JP6823478B2 - Incremental delta-sigma AD converter and adjustment method - Google Patents

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本発明は、インクリメンタル型デルタシグマAD変換器および調整方法に関する。 The present invention relates to an incremental delta-sigma AD converter and an adjustment method.

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AD変換器が知られていた(例えば、特許文献1参照)。
特許文献1 国際公開第2013/136676号
Conventionally, in an AD converter having a plurality of integrating circuits and converting an analog signal into a digital signal, an incremental delta-sigma AD converter that resets the electric charge accumulated in the integrating circuit at a predetermined time interval is known. (See, for example, Patent Document 1).
Patent Document 1 International Publication No. 2013/136676

このようなインクリメンタル型デルタシグマAD変換器は、積分回路に蓄積された電荷をリセットする周期で、デジタル変換されたデジタルデータを出力するので、当該周期が1変換サイクルとなっていた。性能およびコストが同一であれば、AD変換器の変換速度は速い方が望ましく、インクリメンタル型デルタシグマAD変換器においても、コスト、分解能、および精度等を保ったまま変換速度が向上することが望まれていた。 Since such an incremental type delta-sigma AD converter outputs digitally converted digital data in a cycle of resetting the electric charge accumulated in the integrating circuit, the cycle is one conversion cycle. If the performance and cost are the same, it is desirable that the conversion speed of the AD converter is high, and it is hoped that the conversion speed of the incremental delta-sigma AD converter will be improved while maintaining the cost, resolution, accuracy, etc. It was rare.

本発明の第1の態様においては、入力アナログ信号をデルタシグマ変調した変調デジタル信号を出力するデルタシグマ変換部と、変調デジタル信号をフィルタリングしたデジタル信号を、アナログ信号のAD変換結果として出力するデジタルフィルタ部と、を備え、デジタルフィルタ部は、変調デジタル信号を積算する第1演算から、変調デジタル信号の重み付け和を演算する第2演算に切り換える、インクリメンタル型デルタシグマAD変換器および調整方法を提供する。 In the first aspect of the present invention, a delta-sigma converter that outputs a delta-sigma-modulated modulated digital signal of an input analog signal and a digital that outputs a digital signal obtained by filtering the modulated digital signal as an AD conversion result of the analog signal. A filter unit is provided, and the digital filter unit provides an incremental delta-sigma AD converter and an adjustment method for switching from a first operation for integrating a modulated digital signal to a second operation for calculating a weighted sum of modulated digital signals. To do.

なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な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 necessary 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10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 10 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. 本実施形態に係るインクリメンタル型デルタシグマAD変換器10のタイミングチャートの第1例を示す。A first example of the timing chart of the incremental delta-sigma AD converter 10 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10のタイミングチャートの第2例を示す。A second example of the timing chart of the incremental delta-sigma AD converter 10 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10の変形例を示す。A modification of the incremental delta-sigma AD converter 10 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.

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10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10は、内部の回路をリセットしつつ、入力端子12から入力するアナログ信号Ainをデジタル信号Doutに変換して出力端子14から出力する。インクリメンタル型デルタシグマAD変換器10は、デジタルフィルタの演算動作を切り換えることで、デジタル信号Doutに変換する速度を向上させる。インクリメンタル型デルタシグマAD変換器10は、入力端子12と、出力端子14と、デルタシグマ変換部100と、デジタルフィルタ部190と、を備える。 FIG. 1 shows an example of a block diagram of the incremental delta-sigma AD converter 10 according to the present embodiment. The incremental type delta-sigma AD converter 10 converts the analog signal A in input from the input terminal 12 into a digital signal D out and outputs it from the output terminal 14 while resetting the internal circuit. The incremental type delta-sigma AD converter 10 improves the speed of conversion into a digital signal D out by switching the calculation operation of the digital filter. The incremental type delta-sigma AD converter 10 includes an input terminal 12, an output terminal 14, a delta-sigma conversion unit 100, and a digital filter unit 190.

入力端子12は、入力アナログ信号Ainを入力する。入力端子12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12が差動入力の場合、当該入力端子12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12は、入力した入力信号Ainをデルタシグマ変換部100に供給する。 The input terminal 12 inputs an input analog signal A in . The input terminal 12 may be a single-ended input, and may be a differential input instead. When the input terminal 12 is a differential input, the input terminal 12 receives a positive signal A inp from the positive input and a negative signal A inn from the negative input. The input terminal 12 supplies the input input signal A in to the delta-sigma conversion unit 100.

出力端子14は、入力アナログ信号Ainに応じて当該インクリメンタル型デルタシグマAD変換器10が変換したデジタル信号DOUTを出力する。出力端子14は、シングルエンド出力でよく、これに代えて、差動出力であってもよい。 The output terminal 14 outputs the digital signal D OUT converted by the incremental delta-sigma AD converter 10 in response to the input analog signal A in . The output terminal 14 may be a single-ended output, and may be a differential output instead.

デルタシグマ変換部100は、入力アナログ信号Ainをデルタシグマ変調した変調デジタル信号Yを出力する。デルタシグマ変換部100は、加算部120と、アナログ積分部130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、を有する。 The delta-sigma conversion unit 100 outputs a modulated digital signal Y obtained by delta-sigma-modulating the input analog signal A in . The delta-sigma conversion unit 100 includes an addition unit 120, an analog integration unit 130, a quantization unit 150, a DA conversion unit 160, a reset unit 170, and a control unit 180.

加算部120は、入力端子12から入力する入力信号AinにDA変換部からのフィードバック信号を加算する。加算部120は、入力端子12が差動入力の場合、当該差動信号の正側信号Ainpおよび負側信号Ainpに、それぞれ符号の異なるフィードバック信号を加算してよい。加算部120は、加算結果をアナログ積分部130に供給する。 The addition unit 120 adds a feedback signal from the DA conversion unit to the input signal A in input from the input terminal 12. When the input terminal 12 is a differential input, the addition unit 120 may add feedback signals having different symbols to the positive side signal A imp and the negative side signal A imp of the differential signal. The addition unit 120 supplies the addition result to the analog integration unit 130.

アナログ積分部130は、アナログ積分器を含み、加算部120の出力を積分する。アナログ積分部130は、縦続接続された複数のアナログ積分器を含んでよい。アナログ積分部130は、積分した結果を出力信号Vout(i)として量子化部150に供給する。 The analog integrator 130 includes an analog integrator and integrates the output of the adder 120. The analog integrator 130 may include a plurality of vertically connected analog integrators. The analog integrating unit 130 supplies the integrated result as an output signal V out (i) to the quantization unit 150.

