デルタシグマAD変換器100は、制御部180がサンプルホールド部110の充放電動作を制御して、消費電力を低減させる。このようなインクリメンタル型デルタシグマAD変換器100のクロック信号に応じた各部の動作について、次に説明する。 Therefore, in the incremental type delta-sigma AD converter 100 according to the present embodiment, the control unit 180 controls the charge / discharge operation of the sample hold unit 110 to reduce the power consumption. The operation of each part according to the clock signal of such an incremental type delta-sigma AD converter 100 will be described below.

図6は、本実施形態に係る制御部180が、インクリメンタル型デルタシグマAD変換器100の消費電力を低減させる制御を実行した場合の信号波形の第1例を示す。図6は、図5に示す信号波形と同様に、横方向は時間を示し、縦方向は波高値を示す。また、図6は、図5と同様に、トラッキング周期を「tracking」と示し、コンバージョン周期を「conversion」と示す。 FIG. 6 shows a first example of a signal waveform when the control unit 180 according to the present embodiment controls to reduce the power consumption of the incremental delta-sigma AD converter 100. FIG. 6 shows the time in the horizontal direction and the peak value in the vertical direction, similar to the signal waveform shown in FIG. Further, FIG. 6 shows the tracking cycle as “tracking” and the conversion cycle as “conversion”, as in FIG.

図6において、制御部180は、サンプルホールド部110の動作を除き、図5で説明した動作と同様の動作を実行する例を示す。即ち、図6に示すアナログ信号AIN、リセット信号φr、第1スイッチ部162および第2スイッチ部164を制御する信号φs、信号φi、第1基準電圧REFP、および第2基準電圧REFNは、図5に示す信号波形のそれぞれと略同一の信号波形となる例を示す。また、図6に示す入力アナログ信号AINが、図5に示す信号波形と略同一であることから、インクリメンタル型デルタシグマAD変調器20が出力するデジタル信号Y、第3スイッチ部166を制御する信号φipおよび信号φinも、図5に示す信号波形のそれぞれと略同一の信号波形となる。 FIG. 6 shows an example in which the control unit 180 executes an operation similar to the operation described with reference to FIG. 5 except for the operation of the sample hold unit 110. That is, the analog signal AIN, the reset signal φr, the signal φs for controlling the first switch unit 162 and the second switch unit 164, the signal φi, the first reference voltage REFP, and the second reference voltage REFN shown in FIG. 6 are shown in FIG. An example is shown in which the signal waveform is substantially the same as each of the signal waveforms shown in. Further, since the input analog signal AIN shown in FIG. 6 is substantially the same as the signal waveform shown in FIG. 5, the digital signal Y output by the incremental delta sigma AD modulator 20 and the signal for controlling the third switch unit 166 are controlled. The φip and the signal φin also have substantially the same signal waveform as each of the signal waveforms shown in FIG.

ここで、制御部180は、コンバージョン周期において、複数のスイッチトキャパシタのうち、少なくとも1つのスイッチトキャパシタに対する充電動作を、少なくとも1つのスイッチトキャパシタからアナログ積分部130への転送動作が終了した後に開始させる。なお、当該充電動作は、次のトラッキング周期のための入力信号の充電動作である。即ち、制御部180は、コンバージョン周期において、一部のスイッチトキャパシタのトラッキング周期の動作を開始させる。 Here, the control unit 180 starts the charging operation for at least one switched capacitor among the plurality of switched capacitors in the conversion cycle after the transfer operation from at least one switched capacitor to the analog integrating unit 130 is completed. The charging operation is an input signal charging operation for the next tracking cycle. That is, the control unit 180 starts the operation of the tracking cycle of some switched capacitors in the conversion cycle.

図6は、制御部180が、コンバージョン周期において、複数のスイッチトキャパシタのそれぞれについて、次のトラッキング周期のための充電動作を、転送動作が終了した後に順次開始させた例を示す。ここで、制御部180は、m個のスイッチトキャパシタに対して異なる制御信号φt1、φt2、・・・、φtmを生成し、それぞれ供給する。制御部180は、例えば、トラッキング周期において、サンプルホールド部110の全てのキャパシタにアナログ入力信号を充電させる。即ち、制御部180は、トラッキング周期の期間においてハイ電位を継続する制御信号を、全てのキャパシタに供給する。 FIG. 6 shows an example in which the control unit 180 sequentially starts the charging operation for the next tracking cycle for each of the plurality of switched capacitors in the conversion cycle after the transfer operation is completed. Here, the control unit 180 generates different control signals φt1, φt2, ..., Φtm for m switched capacitors and supplies them to each of them. The control unit 180 charges all the capacitors of the sample hold unit 110 with analog input signals, for example, in the tracking cycle. That is, the control unit 180 supplies all the capacitors with a control signal that keeps the high potential during the tracking cycle.

次に、制御部180は、第1番目のキャパシタCs1p1およびCs1n1に充電された電荷を、コンバージョン周期の第1番目のタイミング(コンバージョン周期に変わったタイミング)において、アナログ積分部130へと放電させる。そして、制御部180は、コンバージョン周期の第2番目のタイミングにおいて、第1番目のキャパシタCs1p1およびCs1n1の次のアナログ入力信号の充電動作を開始させる。 Next, the control unit 180 discharges the electric charges charged in the first capacitors C s1p1 and C s1n1 to the analog integrator 130 at the first timing of the conversion cycle (timing changed to the conversion cycle). Let me. Then, the control unit 180 starts the charging operation of the next analog input signal of the first capacitors C s1p1 and C s1n1 at the second timing of the conversion cycle.

