JP7071226B2 - アナログデジタル変換器 - Google Patents
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Description
C1=A(x+Δx)(y+Δy)=A(xy+xΔy+yΔx+ΔxΔy)
で表される。一方、平行平板電極300を絶縁体を介して距離Lで対向させた場合の容量値C4は、下記式
C4=A(2x+Δx)(2y+Δy)=A{4xy+2(xΔy+yΔx)+ΔxΔy}
で表される。
C4/4=A{xy+(xΔy+yΔx)/2+ΔxΔy/4)
で表される。上記合成容量と上記容量値C1とを比較すると、大きなサイズの平行平板電極300を用いて形成した容量を4つ直列に接続した場合、小さなサイズの平行平板電極200を用いて容量を形成する場合に比べて、変動ばらつき分の大きさの変動Δx及びΔyの影響を低減できていることが分かる。
C1=B(y+Δy)/(x+Δx)
で表される。一方、配線301及び302により形成される配線間容量の容量値C4は、下記式
C4=B(4y+Δy)/(x+Δx)
で表される。
C4/4=B(y+Δy/4)/(x+Δx)
で表される。上記合成容量と上記容量値C1とを比較すると、大きなサイズの配線301及び302を用いて形成した配線間容量を4つ直列に接続した場合、小さなサイズの配線201及び202を用いて配線間容量を形成する場合に比べて、変動ばらつき分の大きさの変動Δx及びΔyの影響を低減できていることが分かる。
図1は、実施形態1に係るアナログデジタル変換器を示す。アナログデジタル変換器10は、サンプリング容量20、可変容量回路(ディザ容量)30、アンプ40、積分容量50、及び量子化器60を有する。図1において、アナログデジタル変換器10は、差動信号で動作するアナログデジタル変換器として構成されており、各要素を、アナログ入力信号AINP側と、アナログ入力信号AINN側との双方に有する。アナログデジタル変換器10は、例えばMCU(Micro Controller Unit)などの半導体装置に搭載される。
図2は、ディザ回路の構成例を示す。図2に示される構成要素は、図1において点線で囲んだ部分の要素に対応する。ディザ回路は、スイッチSW11及びSW12と、可変容量回路30と、制御回路35とを含む。可変容量回路(キャパシタ回路)30は、複数のキャパシタを含む。図2の例では、可変容量回路30は、4つのキャパシタC1~C4を含む。各キャパシタは、半導体装置において、例えば誘電体層を挟んで対向する2つの電極を用いて形成される。あるいは、各キャパシタは、半導体装置において、同一配線層内における配線間容量を用いて形成される。可変容量回路30は、複数のキャパシタを含んでいればよく、キャパシタの数は4つには限定されない。
図3は、動作手順を示す。制御回路35は、キャパシタC1~C4の電位を初期化する(ステップA1)。制御回路35は、ステップA1では、スイッチSW2、SW4、SW6、SW8、及びSW10をオンにし、スイッチSW1、SW3、SW5、SW7、SW9、SW11、及びSW12をオフにする。制御回路35は、初期化を解除するか否かを判断する(ステップA2)。制御回路35は、例えばスイッチSW2、SW4、SW6、SW8、及びSW10をオンにしてから所定時間が経過すると、初期化を解除すると判断する。制御回路35は、初期化を解除すると判断すると、スイッチSW2、SW4、SW6、SW8、及びSW10をオフにする(ステップA3)。