量子化部150は、アナログ積分部130の出力信号Vout(i)を量子化する。量子化部150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。即ち、量子化部150は、アナログ積分部130の出力信号Vout(i)を2値または多値のデジタル信号に量子化してよい。 The quantization unit 150 quantizes the output signal V out (i) of the analog integration unit 130. 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 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. That is, the quantization unit 150 may quantize the output signal V out (i) of the analog integration unit 130 into a binary or multi-valued digital signal.

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)であり、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、出力信号Vout(i)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Vout(i)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 is a sequence (serial digital code) of a predetermined number of 1-bit data (digital codes), and the digital codes are integrated. The value 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 V out (i) and a predetermined threshold value for each clock signal, and sets the output signal V out (i) to 1 or 1 or not depending on whether or not the threshold value is exceeded. It may be converted to a digital code of 0.

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)であり、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Vout(i)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Vout(i)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 is a sequence (serial digital code) of a predetermined number of M-bit data (digital codes), and the digital code is used. The integrated value 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 V out (i) and a predetermined M-bit threshold with a comparator for M bits for each clock signal, and determines whether or not each comparator exceeds the threshold. Correspondingly, the output signal V out (i) 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変換器10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、外部から供給される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、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に等しくなる。 That is, the incremental type delta sigma AD converter 10 converts the input signal A in into a digital value at a constant conversion cycle, but the quantization unit 150 is a clock signal supplied from the outside, which is faster than one conversion cycle. Etc., the serial digital code corresponding to the input 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, and the number of samples per conversion cycle is used as the oversampling ratio. That is, the number of digital codes included in the serial digital code is equal to the oversampling ratio.

例えば、インクリメンタル型デルタシグマAD変換器10のオーバーサンプリング比が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を変調デジタル信号としてDA変換部160およびデジタルフィルタ部190に供給する。 For example, when the oversampling ratio of the incremental delta-sigma AD converter 10 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 as a modulated digital signal to the DA conversion unit 160 and the digital filter unit 190.

DA変換部160は、量子化部150の出力に基づいて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へと供給する。フィードバック信号は、予め定められた基準電圧でよい。フィードバック信号については後述する。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 outputs a feedback signal based on the output of the quantization unit 150. 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 as a feedback signal to the addition unit 120. The feedback signal may be a predetermined reference voltage. The feedback signal will be described later. 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、予め定められた周期毎にアナログ積分部130が保持する積分値をリセットする。また、リセット部170は、アナログ積分部130をリセットするタイミングで、デジタルフィルタ部190もリセットしてよい。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変換器10が入力信号Ainをデジタル値へ変換する毎に、アナログ積分部130およびデジタルフィルタ部190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変換サイクル毎に、アナログ積分部130およびデジタルフィルタ部190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 at predetermined intervals. Further, the reset unit 170 may also reset the digital filter unit 190 at the timing of resetting the analog integration unit 130. The reset unit 170 may reset the analog integrator unit 130 and the digital filter unit 190 each time the incremental type delta-sigma AD converter 10 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 filter unit 190 for each conversion cycle to a digital value to reset each.

制御部180は、当該インクリメンタル型デルタシグマAD変換器10の動作を制御する。制御部180は、例えば、アナログ積分部130およびデジタルフィルタ部190の動作を制御する。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、各部の制御動作を実行してよい。また、制御部180は、クロック発振器を有して、各部の制御動作を実行してもよい。 The control unit 180 controls the operation of the incremental delta-sigma AD converter 10. The control unit 180 controls, for example, the operations of the analog integration unit 130 and the digital filter unit 190. The control unit 180 may execute a control operation of each unit according to a clock signal or the like supplied from the inside or the outside. Further, the control unit 180 may have a clock oscillator and execute control operations of each unit.

デジタルフィルタ部190は、量子化部150が出力する変調デジタル信号をフィルタリングしたデジタル信号を、入力アナログ信号のAD変換結果として出力する。デジタルフィルタ部190は、予め定められた周期毎に、フィルタリングしたデジタル信号を出力してよい。デジタルフィルタ部190は、量子化部150から受け取ったデジタル信号Yをフィルタリングして出力する。デジタルフィルタ部190は、デジタル信号Yのビットストリームを積算する第1演算により、デジタル積分する積分フィルタとして機能してよい。この場合、デジタルフィルタ部190は、積算した値に予め定められた係数を乗じてデジタル値を演算してもよい。 The digital filter unit 190 outputs a digital signal obtained by filtering the modulated digital signal output by the quantization unit 150 as an AD conversion result of the input analog signal. The digital filter unit 190 may output a filtered digital signal at predetermined intervals. The digital filter unit 190 filters and outputs the digital signal Y received from the quantization unit 150. The digital filter unit 190 may function as an integration filter for digital integration by the first calculation for integrating the bit stream of the digital signal Y. In this case, the digital filter unit 190 may calculate the digital value by multiplying the integrated value by a predetermined coefficient.

また、デジタルフィルタ部190は、デジタル信号Yのビットストリームの重み付け和を演算する第2演算により、デジタル積分する演算フィルタとして機能してよい。デジタルフィルタ部190は、変調デジタル信号を積算する第1演算から、変調デジタル信号の重み付け和を演算する第2演算に切り換えてよい。デジタルフィルタ部190は、クロック信号と同期してデジタル値を演算してよい。また、デジタルフィルタ部190は、リセット部170からリセット信号を受け取ったことに応じて、積算量をリセットしてよい。 Further, the digital filter unit 190 may function as an arithmetic filter for digital integration by the second arithmetic for calculating the weighted sum of the bitstream of the digital signal Y. The digital filter unit 190 may switch from the first calculation of integrating the modulated digital signals to the second calculation of calculating the weighted sum of the modulated digital signals. The digital filter unit 190 may calculate a digital value in synchronization with the clock signal. Further, the digital filter unit 190 may reset the integrated amount in response to receiving the reset signal from the reset unit 170.