即ち、制御部180は、第1番目のキャパシタCs1p1およびCs1n1に対して、第1番目のタイミングでロー電位、第2番目のタイミングでハイ電位となる制御信号φt1を供給する。また、制御部180は、第1番目のキャパシタCs1p1およびCs1n1に対して、第1番目のタイミングでハイ電位、第2番目のタイミングでロー電位となる制御信号φi1を供給する。 That is, the control unit 180 supplies the control signal φt1 having a low potential at the first timing and a high potential at the second timing to the first capacitors C s1p1 and C s1n1 . Further, the control unit 180 supplies the control signals φi1 having a high potential at the first timing and a low potential at the second timing to the first capacitors C s1p1 and C s1n1 .

また、制御部180は、第2番目のキャパシタCs1p2およびCs1n2に充電された電荷を、コンバージョン周期の第2番目のタイミング(信号φi2がハイ電位)において、アナログ積分部130へと放電させる。そして、制御部180は、コンバージョン周期の第3番目のタイミングにおいて、第2番目のキャパシタCs1p2およびCs1n2の次のアナログ入力信号の充電動作を開始させる。 Further, the control unit 180 discharges the charges charged in the second capacitors C s1p2 and C s1n2 to the analog integrator 130 at the second timing of the conversion cycle (the signal φi2 has a high potential). Then, the control unit 180 starts the charging operation of the next analog input signal of the second capacitors C s1p2 and C s1n2 at the third timing of the conversion cycle.

即ち、制御部180は、第2番目のキャパシタCs1p2およびCs1n2に対して、第1番目のタイミングでロー電位、第3番目のタイミングでハイ電位となる制御信号φt2を供給する。また、制御部180は、第1番目のキャパシタCs1p1およびCs1n1に対して、第2番目のタイミングでハイ電位、第3番目のタイミングでロー電位となる制御信号φi2を供給する。 That is, the control unit 180 supplies the second capacitors C s1p2 and C s1n2 with a control signal φt2 having a low potential at the first timing and a high potential at the third timing. Further, the control unit 180 supplies the control signals φi2 having a high potential at the second timing and a low potential at the third timing to the first capacitors C s1p1 and C s1n1 .

以上の例のように、制御部180は、複数のスイッチトキャパシタがトラッキング周期で充電した電荷を、コンバージョン周期で順次放電させつつ、放電が終了したスイッチトキャパシタから次のトラッキング周期の充電を開始させる。これにより、複数のスイッチトキャパシタのほとんどが、トラッキング周期を実質的に拡大することができる。例えば、第1番目のキャパシタCs1p1およびCs1n1のトラッキング周期Tt1は、コンバージョン周期の第2番目のタイミングから開始させることができる。 As described above, the control unit 180 starts charging in the next tracking cycle from the switched capacitors that have finished discharging while sequentially discharging the charges charged in the tracking cycle by the plurality of switched capacitors in the conversion cycle. This allows most of the plurality of switched capacitors to substantially extend the tracking period. For example, the tracking cycle Tt1 of the first capacitors C s1p1 and C s1n1 can be started from the second timing of the conversion cycle.

ここで、例えば、図5で説明した、トラッキング周期Ttと、それぞれのキャパシタの電荷を放電させる時間間隔Tdが略同一(Tt=Td)であるとする。なお、それぞれのキャパシタの電荷を放電させる時間間隔は、図5および図6における信号φijのそれぞれがハイ電位となる時間間隔である。そして、コンバージョン周期Tcが、m個のスイッチトキャパシタの放電が終了する時間間隔と略同一(Tc=m・Td)であるとする。この場合、図6に示す第1番目のキャパシタCs1p1およびCs1n1のトラッキング周期Tt1は、Td+(m−1)・Td=m・Td=m・Ttと算出され、図5に示すトラッキング周期Ttと比較してm倍に増加できることがわかる。 Here, for example, it is assumed that the tracking cycle Tt described with reference to FIG. 5 and the time interval Td for discharging the electric charge of each capacitor are substantially the same (Tt = Td). The time interval for discharging the electric charge of each capacitor is the time interval at which each of the signals φij in FIGS. 5 and 6 has a high potential. Then, it is assumed that the conversion cycle Tc is substantially the same as the time interval (Tc = m · Td) at which the discharge of m switched capacitors ends. In this case, the tracking cycle Tt1 of the first capacitors C s1p1 and C s1n1 shown in FIG. 6 is calculated as Td + (m-1) · Td = m · Td = m · Tt, and the tracking cycle Tt shown in FIG. It can be seen that it can be increased m times as compared with.

同様に、第2番目のキャパシタCs1p2およびCs1n2のトラッキング周期Tt2は、Td+(m−2)・Tdとすることができ、トラッキング周期を(m−1)倍に増加できることがわかる。このように、本実施形態に係るインクリメンタル型デルタシグマAD変換器100は、キャパシタCs1pjおよびCs1njのトラッキング周期を(m−j+1)倍にすることができる。これにより、サンプルホールド部110は、アナログ入力信号をスイッチトキャパシタに取り込む駆動時間を長くして、単位時間当たりに転送する電荷量(即ち、電流)を小さくすることができる。 Similarly, it can be seen that the tracking cycle Tt2 of the second capacitors C s1p2 and C s1n2 can be Td + (m-2) · Td, and the tracking cycle can be increased (m-1) times. As described above, the incremental delta-sigma AD converter 100 according to the present embodiment can multiply the tracking period of the capacitors C s1pj and C s1nj by (m−j + 1) times. As a result, the sample hold unit 110 can lengthen the drive time for capturing the analog input signal into the switched capacitor and reduce the amount of charge (that is, current) to be transferred per unit time.