図5は、可変容量回路30のキャパシタンスをC/4とした場合のサンプリング期間におけるディザ回路を示す。キャパシタンスをC/4とする場合、制御回路35は、図3のステップA5でスイッチSW1をオンにする。このとき、スイッチSW3、SW5、及びスイッチSW7はオフとなっている。制御回路35は、サンプリング期間において、ステップA10からステップA13で、スイッチSW9及びSW12をオフにし、スイッチSW10及びSW11をオンにする。この場合、4つのキャパシタC1~C4に、基準電圧VA1と基準電圧VA3との差電圧がサンプリングされる。4つのキャパシタの合成容量はC/4であるため、個々のキャパシタンスの1/4のキャパシタンスを有する1つのキャパシタでサンプリングした場合と同等の電荷が、各キャパシタに蓄積される。
図7は、可変容量回路30のキャパシタンスをC/2とした場合のサンプリング期間におけるディザ回路を示す。キャパシタンスをC/2とする場合、制御回路35は、図3のステップA7でスイッチSW5をオンにする。このとき、スイッチSW1、SW3、及びスイッチSW7はオフとなっている。制御回路35は、サンプリング期間において、ステップA10からステップA13で、スイッチSW9及びSW12をオフにし、スイッチSW10及びSW11をオンにする。この場合、2つのキャパシタC3及びC4に、基準電圧VA1と基準電圧VA3との差電圧がサンプリングされる。2つのキャパシタの合成容量はC/2であるため、個々のキャパシタンスの1/2のキャパシタンスを有する1つのキャパシタでサンプリングした場合と同等の電荷が、各キャパシタに蓄積される。なお、キャパシタC1及びC2はサンプリングには用いられないため、制御回路35は、スイッチSW1及びSW3の双方又は一方をオンにしてもよい。
図9は、各部の動作波形例を示す。ここでは、可変容量回路30のキャパシタンスをC/4に制御する場合を考える。なお、図9に示す動作波形例において、信号のH(High)レベルはスイッチオンに対応し、L(Low)レベルはスイッチオフに対応している。これとは逆に、信号のLレベルをスイッチオンに対応させ、Lレベルをスイッチオンに対応させてもよい。
本実施形態では、可変容量回路30は、入力ノードと出力ノードとの間に直列に接続された複数のキャパシタを有する。制御回路35は、直列に接続された複数のキャパシタのうちの所定数のキャパシタを用いてディザ電圧を生成させる。このようにすることで、可変容量回路30を、個々のキャパシタのキャパシタンスよりも小さな容量値に制御することができる。例えば、4つのキャパシタC1~C4のキャパシタンスをCとした場合、スイッチSW1、SW3、SW5、及びSW7を制御することで、可変容量回路30のキャパシタンスを、C/4、C/3、C/2、又はCに制御することができる。
次いで、実施形態2を説明する。図10は、実施形態2に係るアナログデジタル変換器で用いられるディザ回路を示す。本実施形態に係るアナログデジタル変換器の構成は、図1に示される実施形態1に係るアナログデジタル変換器10の構成と同様でよい。本実施形態において用いられるディザ回路は、可変容量回路30aを含む。可変容量回路30aは、複数のキャパシタC1~C4と、スイッチSW101~SW103とを有する。なお、図10では、可変容量回路30aが4つのキャパシタを有する例を示しているが、キャパシタの数は特に限定されない。
図11は、動作手順を示す。制御回路35は、初期状態として、スイッチSW101~SW103、及びSW10をオンにし、スイッチSW9、SW11、及びSW12をオフにする(ステップB1)。制御回路35は、可変容量回路30aの容量を判断する(ステップB2)。制御回路35は、ステップB2では、例えば図10には図示されないレジスタなどを参照し、可変容量回路30aの容量値(キャパシタンス)をC/4とするか、C/2とするか、C×3/4とするか、或いはCとするかを判断する。