また、デジタルフィルタ部190は、ローパスフィルタを有し、量子化部150で発生する量子化ノイズを低減させてよい。また、デジタルフィルタ部190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。デジタルフィルタ部190は、演算結果のデジタル値を出力端子14に供給する。出力端子14は、受け取ったデジタル値を、当該インクリメンタル型デルタシグマAD変換器10のデジタル出力DOUTとして出力する。 Further, the digital filter unit 190 may have a low-pass filter to reduce the quantization noise generated in the quantization unit 150. Further, the digital filter unit 190 may have a decimation filter to reduce the sampling frequency. The digital filter unit 190 supplies the digital value of the calculation result to the output terminal 14. The output terminal 14 outputs the received digital value as the digital output D OUT of the incremental delta-sigma AD converter 10.

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10は、リセット部170によるアナログ積分部130およびデジタルフィルタ部190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10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 10 according to the present embodiment resets the analog integrating unit 130 and the digital filter unit 190 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 10 may operate as a delta-sigma AD converter if there is no reset operation by the reset unit 170.

図2は、本実施形態に係るアナログ積分部130の構成例を示す。図2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2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. 2 shows a configuration example of the analog integrator 130 according to the present embodiment. FIG. 2 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. 2 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2は、3つのアナログ積分器のそれぞれが、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. 2 shows an example in which each of the three analog integrators has two input terminals and two output terminals, respectively, and inputs a differential signal to output the 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2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. 2 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2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2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. 2 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. 2, 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2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, and discharges the accumulated electric charge, for example. In the example of FIG. 2, in response to an instruction from the reset unit 170, the positive reset switch 214, the negative reset switch 216, the positive reset switch 224, the negative reset switch 226, the positive reset switch 234, and the negative 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 front-stage switch switches the connection destination of one terminal of the capacitor to either the pre-stage circuit 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2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. 2 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 uses the front switch 242 and the rear switch 244 to charge the charge accumulated in the front feedback capacitor C i1p in the front stage by the capacitor C s2p to the positive feedback capacitor C i2p in the rear stage. 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2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. 2 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。 As described above, in the analog integrator 130, a plurality of analog integrators are connected in series, and the positive signal SP and the negative 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 charge accumulated in the feedback capacitor of the analog integrator at the latest stage to the quantization unit 150.

例えば、図2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に伝達されて量子化部150へと出力される。また、後述するように、アナログ積分部130がフィードフォワード部を有する場合、最も後段のアナログ積分器は、フィードフォワード部を介して量子化部150へと出力する。 For example, since the analog integrator 130 shown in FIG. 2 has a three-stage analog integrator, the charge accumulated in the first analog integrator 210 in the first clock is transferred to the third analog integrator 230 in the third clock. It is transmitted and output to the quantization unit 150. Further, as will be described later, when the analog integrator 130 has a feedforward unit, the analog integrator in the latter stage outputs to the quantization unit 150 via the feedforward unit.

また、制御部180は、アナログ積分部130に制御信号を供給して、このようなアナログ積分部130の動作を実行させる。制御部180は、一例として、予め定められた周波数のクロック信号を発生するクロック発振器を有し、アナログ積分部130にクロック信号を供給する。また、制御部180は、アナログ積分部130へのクロック信号の供給を停止して、アナログ積分部130の積分動作を停止させてよい。 Further, the control unit 180 supplies a control signal to the analog integration unit 130 to execute such an operation of the analog integration unit 130. As an example, the control unit 180 has a clock oscillator that generates a clock signal having a predetermined frequency, and supplies the clock signal to the analog integration unit 130. Further, the control unit 180 may stop the supply of the clock signal to the analog integration unit 130 to stop the integration operation of the analog integration unit 130.

なお、図2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。 Note that FIG. 2 has described an example in which the analog integrator 130 has three analog integrators, but instead, 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.

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10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変換器10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10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。 The incremental delta-sigma AD converter 10 according to the above embodiment integrates an input analog signal, and feedback control 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 converter 10 can accurately output the serial digital code corresponding to the input analog signal. Further, the incremental type delta-sigma AD converter 10 can digitally process such a serial digital code and output a digital signal corresponding to the analog signal with high accuracy.

インクリメンタル型デルタシグマAD変換器10は、デルタシグマAD変換器とは異なり、一定の周期でアナログ積分部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。 Unlike the delta-sigma AD converter, the incremental type delta-sigma AD converter 10 discharges and resets the electric charge accumulated in the analog integrator 130 at regular intervals. 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.

本実施形態のインクリメンタル型デルタシグマAD変換器10は、デジタルフィルタ部190が変調デジタル信号を積算する第1演算から、変調デジタル信号の重み付け和を演算する第2演算に切り換えることにより、AD変換結果の出力タイミングを調整する。このような調整動作を説明する前に、まず、インクリメンタル型デルタシグマAD変換器10が第1演算だけを実行した場合の動作について説明する。 The incremental delta-sigma AD converter 10 of the present embodiment switches from the first calculation in which the digital filter unit 190 integrates the modulated digital signals to the second calculation in which the weighted sum of the modulated digital signals is calculated, whereby the AD conversion result is obtained. Adjust the output timing of. Before explaining such an adjustment operation, first, an operation when the incremental type delta-sigma AD converter 10 executes only the first calculation will be described.

図3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10のタイミングチャートの第1例を示す。図3は、時間軸方向に、各部が処理するデータまたは各部のタイミング信号を示す。 FIG. 3 shows a first example of a timing chart of the incremental delta-sigma AD converter 10 according to the present embodiment. FIG. 3 shows the data processed by each part or the timing signal of each part in the time axis direction.

例えば、「CONV CLK」と示した信号波形は、インクリメンタル型デルタシグマAD変換器10の変換周期を示す。一例として、「CONV CLK」がハイ電位の場合に、リセット部170からリセット信号が各部に供給される。また、「CONV CLK」がロー電位の場合に、デルタシグマ変換部100およびデジタルフィルタ部190がクロック信号に応じて動作し、AD変換動作が実行される。なお、本実施形態において、「CONV CLK」がロー電位となる期間を、コンバージョン周期とする。 For example, the signal waveform shown as "CONV CLK" indicates the conversion period of the incremental delta-sigma AD converter 10. As an example, when "CONV CLK" has a high potential, a reset signal is supplied from the reset unit 170 to each unit. Further, when "CONV CLK" has a low potential, the delta-sigma conversion unit 100 and the digital filter unit 190 operate in response to the clock signal, and the AD conversion operation is executed. In the present embodiment, the period during which "CONV CLK" becomes a low potential is defined as the conversion cycle.