図7は、本実施形態に係る制御部180が、インクリメンタル型デルタシグマAD変換器100の消費電力を低減させる制御を実行した場合の信号波形の第2例を示す。図7は、図5に示す信号波形と同様に、横方向は時間を示し、縦方向は波高値を示す。また、図7は、図5と同様に、トラッキング周期を「tracking」と示し、コンバージョン周期を「conversion」と示す。 FIG. 7 shows a second example of a signal waveform when the control unit 180 according to the present embodiment controls to reduce the power consumption of the incremental delta-sigma AD converter 100. Similar to the signal waveform shown in FIG. 5, FIG. 7 shows the time in the horizontal direction and the peak value in the vertical direction. Further, in FIG. 7, the tracking cycle is indicated by “tracking” and the conversion cycle is indicated by “conversion”, as in FIG.

図7は、図6と同様に、制御部180が、サンプルホールド部110の動作を除き、図5で説明した動作と同様の動作を実行する例を示す。したがって、制御部180がm個のスイッチトキャパシタのそれぞれに供給する制御信号φt1、φt2、・・・、φtmの信号波形以外は、図5および図6の信号波形と略同一となるので、ここでは説明を省略する。 FIG. 7 shows an example in which the control unit 180 executes the same operation as that described with reference to FIG. 5 except for the operation of the sample hold unit 110, as in FIG. Therefore, except for the signal waveforms of the control signals φt1, φt2, ..., Φtm supplied by the control unit 180 to each of the m switched capacitors, the signal waveforms are substantially the same as those of FIGS. 5 and 6. The explanation is omitted.

図7は、制御部180が、コンバージョン周期において、転送動作が終了した複数のスイッチトキャパシタのうち、2以上のスイッチトキャパシタの充電動作を同一のタイミングで開始させた例を示す。例えば、制御部180は、サンプルホールド部110の第j+1番目から第m番目のキャパシタに供給する制御信号φtj+1、φtj+2、・・・、φtmを、略同一の制御信号φtとする。ここで、制御信号φtは、図5で説明した制御信号φtと略同一の信号でよい。 FIG. 7 shows an example in which the control unit 180 starts the charging operation of two or more switched capacitors among the plurality of switched capacitors whose transfer operation has been completed at the same timing in the conversion cycle. For example, the control unit 180 sets the control signals φtj + 1, φtj + 2, ..., Φtm supplied to the j + 1st to mth capacitors of the sample hold unit 110 to be substantially the same control signal φt. Here, the control signal φt may be substantially the same signal as the control signal φt described with reference to FIG.

また、図7は、制御部180が、コンバージョン周期において、転送動作が終了した複数のスイッチトキャパシタのうち、残りの一部の充電動作をそれぞれ異なるタイミングで開始させた例を示す。例えば、制御部180は、サンプルホールド部110の第1番目から第j番目のキャパシタに供給する制御信号φt1、φt2、・・・、φtjを、図6で説明した制御信号φt1、φt2、・・・、φtjと略同一の信号とする。 Further, FIG. 7 shows an example in which the control unit 180 starts the charging operation of the remaining part of the plurality of switched capacitors whose transfer operation has been completed at different timings in the conversion cycle. For example, the control unit 180 converts the control signals φt1, φt2, ..., Φtj to be supplied to the first to jth capacitors of the sample hold unit 110 to the control signals φt1, φt2, ... The signal is substantially the same as φtj.

このように、第2例のインクリメンタル型デルタシグマAD変換器100は、例えば、第1番目から第j番目のスイッチトキャパシタのトラッキング周期を増加させ、第j+1番目以降の制御信号を略同一の信号φtにする。これにより、インクリメンタル型デルタシグマAD変換器100は、トラッキング周期を増加させることにより、消費電力を低下させつつ、回路の構成を簡略化させることができる。 In this way, the incremental delta-sigma AD converter 100 of the second example increases the tracking cycle of the first to jth switched capacitors, for example, and makes the control signals of the j + 1th and subsequent switches substantially the same signal φt. To. As a result, the incremental delta-sigma AD converter 100 can simplify the circuit configuration while reducing the power consumption by increasing the tracking cycle.

ここで、コンバージョン周期の比較的初期段階でアナログ積分部130への電荷の転送を終了させるスイッチトキャパシタは、転送後の制御により、トラッキング周期を増加させる効果が大きい。したがって、制御部180は、初期段階で電荷の転送を終了させるスイッチトキャパシタに対して、より早くトラッキング周期を開始させるように制御することが望ましい。その一方で、コンバージョン周期の後半でアナログ積分部130への電荷の転送を終了させるスイッチトキャパシタは、トラッキング周期を増加させる効果が低減する。したがって、制御部180は、コンバージョン周期の後半で電荷の転送を終了させるスイッチトキャパシタに対して、コンバージョン周期Tcが終了してからトラッキング周期Ttを開始させて、制御動作を簡略化させてよい。 Here, the switched capacitor that terminates the transfer of electric charges to the analog integrator 130 at a relatively early stage of the conversion cycle has a great effect of increasing the tracking cycle by controlling after the transfer. Therefore, it is desirable that the control unit 180 controls the switched capacitor that terminates the charge transfer at the initial stage so as to start the tracking cycle earlier. On the other hand, the switched capacitor that ends the transfer of electric charge to the analog integrator 130 in the latter half of the conversion cycle reduces the effect of increasing the tracking cycle. Therefore, the control unit 180 may simplify the control operation by starting the tracking cycle Tt after the conversion cycle Tc ends for the switched capacitor that finishes the charge transfer in the latter half of the conversion cycle.