図12は、可変容量回路30aのキャパシタンスをC/4とした場合のサンプリング時のディザ回路を示す。制御回路35は、所定電圧のサンプリング時は、スイッチSW10及びSW11をオンにし、スイッチSW12及びSW9をオフにする。また、制御回路35は、キャパシタンスをC/4とする場合、スイッチSW101をオフにし、スイッチSW102及びSW103をオンにする。この場合、スイッチSW11を介して入力される基準電圧VA1はキャパシタC1にのみ入力され、キャパシタC1は、基準電圧VA1と基準電圧VA3の差に応じた電荷を蓄積する。具体的には、所定電圧のサンプリング時にキャパシタC1に蓄積される電荷量Qsは、Qs=C(VA1-VA3)となる。
図15は、可変容量回路30aのキャパシタンスをC/2とした場合のサンプリング時のディザ回路を示す。制御回路35は、所定電圧のサンプリング時は、スイッチSW10及びSW11をオンにし、スイッチSW12及びSW9をオフにする。また、制御回路35は、キャパシタンスをC/2とする場合、スイッチSW102をオフにし、スイッチSW101及びSW103をオンにする。この場合、スイッチSW11を介して入力される基準電圧VA1はキャパシタC1及びC2入力され、キャパシタC1及びC2は、それぞれ基準電圧VA1と基準電圧VA3の差に応じた電荷を蓄積する。所定電圧のサンプリング時にキャパシタC1及びC2のそれぞれに蓄積される電荷量Qsは、Qs=C(VA1-VA3)となり、電荷量の合計は2Qs=2C(VA1-VA3)となる。
図16は、各部の動作波形例を示す。ここでは、可変容量回路30aのキャパシタンスをC/4に制御する場合を考える。制御回路35は、時刻t21でスイッチSW101をオフにし((a)を参照)、スイッチSW102及びSW103をオンにする((b)及び(c)を参照)。また、制御回路35は、スイッチSW11及びSW10をオフからオンにし((e)を参照)、スイッチSW9及びSW12をオフのままとする((d)及び(f)を参照)。このとき、サンプリング容量20(図1を参照)は、アナログ入力信号をサンプリングする((g)を参照)。
本実施形態では、可変容量回路30aは、並列に接続された複数のキャパシタを有する。本実施形態では、複数のキャパシタのうちの所定数のキャパシタを用いて所定電圧をサンプリングし、所定数のキャパシタに蓄積された電荷をそれより多数のキャパシタに分配し、一部のキャパシタから積分回路に電荷を転送する。このようにすることで、実施形態1と同様に、実現したい微小容量に対して、それよりも大きなキャパシタンスを有するキャパシタを用いつつ、微小容量を実現できる。
実施形態1では、可変容量回路30がディザ容量として用いられる例を説明した。ディザ容量に可変容量回路30が用いられることに加えて、サンプリング容量20に、可変容量回路30と同様な回路構成の可変容量回路を用いてもよい。その場合、サンプリング容量は、図2に示される可変容量回路30の構成において、スイッチSW11及びSW12を、図1のスイッチSWVRP及びSWVRNで置き換え、更に入力ノードにスイッチSWAINを追加した構成とすればよい。
上記変形例1では、ΔΣADCとして構成されるアナログデジタル変換器10のサンプリング容量に、可変容量回路30又は可変容量回路30aと同様な回路を用いる例を説明したが、これには限定されない。信号をサンプリングして後段の変換器や検出器に出力するサンプリング回路において、可変容量回路30又は可変容量回路30aと同様な回路を採用してもよい。例えば、通常のスイッチトキャパシタとして構成されるサンプリング回路において、サンプリング容量を、可変容量回路30又は可変容量回路30aと同様な構成の容量回路で置き換えることで、低容量値のサンプリング容量を高い精度で実現することができる。
入力された信号を量子化し、量子化信号を出力する量子化器と、
アナログ入力信号をサンプリングし、該サンプリングしたアナログ入力信号と、前記量子化信号に応じたフィードバック信号との差分を差分信号として出力するサンプリング回路と、