図3の「CLK」と示した信号波形は、クロック信号を示す。例えば、アナログ積分部130は、リセット部170からリセット信号を受け取ってから、1番目のクロック信号に応じて積分動作を開始し、2番目のクロック信号以降において、積分結果Vout(1)を出力し始める。 The signal waveform indicated by “CLK” in FIG. 3 indicates a clock signal. For example, the analog integration unit 130 starts the integration operation in response to the first clock signal after receiving the reset signal from the reset unit 170, and outputs the integration result V out (1) after the second clock signal. Begin to.

図3の「Y」と示したデータ列は、量子化部150がクロック信号に応じてアナログ積分部130の積分結果Vout(i)を量子化したデジタル信号を示す。量子化部150は、2番目のクロック信号から、デジタル信号をD(1)、D(2)、・・・と、順次出力する。即ち、Y(i)=D(i)である。ここで、図3は、1変換サイクルにおいて、量子化部150がj個のデジタル信号を出力する例を示す。 The data string indicated by “Y” in FIG. 3 indicates a digital signal in which the quantization unit 150 quantizes the integration result V out (i) of the analog integration unit 130 according to the clock signal. The quantization unit 150 sequentially outputs digital signals to D (1), D (2), ..., From the second clock signal. That is, Y (i) = D (i). Here, FIG. 3 shows an example in which the quantization unit 150 outputs j digital signals in one conversion cycle.

デジタルフィルタ部190は、量子化部150から順次受け取るj個のデジタル信号を積算(デジタル積分)する第1演算を実行する。図3の「DIGINT1」、「DIGINT2」、および「DIGINT3」は、デジタルフィルタ部190が実行する第1演算のクロック毎の積算過程の一例を示す。なお、図3は、アナログ積分部130が3つの積分器を有することに対応して、「DIGINT1」、「DIGINT2」、および「DIGINT3」の3つのデータ列を用いて3回のデジタル積分を実行する例を示す。 The digital filter unit 190 executes the first operation of integrating (digitally integrating) j digital signals sequentially received from the quantization unit 150. “DIGINT1”, “DIGINT2”, and “DIGINT3” in FIG. 3 show an example of the clock-by-clock integration process of the first calculation executed by the digital filter unit 190. Note that FIG. 3 shows that the analog integrator 130 has three integrators, and three data strings of "DIGINT1", "DIGINT2", and "DIGINT3" are used to perform three digital integrations. An example of doing so is shown.

例えば、「DIGINT1」で示すデータ列は、クロック信号に応じて、量子化部150が出力するデジタル信号を積算する。即ち、「DIGINT1」のデータ列をI1(k)とすると、I1(k)は、量子化部150が出力するデジタル信号D(k)を積算する次式で示すことができる。なお、一例として、初期値I1(1)=D(1)である。
(数1)
I1(k)=I1(k−1)+D(k)
For example, the data string represented by "DIGINT1" integrates the digital signal output by the quantization unit 150 according to the clock signal. That is, assuming that the data string of "DIGINT1" is I1 (k), I1 (k) can be expressed by the following equation that integrates the digital signal D (k) output by the quantization unit 150. As an example, the initial value I1 (1) = D (1).
(Number 1)
I1 (k) = I1 (k-1) + D (k)

同様に、「DIGINT2」で示すデータ列は、「DIGINT1」で示すデータ列を積算し、「DIGINT3」で示すデータ列は、「DIGINT2」で示すデータ列を積算する。即ち、「DIGINT2」のデータ列をI2(k)、「DIGINT3」のデータ列をI3(k)とすると、In(k)は、次式で示すことができる。
(数2)
In(k)=In(k−1)+In−1(k)
Similarly, the data string indicated by "DIGINT2" integrates the data string indicated by "DIGINT1", and the data string indicated by "DIGINT3" integrates the data string indicated by "DIGINT2". That is, assuming that the data string of "DIGINT2" is I2 (k) and the data string of "DIGINT3" is I3 (k), In (k) can be expressed by the following equation.
(Number 2)
In (k) = In (k-1) + In-1 (k)

ここで、n=2、3であるが、(数2)式のnの値は、アナログ積分部130が有する積分の個数Lと略同一の数でよい。即ち、デジタルフィルタ部190は、L個のデータ列を用いてデジタル積分を実行してよい。また、(数1)、(数2)式のkの値は、デジタルフィルタ部190の1回のデジタル積分で実行する積算回数を示す。図3は、1変換サイクルにおいて量子化部150がj個のデジタル信号を出力することに応じて、デジタルフィルタ部190が1回のデジタル積分でj回の積算を実行する例を示す。 Here, n = 2, 3, but the value of n in the equation (Equation 2) may be substantially the same as the number L of integrals possessed by the analog integrating unit 130. That is, the digital filter unit 190 may execute digital integration using L data sequences. Further, the value of k in the equations (Equation 1) and (Equation 2) indicates the number of integrations performed by one digital integration of the digital filter unit 190. FIG. 3 shows an example in which the digital filter unit 190 executes j times of integration in one digital integration in response to the quantization unit 150 outputting j digital signals in one conversion cycle.

このように、デジタルフィルタ部190は、リセット部170からリセット信号を受け取ってから、2番目のクロック信号において第1演算を開始し、L回のデジタル積分を実行する。したがって、デジタルフィルタ部190は、j+L+1番目のクロック信号において、積分結果IL(j)を算出する。図5は、デジタルフィルタ部190が、j+4番目のクロック信号において、積分結果I3(j)を算出した例を示す。 In this way, after receiving the reset signal from the reset unit 170, the digital filter unit 190 starts the first calculation at the second clock signal and executes the digital integration L times. Therefore, the digital filter unit 190 calculates the integration result IL (j) at the j + L + 1th clock signal. FIG. 5 shows an example in which the digital filter unit 190 calculates the integration result I3 (j) in the j + 4th clock signal.

インクリメンタル型デルタシグマAD変換器10は、積分結果I3(j)を、1変換サイクルの変換結果として、出力端子14からデジタル信号DOUTとして出力する。図3の「DOUT」と示したデータ列は、デジタル信号DOUTが出力するタイミングの一例を示す。即ち、図3は、第1演算を用いたデジタルフィルタ部190により、インクリメンタル型デルタシグマAD変換器10が、j+5番目のクロック信号において積分結果I3(j)をデジタル信号DOUTとして出力する例を示す。 The incremental type delta-sigma AD converter 10 outputs the integration result I3 (j) as a digital signal D OUT from the output terminal 14 as a conversion result of one conversion cycle. The data string indicated by “D OUT ” in FIG. 3 shows an example of the timing at which the digital signal D OUT is output. That is, FIG. 3 shows an example in which the incremental delta-sigma AD converter 10 outputs the integration result I3 (j) as the digital signal D OUT in the j + 5th clock signal by the digital filter unit 190 using the first calculation. Shown.