図8は、本実施形態に係る制御部180が、インクリメンタル型デルタシグマAD変換器100の消費電力を低減させる制御を実行した場合の信号波形の第3例を示す。図8は、図5に示す信号波形と同様に、横方向は時間を示し、縦方向は波高値を示す。また、図8は、図5と同様に、トラッキング周期を「tracking」と示し、コンバージョン周期を「conversion」と示す。 FIG. 8 shows a third example of a signal waveform when the control unit 180 according to the present embodiment controls to reduce the power consumption of the incremental delta-sigma AD converter 100. FIG. 8 shows the time in the horizontal direction and the peak value in the vertical direction, similar to the signal waveform shown in FIG. Further, in FIG. 8, similarly to FIG. 5, the tracking cycle is indicated by “tracking” and the conversion cycle is indicated by “conversion”.

図8は、図6および図7と同様に、制御部180が、サンプルホールド部110の動作を除き、図5で説明した動作と同様の動作を実行する例を示す。したがって、制御部180がm個のスイッチトキャパシタのそれぞれに供給する制御信号φt1、φt2、・・・、φtmの信号波形以外は、図5、図6、および図7の信号波形と略同一となるので、ここでは説明を省略する。 FIG. 8 shows an example in which the control unit 180 executes an operation similar to the operation described with reference to FIG. 5 except for the operation of the sample hold unit 110, similarly to FIGS. 6 and 7. Therefore, the signal waveforms of FIGS. 5, 6, and 7 are substantially the same except for the signal waveforms of the control signals φt1, φt2, ..., Φtm supplied by the control unit 180 to each of the m switched capacitors. Therefore, the description is omitted here.

図8は、制御部180が、コンバージョン周期において、転送動作が終了した複数のスイッチトキャパシタのうち、一部毎の充電動作を異なるタイミングで開始させた例を示す。例えば、制御部180は、サンプルホールド部110の第1番目から第j番目のキャパシタに供給する制御信号を、略同一の制御信号φt1とする(j<m)。これにより、第3例のインクリメンタル型デルタシグマAD変換器100は、第1番目から第j番目のキャパシタのトラッキング周期を(m−j+1)・Tdに増加させることができる。 FIG. 8 shows an example in which the control unit 180 starts the charging operation for each part of the plurality of switched capacitors whose transfer operation has been completed at different timings in the conversion cycle. For example, the control unit 180 sets the control signals supplied to the first to jth capacitors of the sample hold unit 110 to substantially the same control signal φt1 (j <m). As a result, the incremental delta-sigma AD converter 100 of the third example can increase the tracking period of the first to jth capacitors to (m−j + 1) · Td.

また、制御部180は、サンプルホールド部110の第j+1番目から第m番目のキャパシタに供給する制御信号を、略同一の制御信号φt2とする。ここで、制御信号φt2は、図5で説明した制御信号φtと略同一の信号でよい。このように、第3例のインクリメンタル型デルタシグマAD変換器100は、2つの制御信号を用いることにより、消費電力を低下化させつつ、回路の構成を簡略化させることができる。 Further, the control unit 180 sets the control signal supplied to the j + 1st to mth capacitors of the sample hold unit 110 to be substantially the same control signal φt2. Here, the control signal φt2 may be substantially the same signal as the control signal φt described with reference to FIG. As described above, the incremental type delta-sigma AD converter 100 of the third example can simplify the circuit configuration while reducing the power consumption by using the two control signals.

なお、図8に示す信号波形は、制御部180が、複数のスイッチトキャパシタを2つのグループに分け、グループ毎に充電を開始するタイミングを制御する例を示した。本実施形態に係るインクリメンタル型デルタシグマAD変換器100は、これに限定されることはなく、より多くのグループに分けてもよい。即ち、制御部180は、複数のスイッチトキャパシタを3以上のグループに分け、グループ毎に充電を開始するタイミングを制御してもよい。 The signal waveform shown in FIG. 8 shows an example in which the control unit 180 divides a plurality of switched capacitors into two groups and controls the timing of starting charging for each group. The incremental delta-sigma AD converter 100 according to the present embodiment is not limited to this, and may be divided into more groups. That is, the control unit 180 may divide a plurality of switched capacitors into three or more groups and control the timing at which charging is started for each group.

以上の本実施形態に係るインクリメンタル型デルタシグマAD変換器100は、サンプルホールド部110が、オーバーサンプリング比Nと、同数のスイッチトキャパシタを有する例を説明した。これに代えて、サンプルホールド部110は、オーバーサンプリング比Nと比較して、小さい数のスイッチトキャパシタを有してもよい。この場合においても、制御部180が、コンバージョン周期において、少なくとも一部のスイッチトキャパシタのトラッキング周期の動作を開始させることで、消費電力を低下させることができる。この場合の信号波形の一例を、次に示す。 In the incremental delta-sigma AD converter 100 according to the present embodiment, the example in which the sample hold unit 110 has the same number of switched capacitors as the oversampling ratio N has been described. Instead, the sample hold unit 110 may have a smaller number of switched capacitors as compared to the oversampling ratio N. Even in this case, the power consumption can be reduced by causing the control unit 180 to start the operation of the tracking cycle of at least a part of the switched capacitors in the conversion cycle. An example of the signal waveform in this case is shown below.

図9は、本実施形態に係る制御部180が、インクリメンタル型デルタシグマAD変換器100の消費電力を低減させる制御を実行した場合の信号波形の第4例を示す。図9は、図5に示す信号波形と同様に、横方向は時間を示し、縦方向は波高値を示す。また、図9は、図5と同様に、トラッキング周期を「tracking」と示し、コンバージョン周期を「conversion」と示す。 FIG. 9 shows a fourth example of a signal waveform when the control unit 180 according to the present embodiment controls to reduce the power consumption of the incremental delta-sigma AD converter 100. FIG. 9 shows the time in the horizontal direction and the peak value in the vertical direction, similar to the signal waveform shown in FIG. Further, FIG. 9 shows the tracking cycle as “tracking” and the conversion cycle as “conversion”, as in FIG.