前記差分信号に重畳される加算電圧を生成するディザ回路と、
前記加算電圧が重畳された前記差分信号を積分し、該積分の結果を前記量子化器に出力する積分回路とを備え、
前記ディザ回路は、
複数のキャパシタを含むキャパシタ回路と、
前記キャパシタ回路のキャパシタンスを、前記複数のキャパシタのうちでキャパシタンスが最大のキャパシタのキャパシタンスよりも小さなキャパシタンスに制御しつつ、前記キャパシタ回路に前記加算電圧を生成させる制御回路とを有する、
アナログデジタル変換器。
前記複数のキャパシタは、前記キャパシタ回路の入力ノードと出力ノードとの間に直列に接続されており、
前記制御回路は、前記複数のキャパシタのうち、所定数のキャパシタを用いて前記キャパシタ回路に前記加算電圧を生成させる付記1に記載のアナログデジタル変換器。
前記サンプリング回路は、前記積分回路が前記差分信号を積分する積分期間において、前記アナログ入力信号と前記フィードバック信号との差を前記差分信号として出力し、
前記制御回路は、前記サンプリング回路において前記アナログ入力信号のサンプリングが行われるサンプリング期間において前記所定数のキャパシタに所定電圧をサンプリングさせ、前記積分期間において、前記所定数のキャパシタから前記所定電圧に応じた電圧を前記加算電圧として出力させる付記2に記載のアナログデジタル変換器。
前記制御回路は、前記サンプリング期間では、前記所定数のキャパシタに、前記入力ノードから入力される第1の基準電圧及び第2の基準電圧の一方と前記出力ノードに入力される第3の基準電圧との差電圧をサンプリングさせ、前記積分期間では、前記入力ノードから入力される前記第1の基準電圧及び前記第2の基準電圧の他方と前記差電圧との差に応じた電圧を前記加算電圧として前記出力ノードから出力させる付記3に記載のアナログデジタル変換器。
前記キャパシタ回路は、前記複数のキャパシタの前記入力ノード側の端子のそれぞれと前記入力ノードとの間に配置される複数の容量切替えスイッチを更に有し、
nを前記加算電圧の生成に用いられるキャパシタの数を示す整数とした場合、前記制御回路は、前記サンプリング期間及び前記積分期間において、前記入力ノード側から見てn番目のキャパシタの前記入力ノード側の端子と前記入力ノードとの間に配置される容量切替えスイッチをオンにし、残りの容量切替えスイッチをオフに制御する付記4に記載のアナログデジタル変換器。
前記ディザ回路は、前記キャパシタ回路の入力ノードと前記第1の基準電圧との間に配置された第1の電圧切替えスイッチと、前記キャパシタ回路の入力ノードと前記第2の基準電圧との間に配置された第2の電圧切替えスイッチとを更に有し、
前記制御回路は、前記サンプリング期間では前記第1の電圧切替えスイッチ及び前記第2の電圧切替えスイッチの一方をオン、他方をオフにし、前記積分期間では前記第1の電圧切替えスイッチ及び前記第2の電圧切替えスイッチの他方をオン、一方をオンにする付記4に記載のアナログデジタル変換器。
前記第1の基準電圧及び前記第2の基準電圧は、それぞれ所定の周期で所定の電圧VRPと電圧VRNとの間で切り替えられ、前記第2の基準電圧は、前記第1の基準電圧が電圧VRPの場合は電圧VRNであり、前記第1の基準電圧がVRNの場合は電圧VRPとなる付記4に記載のアナログデジタル変換器。
前記キャパシタ回路は、前記複数のキャパシタの前記入力ノード側の端子のそれぞれと所定の初期化用電圧との間に配置される複数の初期化用スイッチを更に有し、
前記制御回路は、動作開始時に、前記複数の初期化用スイッチをオンにする付記4に記載のアナログデジタル変換器。
前記初期化用電圧は前記第3の基準電圧であり、前記制御回路は、前記キャパシタ回路の出力ノードが前記第3の基準電圧に接続されている状態で、前記複数の初期化用スイッチをオンにする付記8に記載のアナログデジタル変換器。