これに対して、デジタルフィルタ部190が第1演算および第2演算を用いることにより、インクリメンタル型デルタシグマAD変換器10は、積分結果I3(j)の出力タイミングを調整することができる。例えば、デジタルフィルタ部190は、j+1番目以降のクロック信号において、第1演算に代えて、予め定められた第2演算を実行して、積分結果の出力タイミングを早める。 On the other hand, when the digital filter unit 190 uses the first calculation and the second calculation, the incremental type delta-sigma AD converter 10 can adjust the output timing of the integration result I3 (j). For example, the digital filter unit 190 executes a predetermined second calculation instead of the first calculation in the j + 1th and subsequent clock signals to advance the output timing of the integration result.

デジタルフィルタ部190は、一例として、デルタシグマ変換部100がフィルタリングすべき信号として最後にデジタルフィルタ部190に変調デジタル信号を供給する第1タイミングから第2演算に切り換え、AD変換結果の出力タイミングを調整する。ここで、図3の例における第1タイミングは、j+2番目のクロック信号のタイミングに相当する。即ち、デジタルフィルタ部190は、j+2番目のクロック信号において、デジタル重み付け和に切り換える。量子化部150は、j+1番目のクロック信号において、D(1)からD(j)の1変換サイクルで積算すべきj個のデータを出力する。 As an example, the digital filter unit 190 switches from the first timing for finally supplying the modulated digital signal to the digital filter unit 190 as the signal to be filtered by the delta sigma conversion unit 100 to the second calculation, and sets the output timing of the AD conversion result. adjust. Here, the first timing in the example of FIG. 3 corresponds to the timing of the j + second clock signal. That is, the digital filter unit 190 switches to the digital weighted sum at the j + second clock signal. The quantization unit 150 outputs j pieces of data to be integrated in one conversion cycle from D (1) to D (j) in the j + 1th clock signal.

即ち、デジタルフィルタ部190は、j+1番目のクロック信号において積分すべきデータを全て取得できるので、適切な演算を用いることにより、次のj+2番目のクロック信号において積分結果を算出することができる。デジタルフィルタ部190は、一例として、次式に示すデジタル重み付け和を実行することで、積分結果I3(j)を算出することができる。なお、次式は、アナログ積分部130のアナログ積分器の数Lが3の場合の例を示す。
(数3)
I3(j)=I3(j−1)+I2(j)
={I3(j−2)+I2(j−1)}+{I2(j−1)+I1(j)}
={I3(j−3)+I2(j−2)}+2{I2(j−2)+I1(j−1)}
+{I1(j−1)+D(j)}
=I3(j−3)+3・I2(j−2)+3・I1(j−1)+D(j)
That is, since the digital filter unit 190 can acquire all the data to be integrated in the j + 1th clock signal, the integration result can be calculated in the next j + 2nd clock signal by using an appropriate calculation. As an example, the digital filter unit 190 can calculate the integration result I3 (j) by executing the digital weighted sum shown in the following equation. The following equation shows an example when the number L of the analog integrators of the analog integrator 130 is 3.
(Number 3)
I3 (j) = I3 (j-1) + I2 (j)
= {I3 (j-2) + I2 (j-1)} + {I2 (j-1) + I1 (j)}
= {I3 (j-3) + I2 (j-2)} + 2 {I2 (j-2) + I1 (j-1)}
+ {I1 (j-1) + D (j)}
= I3 (j-3) +3 ・ I2 (j-2) +3 ・ I1 (j-1) + D (j)

図3に示すように、I3(j−3)、I2(j−2)、I1(j−1)、およびD(j)は、いずれもデジタルフィルタ部190がj+1番目のクロック信号において取得するデジタル値であるから、j+2番目のクロック信号において(数3)式を演算することができる。デジタルフィルタ部190が以上の演算を実行した例を図4に示す。 As shown in FIG. 3, I3 (j-3), I2 (j-2), I1 (j-1), and D (j) are all acquired by the digital filter unit 190 at the j + 1th clock signal. Since it is a digital value, the equation (Equation 3) can be calculated with the j + second clock signal. FIG. 4 shows an example in which the digital filter unit 190 executes the above calculation.

図4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10のタイミングチャートの第2例を示す。図4に示すタイミングチャートの第2例において、図3に示されたタイミングチャートの第1例の動作と略同一のものには同一の符号を付け、説明を省略する。デジタルフィルタ部190は、j+1番目のクロック信号において、デジタル値I3(j−3)、I2(j−2)、I1(j−1)、およびD(j)を取得する。したがって、デジタルフィルタ部190は、(数3)式のデジタル重み付け和を用いることで、j個のデータのデジタル積分の結果を算出できる。図4は、デジタルフィルタ部190がj+2番目のクロック信号において、積分結果I3(j)を出力する例を示す。 FIG. 4 shows a second example of the timing chart of the incremental delta-sigma AD converter 10 according to the present embodiment. In the second example of the timing chart shown in FIG. 4, substantially the same operation as that of the first example of the timing chart shown in FIG. 3 is designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. The digital filter unit 190 acquires the digital values I3 (j-3), I2 (j-2), I1 (j-1), and D (j) in the j + 1th clock signal. Therefore, the digital filter unit 190 can calculate the result of digital integration of j pieces of data by using the digital weighted sum of the equation (Equation 3). FIG. 4 shows an example in which the digital filter unit 190 outputs the integration result I3 (j) in the j + second clock signal.

なお、(数3)式は、L=3の場合に用いることができる重み付け和の例であり、Lの値に応じて、重み付け和の式は(数3)式とは異なる式となる。即ち、デジタルフィルタ部190は、デジタル重み付け部の重みを、複数のアナログ積分器の個数Lに応じた重みにして、AD変換結果の出力タイミングを早くする。 The formula (Equation 3) is an example of a weighted sum that can be used when L = 3, and the formula of the weighted sum is different from the formula (Equation 3) depending on the value of L. That is, the digital filter unit 190 sets the weight of the digital weighting unit to the weight corresponding to the number L of the plurality of analog integrators, and accelerates the output timing of the AD conversion result.