図9は、図6から図8と同様に、制御部180が、サンプルホールド部110の動作を除き、図5で説明した動作と同様の動作を実行する例を示す。したがって、制御部180がl個のスイッチトキャパシタのそれぞれに供給する制御信号φt1、φt2、・・・、φtl以外は、図5から図8の信号波形と略同一となるので、ここでは説明を省略する(m>l)。 FIG. 9 shows an example in which the control unit 180 executes an operation similar to the operation described with reference to FIG. 5 except for the operation of the sample hold unit 110, similarly to FIGS. 6 to 8. Therefore, except for the control signals φt1, φt2, ..., Φtl supplied by the control unit 180 to each of the l switched capacitors, the signal waveforms are substantially the same as those of FIGS. 5 to 8, and the description thereof is omitted here. (M> l).

第4例においても、制御部180は、スイッチトキャパシタの数に関係なく、複数のスイッチトキャパシタのうち、充電動作を開始させるスイッチトキャパシタに対して、転送動作を実行したクロックタイミングの次のクロックタイミングにおいて充電動作を開始させてよい。即ち、制御部180は、l個のスイッチトキャパシタに対して異なる制御信号φt1、φt2、・・・、φtlを生成し、それぞれ供給する。 Also in the fourth example, the control unit 180 performs the transfer operation with respect to the switched capacitors among the plurality of switched capacitors regardless of the number of the switched capacitors at the clock timing next to the clock timing at which the transfer operation is executed. The charging operation may be started. That is, the control unit 180 generates and supplies different control signals φt1, φt2, ..., Φtl for each of the switched capacitors.

制御部180は、例えば、第1番目のキャパシタCs1p1およびCs1n1に充電された電荷を、コンバージョン周期の第1番目のタイミングにおいて、アナログ積分部130へと放電させる。そして、制御部180は、コンバージョン周期の第2番目のタイミングにおいて、第1番目のキャパシタCs1p1およびCs1n1の次のアナログ入力信号の充電動作を開始させる。即ち、制御部180は、第1番目のキャパシタCs1p1およびCs1n1に対して、第1番目のタイミングでロー電位、第2番目のタイミングでハイ電位となる制御信号φt1を供給する。 The control unit 180 discharges the electric charges charged in the first capacitors C s1p1 and C s1n1 to the analog integrator 130 at the first timing of the conversion cycle, for example. Then, the control unit 180 starts the charging operation of the next analog input signal of the first capacitors C s1p1 and C s1n1 at the second timing of the conversion cycle. That is, the control unit 180 supplies the control signal φt1 having a low potential at the first timing and a high potential at the second timing to the first capacitors C s1p1 and C s1n1 .

また、制御部180は、第2番目のキャパシタCs1p2およびCs1n2に充電された電荷を、コンバージョン周期の第2番目のタイミングにおいて、アナログ積分部130へと放電させる。そして、制御部180は、コンバージョン周期の第3番目のタイミングにおいて、第2番目のキャパシタCs1p2およびCs1n2の次のアナログ入力信号の充電動作を開始させる。即ち、制御部180は、第2番目のキャパシタCs1p2およびCs1n2に対して、第1番目のタイミングでロー電位、第3番目のタイミングでハイ電位となる制御信号φt2を供給する。 Further, the control unit 180 discharges the electric charges charged in the second capacitors C s1p2 and C s1n2 to the analog integrator 130 at the second timing of the conversion cycle. Then, the control unit 180 starts the charging operation of the next analog input signal of the second capacitors C s1p2 and C s1n2 at the third timing of the conversion cycle. That is, the control unit 180 supplies the second capacitors C s1p2 and C s1n2 with a control signal φt2 having a low potential at the first timing and a high potential at the third timing.

このように、制御部180は、図6で説明したm個のスイッチトキャパシタに対する制御のうち、l個までのスイッチトキャパシタに対する制御信号と同様の動作を実行してよい。これにより、サンプルホールド部110における電力消費を低減させることができる。また、制御部180のl個のスイッチトキャパシタに対する制御動作は、図9で説明した動作に限定されることはない。制御部180は、図7および図8で説明したように、一部のスイッチトキャパシタに対する制御信号を共通にしてもよい。 As described above, the control unit 180 may execute the same operation as the control signal for up to l switched capacitors among the controls for m switched capacitors described with reference to FIG. As a result, the power consumption in the sample hold unit 110 can be reduced. Further, the control operation of the control unit 180 for l switched capacitors is not limited to the operation described with reference to FIG. As described with reference to FIGS. 7 and 8, the control unit 180 may share a control signal for some switched capacitors.

なお、l個のスイッチトキャパシタの放電動作が終了した場合、全てのスイッチトキャパシタに対するトラッキング周期が開始されることになる。そこで、制御部180は、次のコンバージョン周期の開始時刻を早めてもよい。即ち、制御部180は、1変換サイクルをより短い時間にしてよい。以上の制御部180および/またはデジタル演算部30は、少なくとも一部が計算機等で構成されてよい。 When the discharge operation of the l switched capacitors is completed, the tracking cycle for all the switched capacitors is started. Therefore, the control unit 180 may advance the start time of the next conversion cycle. That is, the control unit 180 may make one conversion cycle shorter. At least a part of the control unit 180 and / or the digital calculation unit 30 may be composed of a computer or the like.