前記複数のキャパシタのキャパシタンスは相互に等しい付記1に記載のアナログデジタル変換器。
前記複数のキャパシタは、互いに並列に接続されており、
前記制御回路は、前記複数のキャパシタのうち、所定数のキャパシタに所定電圧をサンプリングさせ、前記所定数のキャパシタに蓄積された電荷を、前記複数のキャパシタに分配させ、かつ前記複数のキャパシタのうちの1つから前記分配された電荷を出力させることで、前記キャパシタ回路に前記加算電圧を生成させる付記1に記載のアナログデジタル変換器。
前記サンプリング回路は、前記積分回路が前記差分信号を積分する積分期間において、前記アナログ入力信号と前記フィードバック信号との差を前記差分信号として出力し、
前記制御回路は、前記サンプリング回路において前記アナログ入力信号のサンプリングが行われるサンプリング期間において前記所定電圧のサンプリングを前記キャパシタ回路に実施させ、前記サンプリング期間と前記積分期間との間で前記蓄積された電荷の分配を前記キャパシタ回路に実施させ、前記積分期間において前記分配された電荷の出力を前記キャパシタ回路に実施させる付記11に記載のアナログデジタル変換器。
前記制御回路は、前記所定電圧のサンプリングでは、前記所定数のキャパシタに、前記キャパシタ回路の入力ノードから入力される第1の基準電圧及び第2の基準電圧の一方と第3の基準電圧との差電圧をサンプリングさせる付記11に記載のアナログデジタル変換器。
前記キャパシタ回路は、前記キャパシタ回路の入力ノードに接続された複数のキャパシタの一端同士を相互に接続する配線間に挿入された複数の並列数制御スイッチを更に有し、
iを前記所定数を示す整数とした場合、前記制御回路は、前記所定電圧のサンプリングでは、iが1よりも大きい場合は前記入力ノード側から見て1番目のキャパシタからi番目のキャパシタまでのキャパシタの間に配置される並列数制御スイッチのそれぞれをオンにし、i番目のキャパシタの出力ノード側に配置される並列数制御スイッチをオフに制御する付記11に記載のアナログデジタル変換器。
前記制御回路は、前記蓄積された電荷の分配では、複数の並列数制御スイッチのそれぞれをオンにする付記14に記載のアナログデジタル変換器。
前記制御回路は、前記分配された電荷の出力では、jを1以上でかつ前記キャパシタの総数より1つ小さい数を表す整数として、前記キャパシタ回路の出力ノード側から見てj番目のキャパシタとj+1番目のキャパシタとの間に配置された並列数制御スイッチをオフにする付記14に記載のアナログデジタル変換器。
前記ディザ回路は、前記キャパシタ回路の入力ノードと前記第1の基準電圧との間に配置された第1の電圧切替えスイッチと、前記キャパシタ回路の入力ノードと前記第2の基準電圧との間に配置された第2の電圧切替えスイッチとを更に有し、
前記制御回路は、前記所定電圧のサンプリングでは、前記第1の電圧切替えスイッチ及び前記第2の電圧切替えスイッチの一方をオン、他方をオフにする付記13に記載のアナログデジタル変換器。
前記第1の基準電圧及び前記第2の基準電圧は、それぞれ所定の周期で所定の電圧VRPと電圧VRNとの間で切り替えられ、前記第2の基準電圧は、前記第1の基準電圧が電圧VRPの場合は電圧VRNであり、前記第1の基準電圧がVRNの場合は電圧VRPとなる付記17に記載のアナログデジタル変換器。
入力された信号を量子化し、量子化信号を出力する量子化器と、
アナログ入力信号をサンプリングし、該サンプリングしたアナログ入力信号と、前記量子化信号に応じたフィードバック信号との差分を差分信号として出力するサンプリング回路と、
前記差分信号に重畳される加算電圧を生成するディザ回路であって、複数のキャパシタを含むキャパシタ回路と、該キャパシタ回路のキャパシタンスを、前記複数のキャパシタのうちでキャパシタンスが最大のキャパシタのキャパシタンスよりも小さなキャパシタンスに制御しつつ、前記キャパシタ回路に前記加算電圧を生成させる制御回路とを有するディザ回路と、