以上の本実施形態に係るデジタルフィルタ部190は、j+2番目のクロック信号において、第1演算から第2演算に切り換えた例を説明したが、これに限定されることはない。例えば、デジタルフィルタ部190は、j+3番目のクロック信号において、次式で示す第2演算に切り換えてもよい。
(数4)
I3(j)=I3(j−1)+I2(j)
={I3(j−2)+I2(j−1)}+{I2(j−1)+I1(j)}
=I3(j−2)+2・I2(j−1)+I1(j)
The digital filter unit 190 according to the present embodiment described above describes an example in which the first calculation is switched to the second calculation in the j + second clock signal, but the present invention is not limited to this. For example, the digital filter unit 190 may switch to the second operation represented by the following equation at the j + 3rd clock signal.
(Number 4)
I3 (j) = I3 (j-1) + I2 (j)
= {I3 (j-2) + I2 (j-1)} + {I2 (j-1) + I1 (j)}
= I3 (j-2) +2 · I2 (j-1) + I1 (j)

このように、デジタルフィルタ部190は、デジタル重み付け和を用いることで、デジタル積分の算出結果の出力タイミングを早めることができる。したがって、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10は、図1に示すインクリメンタル型デルタシグマAD変換器10と略同一の精度のデジタル変換結果をより早く出力させることができる。 In this way, the digital filter unit 190 can accelerate the output timing of the calculation result of the digital integral by using the digital weighted sum. Therefore, the incremental delta-sigma AD converter 10 according to the present embodiment can output a digital conversion result having substantially the same accuracy as the incremental delta-sigma AD converter 10 shown in FIG. 1 more quickly.

なお、(数3)式および(数4)式は、アナログ積分部130が3つのアナログ積分器を有する例であり、インクリメンタル型デルタシグマAD変換器10が出力タイミングを調節できる範囲は2クロックに限定されることはない。即ち、アナログ積分部130がL個のアナログ積分器を有する場合、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10は、L−1のクロック数の範囲で出力タイミングを調節することができる。 Equations (Equation 3) and (Equation 4) are examples in which the analog integrator 130 has three analog integrators, and the range in which the incremental delta-sigma AD converter 10 can adjust the output timing is 2 clocks. There is no limitation. That is, when the analog integrator 130 has L analog integrators, the incremental delta-sigma AD converter 10 according to the present embodiment can adjust the output timing within the range of the clock number of L-1.

即ち、デジタルフィルタ部190は、第1タイミングの1つ後のタイミングから、第1演算だけでフィルタリングした場合の出力タイミングの1つ前のタイミングまでのうち、いずれかのタイミングで、AD変換結果を出力することができる。この場合、重み付け和の重みは、アナログ積分部130が有するアナログ積分器の個数と、調節するクロック数とに応じた重みが用いられる。 That is, the digital filter unit 190 outputs the AD conversion result at any of the timings from one timing after the first timing to one timing before the output timing when filtering is performed only by the first calculation. Can be output. In this case, as the weight of the weighted sum, a weight corresponding to the number of analog integrators possessed by the analog integrator 130 and the number of clocks to be adjusted is used.

このような動作については、製品のコストにほとんど影響を当てないので、インクリメンタル型デルタシグマAD変換器10は、コストを増加させずに、変換結果の出力タイミングを調節して1変換サイクルを短縮することができる。即ち、本実施形態のインクリメンタル型デルタシグマAD変換器10によれば、コスト、分解能、および精度等を保ったまま、高速なAD変換を実現することができる。 Since such an operation has almost no effect on the cost of the product, the incremental delta-sigma AD converter 10 adjusts the output timing of the conversion result and shortens one conversion cycle without increasing the cost. be able to. That is, according to the incremental delta-sigma AD converter 10 of the present embodiment, high-speed AD conversion can be realized while maintaining cost, resolution, accuracy, and the like.

以上のインクリメンタル型デルタシグマAD変換器10は、入力信号をそのままデジタル信号に変換する例を説明したが、これに限定されることはない。インクリメンタル型デルタシグマAD変換器10は、入力信号をサンプリングするサンプルホールド部を更に備えてよい。また、インクリメンタル型デルタシグマAD変換器10は、量子化部150のデジタル出力を、より高速にアナログ入力信号を反映させたものにすべく、フィードフォワード回路を備えてもよい。このようなインクリメンタル型デルタシグマAD変換器10について、次に説明する。 The above incremental delta-sigma AD converter 10 has described an example of converting an input signal into a digital signal as it is, but the present invention is not limited to this. The incremental delta-sigma AD converter 10 may further include a sample hold unit for sampling the input signal. Further, the incremental type delta-sigma AD converter 10 may be provided with a feedforward circuit so that the digital output of the quantization unit 150 reflects the analog input signal at a higher speed. Such an incremental delta-sigma AD converter 10 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10の変形例を示す。本変形例のインクリメンタル型デルタシグマAD変換器10において、図1に示されたインクリメンタル型デルタシグマAD変換器10の動作と略同一のものには同一の符号を付け、説明を省略する。インクリメンタル型デルタシグマAD変換器10は、サンプルホールド部110およびフィードフォワード部140を更に備える。 FIG. 5 shows a modified example of the incremental delta-sigma AD converter 10 according to the present embodiment. In the incremental delta-sigma AD converter 10 of this modification, substantially the same operation as that of the incremental delta-sigma AD converter 10 shown in FIG. 1 is designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. The incremental delta-sigma AD converter 10 further includes a sample hold unit 110 and a feedforward unit 140.

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、1変換サイクルにおいて、1回のサンプリングとホールド、1回のサンプリングと複数回のホールド、または、複数回のサンプリングとホールドを実行してよい。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してよい。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。 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 may execute one sampling and hold, one sampling and a plurality of holds, or a plurality of samplings and holds in one conversion cycle. The sample hold unit 110 may repeat 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 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.

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10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10の内部の各部に供給される。一例として、このようなクロック信号を制御部180が供給する。図5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、後に説明する。 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 10 and supplied to each part inside the incremental delta-sigma AD converter 10. To. As an example, the control unit 180 supplies such a clock signal. FIG. 5 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.