以上の本発明の様々な実施形態は、フローチャートおよびブロック図を参照して記載されてよい。フローチャートおよびブロック図におけるブロックは、(1)オペレーションが実行されるプロセスの段階または(2)オペレーションを実行する役割を持つ装置の「部」として表現されてよい。特定の段階および「部」が、専用回路、コンピュータ可読記憶媒体上に格納されるコンピュータ可読命令と共に供給されるプログラマブル回路、および/またはコンピュータ可読記憶媒体上に格納されるコンピュータ可読命令と共に供給されるプロセッサによって実装されてよい。 The various embodiments of the present invention described above may be described with reference to flowcharts and block diagrams. Blocks in flowcharts and block diagrams may be represented as (1) the stage of the process in which the operation is performed or (2) the "part" of the device responsible for performing the operation. Specific stages and "parts" are supplied with dedicated circuits, programmable circuits supplied with computer-readable instructions stored on computer-readable storage media, and / or with computer-readable instructions stored on computer-readable storage media. It may be implemented by the processor.

なお、専用回路は、デジタルおよび/またはアナログハードウェア回路を含んでよく、また、集積回路(IC)および/またはディスクリート回路を含んでよい。プログラマブル回路は、例えば、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)、およびプログラマブルロジックアレイ(PLA)等のような、論理和、排他的論理和、否定論理積、否定論理和、および他の論理演算、フリップフロップ、レジスタ、並びにメモリエレメントを含む、再構成可能なハードウェア回路を含んでよい。 The dedicated circuit may include digital and / or analog hardware circuits, and may also include integrated circuits (ICs) and / or discrete circuits. Programmable circuits include, for example, field programmable gate arrays (FPGAs), programmable logic arrays (PLAs), etc., such as logical sums, exclusive logical sums, negative logical products, negative logical sums, and other logical operations, flip-flops. , Registers, and reconfigurable hardware circuits, including memory elements.

コンピュータ可読記憶媒体は、適切なデバイスによって実行される命令を格納可能な任意の有形なデバイスを含んでよい。これにより、当該有形なデバイスに格納される命令を有するコンピュータ可読記憶媒体は、フローチャートまたはブロック図で指定されたオペレーションを実行するための手段を作成すべく実行され得る命令を含む、製品を備えることになる。コンピュータ可読記憶媒体の例としては、電子記憶媒体、磁気記憶媒体、光記憶媒体、電磁記憶媒体、半導体記憶媒体等が含まれてよい。 The computer-readable storage medium may include any tangible device capable of storing instructions executed by the appropriate device. Thereby, the computer-readable storage medium having the instructions stored in the tangible device comprises a product containing instructions that can be executed to create means for performing the operation specified in the flowchart or block diagram. become. Examples of computer-readable storage media may include electronic storage media, magnetic storage media, optical storage media, electromagnetic storage media, semiconductor storage media, and the like.

コンピュータ可読記憶媒体のより具体的な例としては、フロッピー(登録商標)ディスク、ディスケット、ハードディスク、ランダムアクセスメモリ(RAM)、リードオンリメモリ(ROM)、消去可能プログラマブルリードオンリメモリ(EPROMまたはフラッシュメモリ)、電気的消去可能プログラマブルリードオンリメモリ(EEPROM)、静的ランダムアクセスメモリ(SRAM)、コンパクトディスクリードオンリメモリ(CD-ROM)、デジタル多用途ディスク(DVD)、ブルーレイ(登録商標)ディスク、メモリスティック、集積回路カード等が含まれてよい。 More specific examples of computer-readable storage media include floppy (registered trademark) disks, diskettes, hard disks, random access memory (RAM), read-only memory (ROM), and erasable programmable read-only memory (EPROM or flash memory). , Electrically Erasable Programmable Read Only Memory (EEPROM), Static Random Access Memory (SRAM), Compact Disc Read Only Memory (CD-ROM), Digital Versatile Disc (DVD), Blu-ray® Disc, Memory Stick , Integrated circuit card, etc. may be included.

コンピュータ可読命令は、アセンブラ命令、命令セットアーキテクチャ(ISA)命令、マシン命令、マシン依存命令、マイクロコード、ファームウェア命令、状態設定データ等を含んでよい。また、コンピュータ可読命令は、Smalltalk、JAVA(登録商標)、C++等のようなオブジェクト指向プログラミング言語、および「C」プログラミング言語または同様のプログラミング言語のような従来の手続型プログラミング言語を含む、1または複数のプログラミング言語の任意の組み合わせで記述されたソースコードまたはオブジェクトコードを含んでよい。 Computer-readable instructions may include assembler instructions, instruction set architecture (ISA) instructions, machine instructions, machine-dependent instructions, microcode, firmware instructions, state setting data, and the like. Computer-readable instructions also include object-oriented programming languages such as Smalltalk, JAVA®, C ++, etc., and conventional procedural programming languages such as the "C" programming language or similar programming languages. It may include source code or object code written in any combination of multiple programming languages.

コンピュータ可読命令は、ローカルにまたはローカルエリアネットワーク(LAN)、インターネット等のようなワイドエリアネットワーク(WAN)を介して、汎用コンピュータ、特殊目的のコンピュータ、もしくは他のプログラム可能なデータ処理装置のプロセッサ、またはプログラマブル回路に提供されてよい。これにより、汎用コンピュータ、特殊目的のコンピュータ、もしくは他のプログラム可能なデータ処理装置のプロセッサ、またはプログラマブル回路は、フローチャートまたはブロック図で指定されたオペレーションを実行するための手段を作成するために、当該コンピュータ可読命令を実行できる。なお、プロセッサの例としては、コンピュータプロセッサ、処理ユニット、マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ等を含む。 Computer-readable instructions are used locally or via a local area network (LAN), wide area network (WAN) such as the Internet, etc., for general purpose computers, special purpose computers, or processors of other programmable data processing devices. Alternatively, it may be provided in a programmable circuit. This allows a general purpose computer, a special purpose computer, or the processor of another programmable data processing unit, or a programmable circuit, to create a means for performing an operation specified in a flowchart or block diagram. Can execute computer-readable instructions. Examples of processors include computer processors, processing units, microprocessors, digital signal processors, controllers, microcontrollers, and the like.