前記加算電圧が重畳された前記差分信号を積分し、該積分の結果を前記量子化器に出力する積分回路とを備えるアナログデジタル変換器を含む半導体装置。
前記複数のキャパシタは、それぞれ第1の電極と、該第1の電極と誘電体層を介して対向する第2の電極とを用いて形成される付記19に記載の半導体装置。
前記複数のキャパシタは、それぞれ同一配線層内で互いに対向するように配置された第1の配線と第2の配線とを用いて形成される付記19に記載の半導体装置。
複数のキャパシタを含むキャパシタ回路と、
前記キャパシタ回路のキャパシタンスを、前記複数のキャパシタのうちでキャパシタンスが最大のキャパシタのキャパシタンスよりも小さなキャパシタンスに制御する制御回路とを含むサンプリング回路。
前記複数のキャパシタは、前記キャパシタ回路の入力ノードと出力ノードとの間に直列に接続されており、
前記制御回路は、前記複数のキャパシタのうち、所定数のキャパシタを用いて前記キャパシタ回路に入力信号をサンプリングさせる付記項22に記載のサンプリング回路。
前記複数のキャパシタは互いに並列に接続されており、
前記制御回路は、前記複数のキャパシタのうちの、所定数のキャパシタに入力信号をサンプリングさせ、前記所定数のキャパシタに蓄積された電荷を、前記複数のキャパシタに分配させ、かつ前記複数のキャパシタのうちの1つから前記分配された電荷を出力させる付記22に記載のサンプリング回路。
スイッチトキャパシタとして構成される付記22に記載のサンプリング回路。
前記キャパシタ回路は、アナログデジタル変換器にサンプリングした入力信号を出力する付記22に記載のサンプリング回路。
入力ノードと出力ノードとの間に直列に接続された複数のキャパシタを含むキャパシタ回路において、前記複数のキャパシタのうち、前記キャパシタの総数よりも少ない所定数のキャパシタに入力信号に応じた電荷を蓄積し、
前記キャパシタ回路から前記蓄積した電荷を出力する電圧信号発生方法。
互いに並列に接続された複数のキャパシタを含むキャパシタ回路において、前記複数のキャパシタのうちの所定数のキャパシタに入力信号に応じた電荷を蓄積し、
前記所定数のキャパシタに蓄積された電荷を、前記複数のキャパシタに分配し、
前記複数のキャパシタのうちの1つから前記分配された電荷を出力する電圧信号発生方法。
20:サンプリング容量
30:可変容量回路
35:制御回路
40:アンプ
50:積分容量
60:量子化器
200、300:平行平板電極
201、202、301、302:配線
C1~C4:キャパシタ
SW1~SW12:スイッチ
SW101~SW103:スイッチ
Claims (11)
- 入力された信号を量子化し、量子化信号を出力する量子化器と、
アナログ入力信号をサンプリングし、該サンプリングしたアナログ入力信号と、前記量子化信号に応じたフィードバック信号との差分を差分信号として出力するサンプリング回路と、
前記差分信号に重畳される加算電圧を生成するディザ回路と、
前記加算電圧が重畳された前記差分信号を積分し、該積分の結果を前記量子化器に出力する積分回路とを備え、
前記ディザ回路は、
複数のキャパシタを含むキャパシタ回路と、
前記キャパシタ回路のキャパシタンスを、前記複数のキャパシタのうちでキャパシタンスが最大のキャパシタのキャパシタンスよりも小さなキャパシタンスに制御しつつ、前記キャパシタ回路に前記加算電圧を生成させる制御回路とを有し、
前記複数のキャパシタは、前記キャパシタ回路の入力ノードと出力ノードとの間に直列に接続されており、
前記制御回路は、前記複数のキャパシタのうち、所定数のキャパシタを用いて前記キャパシタ回路に前記加算電圧を生成させ、