フィードフォワード部140は、複数のアナログ積分器のそれぞれの積分結果のうちの一部を量子化部150へと伝達する。また、フィードフォワード部140は、入力アナログ信号を量子化部150へと伝達する。フィードフォワード部140は、複数のアナログ積分器の出力の一部と、入力アナログ信号とを、アナログ積分部130のアナログ出力に含めて伝達してよい。 The feedforward unit 140 transmits a part of the integration results of each of the plurality of analog integrators to the quantization unit 150. Further, the feedforward unit 140 transmits the input analog signal to the quantization unit 150. The feedforward unit 140 may transmit a part of the output of the plurality of analog integrators and the input analog signal by including the analog output of the analog integrator 130.

例えば、図2に示すアナログ積分部130を有するデルタシグマ変換部100が、このようなフィードフォワード部140を有する場合を考える。この場合、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とが、フィードフォワード部140によって量子化部150に伝達される。このようなフィードフォワード部140について、後に説明する。 For example, consider a case where the delta-sigma conversion unit 100 having the analog integrator 130 shown in FIG. 2 has such a feedforward unit 140. In this case, 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 transmitted to the quantization unit 150 by the feedforward unit 140. Such a feedforward unit 140 will be described later.

図6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6に示すサンプルホールド部110およびDA変換部160は、図5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6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. 6 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. 6 show a more detailed configuration example of the sample hold unit 110 shown in FIG. Note that FIG. 6 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、1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変換器10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 one or more switched capacitors and samples the input signals AINP and AINN to be input to the incremental delta-sigma AD converter 10. 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2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2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. 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 at the second timing (for example, the signal φt has a high potential) on the positive side. Charges the analog input signal of. In this case, at the second 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2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 second 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2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 second 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。 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.

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。なお、スイッチトキャパシタの数Nは、1変換サイクルにおいて量子化部150が出力するデジタル信号の数jと同一であってよい。 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. The number N of switched capacitors may be the same as the number j of digital signals output by the quantization unit 150 in one 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それぞれ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、入力アナログ信号としてデルタシグマ変換部100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 delta-sigma conversion unit 100 as input analog signals after the first clock. it can. 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. Have. 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 and negative signals 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6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。このように、インクリメンタル型デルタシグマAD変換器10は、サンプルホールド部110を備えることにより、高速なアナログ信号等をサンプリングしてデジタル信号に変換することができる。 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. .. In FIG. 6, 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. As described above, the incremental type delta-sigma AD converter 10 is provided with the sample hold unit 110, so that a high-speed analog signal or the like can be sampled and converted into a digital signal.

図7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. 7 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変換器10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7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 converter 10 to the quantization unit 150. FIG. 7 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2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2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 second 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 second 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2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2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 second 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 second 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、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 output by the first analog integrator 210 (for example, INT10P and INT10N) to the quantization unit 150. 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、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 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 2fp 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, and the second output terminal and the reference potential at which the second analog integrator 220 outputs the signal INT20N. 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、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 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, the second output terminal where the third analog integrator 230 outputs the signal INT30N, and the reference potential. 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変換器10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 converter 10 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、本実施形態に係るフィードフォワード部140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る。 The feedforward unit 140 according to the present embodiment is not limited to such a feedforward operation. For example, the feedforward section 140 has 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.

以上の本発明の様々な実施形態は、フローチャート及びブロック図を参照して記載されてよい。フローチャート及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又は(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。特定の段階及び「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、及び/又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.

特定の段階及び「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、及び/又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。なお、専用回路は、デジタル及び/又はアナログハードウェア回路を含んでよく、集積回路(IC)及び/又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)、及びプログラマブルロジックアレイ(PLA)等のような、論理積、論理和、排他的論理和、否定論理積、否定論理和、及び他の論理演算、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。 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. The dedicated circuit may include a digital and / or analog hardware circuit, and may include an integrated circuit (IC) and / or a discrete circuit. Programmable circuits include logical products, logical sums, exclusive ORs, negative logical products, logical sums, and other logical operations, such as, for example, field programmable gate arrays (FPGAs), programmable logic arrays (PLAs), and the like. , 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、フローチャート又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。 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.

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。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又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。 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. 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、及び「C」プログラミング言語又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又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又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、ローカルに又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、若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、又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、若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、又はプログラマブル回路は、フローチャート又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生成するために、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 the processors of general purpose computers, special purpose computers, or other programmable data processing devices, either locally or via a local area network (LAN), wide area network (WAN) such as the Internet, etc. Alternatively, it may be provided in a programmable circuit. Thereby, a general purpose computer, a special purpose computer, or a processor of another programmable data processing unit, or a programmable circuit, is said to generate 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 インクリメンタル型デルタシグマAD変換器、12 入力端子、14 出力端子、100 デルタシグマ変換部、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、190 デジタルフィルタ部、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 Incremental type delta sigma AD converter, 12 input terminal, 14 output terminal, 100 delta sigma converter, 110 sample hold, 120 adder, 130 analog integrator, 140 feed forward, 150 quantization, 160 DA conversion Unit, 162 1st switch unit, 164 2nd switch unit, 166 3rd switch unit, 170 reset unit, 180 control unit, 190 digital filter 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 1st switch, 244 2nd switch, 245 2nd switched capacitor, 246 1st switch, 248 2nd switch, 250 1st feed forward, 252nd 1FF switch, 260th 2 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)