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。 Although the present invention has been described above using the embodiments, the technical scope of the present invention is not limited to the scope described in the above embodiments. It will be apparent to those skilled in the art that various changes or improvements can be made to the above embodiments. It is clear from the description of the claims that such modified or improved forms may also be included in the technical scope of the present invention.

特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。 The order of execution of operations, procedures, steps, steps, etc. in the devices, systems, programs, and methods shown in the claims, specification, and drawings is particularly "before" and "prior to". It should be noted that it can be realized in any order unless the output of the previous process is used in the subsequent process. Even if the scope of claims, the specification, and the operation flow in the drawings are explained using "first," "next," etc. for convenience, it means that it is essential to carry out in this order. It's not a thing.

10 入力端子、20 インクリメンタル型デルタシグマAD変調器、30 デジタル演算部、40 出力端子、100 インクリメンタル型デルタシグマAD変換器、110 サンプルホールド部、120 加算部、130 アナログ積分部、140 フィードフォワード部、150 量子化部、160 DA変換部、162 第1スイッチ部、164 第2スイッチ部、166 第3スイッチ部、170 リセット部、180 制御部、210 第1アナログ積分器、212 第1アナログ増幅器、214 正側リセットスイッチ、216 負側リセットスイッチ、220 第2アナログ積分器、222 第2アナログ増幅器、224 正側リセットスイッチ、226 負側リセットスイッチ、230 第3アナログ積分器、232 第3アナログ増幅器、234 正側リセットスイッチ、236 負側リセットスイッチ、240 第1スイッチトキャパシタ、242 前段スイッチ、244 後段スイッチ、245 第2スイッチトキャパシタ、246 前段スイッチ、248 後段スイッチ、250 第1フィードフォワード部、252 第1FFスイッチ、260 第2フィードフォワード部、262 第2FFスイッチ、270 第3フィードフォワード部、272 第3FFスイッチ、280 第4フィードフォワード部、282 第4FFスイッチ 10 input terminal, 20 incremental delta sigma AD modulator, 30 digital arithmetic unit, 40 output terminal, 100 incremental delta sigma AD converter, 110 sample hold unit, 120 adder unit, 130 analog integrator unit, 140 feed forward unit, 150 Quantization unit, 160 DA conversion unit, 162 1st switch unit, 164 2nd switch unit, 166 3rd switch unit, 170 reset unit, 180 control unit, 210 1st analog integrator, 212 1st analog amplifier, 214 Positive side reset switch, 216 Negative side reset switch, 220 2nd analog integrator, 222 2nd analog amplifier, 224 Positive side reset switch, 226 Negative side reset switch, 230 3rd analog integrator, 232 3rd analog amplifier, 234 Positive side reset switch, 236 negative side reset switch, 240 1st switched capacitor, 242 front switch, 244 rear switch, 245 2nd switched capacitor, 246 front switch, 248 back switch, 250 1st feed forward part, 252 1st FF switch , 260 2nd feed forward section, 262 2nd FF switch, 270 3rd feed forward section, 272 3rd FF switch, 280 4th feed forward section, 282 4th FF switch

Claims (13)