前記サンプリング回路は、前記積分回路が前記差分信号を積分する積分期間において、前記アナログ入力信号と前記フィードバック信号との差を前記差分信号として出力し、
前記制御回路は、前記サンプリング回路において前記アナログ入力信号のサンプリングが行われるサンプリング期間において前記所定数のキャパシタに所定電圧をサンプリングさせ、前記積分期間において、前記所定数のキャパシタから前記所定電圧に応じた電圧を前記加算電圧として出力させ、
前記制御回路は、前記サンプリング期間では、前記所定数のキャパシタに、前記入力ノードから入力される第1の基準電圧及び第2の基準電圧の一方と前記出力ノードに入力される第3の基準電圧との差電圧をサンプリングさせ、前記積分期間では、前記入力ノードから入力される前記第1の基準電圧及び前記第2の基準電圧の他方と前記差電圧との差に応じた電圧を前記加算電圧として前記出力ノードから出力させる、
アナログデジタル変換器。 - 前記キャパシタ回路は、前記複数のキャパシタの前記入力ノード側の端子のそれぞれと前記入力ノードとの間に配置される複数の容量切替えスイッチを更に有し、
nを前記加算電圧の生成に用いられるキャパシタの数を示す整数とした場合、前記制御回路は、前記サンプリング期間及び前記積分期間において、前記入力ノード側から見てn番目のキャパシタの前記入力ノード側の端子と前記入力ノードとの間に配置される容量切替えスイッチをオンにし、残りの容量切替えスイッチをオフに制御する請求項1に記載のアナログデジタル変換器。 - 前記ディザ回路は、前記キャパシタ回路の入力ノードと前記第1の基準電圧との間に配置された第1の電圧切替えスイッチと、前記キャパシタ回路の入力ノードと前記第2の基準電圧との間に配置された第2の電圧切替えスイッチとを更に有し、
前記制御回路は、前記サンプリング期間では前記第1の電圧切替えスイッチ及び前記第2の電圧切替えスイッチの一方をオン、他方をオフにし、前記積分期間では前記第1の電圧切替えスイッチ及び前記第2の電圧切替えスイッチの他方をオン、一方をオンにする請求項1に記載のアナログデジタル変換器。 - 前記第1の基準電圧及び前記第2の基準電圧は、それぞれ所定の周期で所定の電圧VRPと電圧VRNとの間で切り替えられ、前記第2の基準電圧は、前記第1の基準電圧が電圧VRPの場合は電圧VRNであり、前記第1の基準電圧がVRNの場合は電圧VRPとなる請求項1に記載のアナログデジタル変換器。
- 前記キャパシタ回路は、前記複数のキャパシタの前記入力ノード側の端子のそれぞれと所定の初期化用電圧との間に配置される複数の初期化用スイッチを更に有し、
前記制御回路は、動作開始時に、前記複数の初期化用スイッチをオンにする請求項1に記載のアナログデジタル変換器。 - 前記初期化用電圧は前記第3の基準電圧であり、前記制御回路は、前記キャパシタ回路の出力ノードが前記第3の基準電圧に接続されている状態で、前記複数の初期化用スイッチをオンにする請求項5に記載のアナログデジタル変換器。
- 入力された信号を量子化し、量子化信号を出力する量子化器と、
アナログ入力信号をサンプリングし、該サンプリングしたアナログ入力信号と、前記量子化信号に応じたフィードバック信号との差分を差分信号として出力するサンプリング回路と、
前記差分信号に重畳される加算電圧を生成するディザ回路と、
前記加算電圧が重畳された前記差分信号を積分し、該積分の結果を前記量子化器に出力する積分回路とを備え、
前記ディザ回路は、
複数のキャパシタを含むキャパシタ回路と、
前記キャパシタ回路のキャパシタンスを、前記複数のキャパシタのうちでキャパシタンスが最大のキャパシタのキャパシタンスよりも小さなキャパシタンスに制御しつつ、前記キャパシタ回路に前記加算電圧を生成させる制御回路とを有し、
前記複数のキャパシタのキャパシタンスは相互に等しい、