入力アナログ信号をデルタシグマ変調した変調デジタル信号を出力するデルタシグマ変換部と、
前記変調デジタル信号をフィルタリングしたデジタル信号を、前記入力アナログ信号のAD変換結果として出力するデジタルフィルタ部と、
を備え、
前記デジタルフィルタ部は、前記変調デジタル信号を積算する第1演算から、前記変調デジタル信号の重み付け和を演算する第2演算に切り換える、インクリメンタル型デルタシグマAD変換器。
A delta-sigma converter that outputs a modulated digital signal obtained by delta-sigma-modulating an input analog signal,
A digital filter unit that outputs a digital signal obtained by filtering the modulated digital signal as an AD conversion result of the input analog signal, and a digital filter unit.
With
The digital filter unit is an incremental delta-sigma AD converter that switches from a first calculation for integrating the modulated digital signals to a second calculation for calculating the weighted sum of the modulated digital signals.
前記デジタルフィルタ部は、前記デルタシグマ変換部がフィルタリングすべき信号として最後に前記デジタルフィルタ部に前記変調デジタル信号を供給する第1タイミングから前記第2演算に切り換え、前記AD変換結果の出力タイミングを調整する、請求項1に記載のインクリメンタル型デルタシグマAD変換器。 The digital filter unit switches from the first timing for finally supplying the modulated digital signal to the digital filter unit as a signal to be filtered by the delta-sigma conversion unit to the second calculation, and sets the output timing of the AD conversion result. The incremental delta-sigma AD converter according to claim 1, which is adjusted. 前記デルタシグマ変換部は、縦続接続された複数のアナログ積分器を含むアナログ積分部を有し、
前記デジタルフィルタ部は、前記第2演算のデジタル重み付け和の重みを、前記複数のアナログ積分器の個数に応じた重みにして、前記AD変換結果の出力タイミングを早くする、請求項2に記載のインクリメンタル型デルタシグマAD変換器。
The delta-sigma converter has an analog integrator including a plurality of vertically connected analog integrators.
The second aspect of the present invention, wherein the digital filter unit sets the weight of the digital weighted sum of the second operation to a weight corresponding to the number of the plurality of analog integrators to accelerate the output timing of the AD conversion result. Incremental type delta-sigma AD converter.
前記デジタルフィルタ部は、前記第1タイミングの1つ後のタイミングから、前記第1演算だけでフィルタリングした場合の出力タイミングの1つ前のタイミングまでのうち、いずれかのタイミングで、前記AD変換結果を出力する、請求項3に記載のインクリメンタル型デルタシグマAD変換器。 The digital filter unit performs the AD conversion result at any of the timings from one timing after the first timing to one timing before the output timing when filtering is performed only by the first calculation. The incremental delta-sigma AD converter according to claim 3, which outputs. 前記デルタシグマ変換部は、
前記アナログ積分部の出力信号を量子化し、前記変調デジタル信号として前記デジタルフィルタ部に供給する量子化部と、
前記量子化部の出力に基づいてフィードバック信号を出力するDA変換部と、
前記入力アナログ信号に前記DA変換部からのフィードバック信号を加算する加算部と、
を有し、
前記アナログ積分部は、前記加算部の出力を積分する、請求項3または4に記載のインクリメンタル型デルタシグマAD変換器。
The delta-sigma conversion unit
A quantization unit that quantizes the output signal of the analog integrating unit and supplies it as the modulated digital signal to the digital filter unit.
A DA conversion unit that outputs a feedback signal based on the output of the quantization unit, and
An adder that adds a feedback signal from the DA converter to the input analog signal,
Have,
The incremental delta-sigma AD converter according to claim 3 or 4, wherein the analog integrating unit integrates the output of the adding unit.
前記デルタシグマ変換部は、前記入力アナログ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備える、請求項5に記載のインクリメンタル型デルタシグマAD変換器。 The incremental delta-sigma AD converter according to claim 5, wherein the delta-sigma conversion unit includes a feedforward unit that transmits the input analog signal to the quantization unit. 前記フィードフォワード部は、前記複数のアナログ積分器のそれぞれの積分結果のうちの一部を前記量子化部へと伝達する、請求項6に記載のインクリメンタル型デルタシグマAD変換器。 The incremental delta-sigma AD converter according to claim 6, wherein the feedforward unit transmits a part of the integration results of each of the plurality of analog integrators to the quantization unit. 前記量子化部は、前記アナログ積分部の出力信号を2値または多値のデジタル信号に量子化する、請求項5から7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変換器。 The incremental delta-sigma AD converter according to any one of claims 5 to 7, wherein the quantization unit quantizes the output signal of the analog integration unit into a binary or multi-valued digital signal. 前記デルタシグマ変換部は、予め定められた周期毎に前記複数のアナログ積分器が保持する積分値をリセットするリセット部を有し、
前記デジタルフィルタ部は、前記予め定められた周期毎に、フィルタリングしたデジタル信号を出力する、請求項3から8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変換器。
The delta-sigma conversion unit has a reset unit that resets the integrated value held by the plurality of analog integrators at predetermined intervals.
The incremental delta-sigma AD converter according to any one of claims 3 to 8, wherein the digital filter unit outputs a filtered digital signal at each predetermined cycle.
前記リセット部は、前記アナログ積分部をリセットするタイミングで、前記デジタルフィルタ部をリセットする、請求項9に記載のインクリメンタル型デルタシグマAD変換器。 The incremental delta-sigma AD converter according to claim 9, wherein the reset unit resets the digital filter unit at the timing of resetting the analog integrator unit. 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を更に備え、
前記サンプルホールド部は、複数のスイッチトキャパシタがそれぞれサンプリングした値を入力アナログ信号として前記デルタシグマ変換部に順次供給する、請求項9または10に記載のインクリメンタル型デルタシグマAD変換器。
It has multiple switched capacitors and is further equipped with a sample hold unit that samples the input signal.
The incremental delta-sigma AD converter according to claim 9 or 10, wherein the sample hold unit sequentially supplies values sampled by a plurality of switched capacitors as input analog signals to the delta-sigma conversion unit.
予め定められた前記周期毎に、
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デルタシグマ変換部に順次転送させる
制御部を備える、
請求項11に記載のインクリメンタル型デルタシグマAD変換器。
At each predetermined cycle
The plurality of switched capacitors are charged with the input signals in a predetermined tracking cycle.
It includes a control unit that sequentially transfers the charges charged in the plurality of switched capacitors to the delta-sigma conversion unit in a predetermined conversion cycle.
The incremental delta-sigma AD converter according to claim 11.
インクリメンタル型デルタシグマAD変換器のAD変換結果の出力タイミングを調整する調整方法であって、
入力アナログ信号をデルタシグマ変調した変調デジタル信号を出力することと、
前記変調デジタル信号をフィルタリングしたデジタル信号を、前記入力アナログ信号のAD変換結果として出力することと、
を備え、
前記変調デジタル信号をフィルタリングすることは、前記変調デジタル信号を積算する第1演算から、前記変調デジタル信号の重み付け和を演算する第2演算に切り換えることを有する、調整方法。
It is an adjustment method that adjusts the output timing of the AD conversion result of the incremental delta-sigma AD converter.
To output a modulated digital signal obtained by delta-sigma modulation of the input analog signal,
To output a digital signal obtained by filtering the modulated digital signal as an AD conversion result of the input analog signal.
With
Filtering the modulated digital signal comprises switching from a first calculation for integrating the modulated digital signal to a second calculation for calculating the weighted sum of the modulated digital signal.
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