複数のスイッチトキャパシタを有し、入力信号をサンプリングするサンプルホールド部と、
アナログ積分器を有し、前記サンプルホールド部がサンプリングした前記入力信号に基づくアナログ信号を積分するアナログ積分部と、
前記アナログ積分部の出力信号を量子化する量子化部と、
予め定められたトラッキング周期において前記複数のスイッチトキャパシタに前記入力信号をそれぞれ充電させ、予め定められたコンバージョン周期において前記複数のスイッチトキャパシタに充電した電荷を前記アナログ積分部に順次転送させる制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記コンバージョン周期において、前記複数のスイッチトキャパシタのうち、少なくとも1つのスイッチトキャパシタに対する次のトラッキング周期のための前記入力信号の充電動作を、前記少なくとも1つのスイッチトキャパシタから前記アナログ積分部への転送動作が終了した後に開始させる、インクリメンタル型デルタシグマAD変調器。
A sample hold unit that has multiple switched capacitors and samples the input signal,
An analog integrator that has an analog integrator and integrates an analog signal based on the input signal sampled by the sample hold unit, and an analog integrator.
A quantization unit that quantizes the output signal of the analog integration unit,
A control unit that charges the plurality of switched capacitors with the input signals in a predetermined tracking cycle and sequentially transfers the charges charged in the plurality of switched capacitors to the analog integrating unit in a predetermined conversion cycle.
With
In the conversion cycle, the control unit performs the charging operation of the input signal for the next tracking cycle for at least one switched capacitor among the plurality of switched capacitors from the at least one switched capacitor to the analog integrating unit. An incremental delta-sigma AD modulator that is started after the transfer operation to is completed.
前記制御部は、前記コンバージョン周期において、前記複数のスイッチトキャパシタのそれぞれについて、次のトラッキング周期のための前記充電動作を、前記転送動作が終了した後に順次開始させる、請求項1に記載のインクリメンタル型デルタシグマAD変調器。 The incremental type according to claim 1, wherein the control unit sequentially starts the charging operation for the next tracking cycle for each of the plurality of switched capacitors in the conversion cycle after the transfer operation is completed. Delta sigma AD modulator. 前記制御部は、前記コンバージョン周期において、前記転送動作が終了した前記複数のスイッチトキャパシタのうち、2以上のスイッチトキャパシタの前記充電動作を同一のタイミングで開始させ、残りの一部の前記充電動作をそれぞれ異なるタイミングで開始させる、請求項1に記載のインクリメンタル型デルタシグマAD変調器。 In the conversion cycle, the control unit starts the charging operation of two or more switched capacitors among the plurality of switched capacitors whose transfer operation has been completed at the same timing, and performs the remaining charging operation of a part of the switched capacitors. The incremental delta-sigma AD modulator according to claim 1, which is started at different timings. 前記制御部は、前記コンバージョン周期において、前記転送動作が終了した前記複数のスイッチトキャパシタのうち、一部毎の前記充電動作を異なるタイミングで開始させる、請求項1に記載のインクリメンタル型デルタシグマAD変調器。 The incremental delta-sigma AD modulation according to claim 1, wherein the control unit starts the charging operation for each part of the plurality of switched capacitors whose transfer operation has been completed in the conversion cycle. vessel. 前記制御部は、前記複数のスイッチトキャパシタのうち、前記充電動作を開始させるスイッチトキャパシタに対して、前記転送動作を実行したクロックタイミングの次のクロックタイミングにおいて前記充電動作を開始させる、請求項2または3に記載のインクリメンタル型デルタシグマAD変調器。 The control unit starts the charging operation of the switched capacitor that starts the charging operation among the plurality of switched capacitors at the clock timing next to the clock timing at which the transfer operation is executed. 3. The incremental delta-sigma AD modulator according to 3. 予め定められた第1周期で前記アナログ積分部が保持する積分値をリセットするリセット部を更に備える、請求項1から5のいずれか一項に記載のインクリメンタル型デルタシグマAD変調器。 The incremental delta-sigma AD modulator according to any one of claims 1 to 5, further comprising a reset unit that resets the integrated value held by the analog integrating unit in a predetermined first cycle. 前記複数のスイッチトキャパシタは、前記第1周期においてN回のサンプリング結果を出力し、
前記第1周期は、前記トラッキング周期および前記コンバージョン周期の和である、請求項6に記載のインクリメンタル型デルタシグマAD変調器。
The plurality of switched capacitors output the sampling result of N times in the first cycle.
The incremental delta-sigma AD modulator according to claim 6, wherein the first cycle is the sum of the tracking cycle and the conversion cycle.
前記サンプルホールド部は、前記第1周期に対するサンプリング数の比であるオーバーサンプリング比Nと、同数のスイッチトキャパシタを有する、請求項7に記載のインクリメンタル型デルタシグマAD変調器。 The incremental delta-sigma AD modulator according to claim 7, wherein the sample hold unit has an oversampling ratio N, which is the ratio of the number of samples to the first period, and the same number of switched capacitors. 前記サンプルホールド部は、前記第1周期に対するサンプリング数の比であるオーバーサンプリング比Nと比較して、小さい数のスイッチトキャパシタを有する、請求項7に記載のインクリメンタル型デルタシグマAD変調器。 The incremental delta-sigma AD modulator according to claim 7, wherein the sample holding unit has a small number of switched capacitors as compared with an oversampling ratio N which is a ratio of the number of samples to the first period. 前記量子化部の出力をDA変換して前記アナログ積分部にフィードバックするフィードバック信号を出力するDA変換部と、
前記サンプルホールド部の出力に前記フィードバック信号を加算して、前記アナログ信号として前記アナログ積分部に供給する加算部と、
を備える
請求項1から9のいずれか一項に記載のインクリメンタル型デルタシグマAD変調器。
A DA conversion unit that DA-converts the output of the quantization unit and outputs a feedback signal that feeds back to the analog integration unit.
An addition unit that adds the feedback signal to the output of the sample hold unit and supplies it as the analog signal to the analog integration unit.
The incremental delta-sigma AD modulator according to any one of claims 1 to 9.
前記アナログ積分部は、複数の前記アナログ積分器を有する、請求項1から10のいずれか一項に記載のインクリメンタル型デルタシグマAD変調器。 The incremental delta-sigma AD modulator according to any one of claims 1 to 10, wherein the analog integrator has a plurality of the analog integrators. 前記入力信号を前記量子化部へと伝達するフィードフォワード部を更に備える、請求項1から11のいずれか一項に記載のインクリメンタル型デルタシグマAD変調器。 The incremental delta-sigma AD modulator according to any one of claims 1 to 11, further comprising a feedforward unit that transmits the input signal to the quantization unit. 請求項1から12のいずれか一項に記載のインクリメンタル型デルタシグマAD変調器と、
前記量子化部の出力をフィルタリングするデジタル演算部と、
を備える
インクリメンタル型デルタシグマAD変換器。
The incremental delta-sigma AD modulator according to any one of claims 1 to 12.
A digital arithmetic unit that filters the output of the quantization unit, and
Incremental type delta-sigma AD converter equipped with.
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JP4302672B2 (en) * 2005-07-14 2009-07-29 シャープ株式会社 AD converter
US7446686B2 (en) * 2006-09-22 2008-11-04 Cirrus Logic, Inc. Incremental delta-sigma data converters with improved stability over wide input voltage ranges
JP2011223532A (en) * 2010-04-14 2011-11-04 Panasonic Corp Multichannel sample holding circuit and ad converter using the same
JP5945832B2 (en) * 2012-03-14 2016-07-05 パナソニックIpマネジメント株式会社 Analog-digital conversion circuit and driving method thereof
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