アナログデジタル変換器。 - 入力された信号を量子化し、量子化信号を出力する量子化器と、
アナログ入力信号をサンプリングし、該サンプリングしたアナログ入力信号と、前記量子化信号に応じたフィードバック信号との差分を差分信号として出力するサンプリング回路と、
前記差分信号に重畳される加算電圧を生成するディザ回路と、
前記加算電圧が重畳された前記差分信号を積分し、該積分の結果を前記量子化器に出力する積分回路とを備え、
前記ディザ回路は、
複数のキャパシタを含むキャパシタ回路と、
前記キャパシタ回路のキャパシタンスを、前記複数のキャパシタのうちでキャパシタンスが最大のキャパシタのキャパシタンスよりも小さなキャパシタンスに制御しつつ、前記キャパシタ回路に前記加算電圧を生成させる制御回路とを有し、
前記複数のキャパシタは互いに並列に接続されており、
前記制御回路は、前記複数のキャパシタのうち、所定数のキャパシタに所定電圧をサンプリングさせ、前記所定数のキャパシタに蓄積された電荷を、前記複数のキャパシタに分配させ、かつ前記複数のキャパシタのうちの1つから前記分配された電荷を出力させることで、前記キャパシタ回路に前記加算電圧を生成させ、
前記制御回路は、前記所定電圧のサンプリングでは、前記所定数のキャパシタに、前記キャパシタ回路の入力ノードから入力される第1の基準電圧及び第2の基準電圧の一方と第3の基準電圧との差電圧をサンプリングさせる、
アナログデジタル変換器。 - 入力された信号を量子化し、量子化信号を出力する量子化器と、
アナログ入力信号をサンプリングし、該サンプリングしたアナログ入力信号と、前記量子化信号に応じたフィードバック信号との差分を差分信号として出力するサンプリング回路と、
前記差分信号に重畳される加算電圧を生成するディザ回路と、
前記加算電圧が重畳された前記差分信号を積分し、該積分の結果を前記量子化器に出力する積分回路とを備え、
前記ディザ回路は、
複数のキャパシタを含むキャパシタ回路と、
前記キャパシタ回路のキャパシタンスを、前記複数のキャパシタのうちでキャパシタンスが最大のキャパシタのキャパシタンスよりも小さなキャパシタンスに制御しつつ、前記キャパシタ回路に前記加算電圧を生成させる制御回路とを有し、
前記複数のキャパシタは互いに並列に接続されており、
前記制御回路は、前記複数のキャパシタのうち、所定数のキャパシタに所定電圧をサンプリングさせ、前記所定数のキャパシタに蓄積された電荷を、前記複数のキャパシタに分配させ、かつ前記複数のキャパシタのうちの1つから前記分配された電荷を出力させることで、前記キャパシタ回路に前記加算電圧を生成させ、
前記キャパシタ回路は、前記キャパシタ回路の入力ノードに接続された複数のキャパシタの一端同士を相互に接続する配線間に挿入された複数の並列数制御スイッチを更に有し、
iを前記所定数を示す整数とした場合、前記制御回路は、前記所定電圧のサンプリングでは、iが1よりも大きい場合は前記入力ノード側から見て1番目のキャパシタからi番目のキャパシタまでのキャパシタの間に配置される並列数制御スイッチのそれぞれをオンにし、i番目のキャパシタの出力ノード側に配置される並列数制御スイッチをオフに制御する、
アナログデジタル変換器。 - 前記制御回路は、前記蓄積された電荷の分配では、複数の並列数制御スイッチのそれぞれをオンにする請求項9に記載のアナログデジタル変換器。
- 前記制御回路は、前記分配された電荷の出力では、jを1以上でかつ前記キャパシタの総数より1つ小さい数を表す整数として、前記キャパシタ回路の出力ノード側から見てj番目のキャパシタとj+1番目のキャパシタとの間に配置された並列数制御スイッチをオフにする請求項9に記載のアナログデジタル変換器。
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