JPH05122082A - A/d変換回路 - Google Patents

A/d変換回路

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JPH05122082A
JPH05122082A JP28181991A JP28181991A JPH05122082A JP H05122082 A JPH05122082 A JP H05122082A JP 28181991 A JP28181991 A JP 28181991A JP 28181991 A JP28181991 A JP 28181991A JP H05122082 A JPH05122082 A JP H05122082A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
filter type
analog
switched capacitor
capacitor filter
analog integrator
Prior art date
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Pending
Application number
JP28181991A
Other languages
English (en)
Inventor
Toshihide Hiraoka
俊秀 平岡
Masanobu Arai
正伸 新井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
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Publication of JPH05122082A publication Critical patent/JPH05122082A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 スイッチトキャパシタフィルタ型アナログ積
分器が飽和状態になっても、誤ったディジタルデータが
出力されないようにすることにある。 【構成】 アナログスイッチSW3が閉じられ、アナロ
グスイッチSW4,SW5が1側に接続され、アナログ
スイッチSW1が閉じられた状態で、アナログ入力信号
が入力端子2と接地間に入力されると、アナログ入力信
号に対応した電荷がキャパシタC1に充電され、+Vに
対応した電荷がキャパシタC2に充電される。そして、
キャパシタC1,C2に充電された電荷が、キャパシタ
C3,C4に転送される。この動作の繰り返しによりキ
ャパシタC3,C4に電荷が蓄積され、コンパレータ9
で設定した時間を越えたときに、コントローラ10によ
ってアナログスイッチSW4,SW5が接地側に接続さ
れ、キャパシタC4に保持されていた電荷は放電され、
飽和直後でも正しいA/D変換動作が可能になる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、A/D変換回路に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来のオーバーサンプリングA/D変換
回路は、アナログ積分器と、1ビット量子化器と、1ビ
ット量子化器から出力される量子化雑音の高周波成分を
除去するためのディジタルフィルタから構成されてお
り、外部から入力されるアナログ信号帯域よりも十分高
い周波数のオーバーサンプルクロックでアナログ信号の
サンプリングを行う。そして、量子化された信号を後段
のディジタルフィルタによってフィルタリングを行い、
1ビットの量子化器でありながら、通常のサンプルクロ
ックと同じレートで多ビットの高精度なディジタルデー
タを出力するというものであった。このオーバーサンプ
リングA/D変換器は、例えば、特願昭63−2799
51号等で既に知られている。
【0003】このオーバーサンプリングA/D変換回路
の構成要素であるアナログ積分器は、LSI化するのに
適しているスイッチトキャパシタ回路によって構成され
るのが一般的である。図2は、スイッチトキャパシタフ
ィルタ型アナログ積分器の一構成例である。このスイッ
チトキャパシタフィルタ型アナログ積分器は、サンプリ
ングクロックによって、アナログスイッチSW6が1側
に接続され、入力端子12と接地間に入力された入力ア
ナログ信号に対応した電荷がキャパシタC5に充電され
る。そして、次のタイミングでアナログスイッチSW6
は、演算増幅器13の反転入力端に接続されている2側
に接続され、キャパシタC5に充電された電荷は、キャ
パシタC6に転送される。キャパシタC6には、その前
のサンプリングタイミングで転送されている電荷を保持
しており、その電荷とキャパシタC5から転送された電
荷との和がキャパシタC6に保持され、この電荷に比例
した電圧が出力端子14と接続間に出力されることによ
って、積分の動作を行う。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】この従来のオーバーサ
ンプリングA/D変換回路では、外部から入力されるア
ナログ信号が大振幅で過負荷の状態が続くと、スイッチ
トキャパシタフィルタ型アナログ積分器は、積分動作を
行っているため、飽和状態となる。この飽和レベルは、
量子化ステップ電圧の数十倍である。そして、スイッチ
トキャパシタフィルタ型アナログ積分器が飽和状態にな
った場合、スイッチトキャパシタフィルタ型アナログ積
分器の後段にある1ビット量子化器は、連続した「1」
または「−1」を出力し続ける。この飽和状態のとき
に、アナログ入力信号として、小振幅の正常な信号が入
力された場合、A/D変換回路の量子化ステップ電圧の
単位でしか、スイッチトキャパシタフィルタ型アナログ
積分器が、飽和レベルから入力アナログ信号のレベル変
化に追従できるレベルにまで復帰できないため、飽和レ
ベルから復帰するには時間がかかる。この復帰するまで
の間は、アナログ入力信号の変化にスイッチトキャパシ
タフィルタ型アナログ積分器が追従できず、その間は、
誤ったディジタルデータが出力されるという問題点があ
った。
【0005】本発明の目的は、スイッチトキャパシタフ
ィルタ型アナログ積分器が飽和状態になっても、誤った
ディジタルデータが出力されないようにすることにあ
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、信号周波数帯域よりも十分高いサンプリ
ング周波数でサンプリングするスイッチトキャパシタフ
ィルタ型アナログ積分器と、スイッチトキャパシタフィ
ルタ型アナログ積分器の出力値の極性に応じて、「+
1」又は「−1」を出力する1ビット量子化器と、量子
化器の出力値の変化点をリセット信号として、スイッチ
トキャパシタフィルタ型アナログ積分器が飽和状態とな
った場合、1ビット量子化器が連続した「+1」又は
「−1」を出力し、出力値の変化がない時間をモニタす
ることによって、スイッチトキャパシタフィルタ型アナ
ログ積分器の飽和状態をモニタするためのタイマー回路
と、タイマー回路の出力値とスイッチトキャパシタフィ
ルタ型アナログ積分器が飽和状態となっていることを判
断するための外部設定時間との比較を行うコンパレータ
と、スイッチトキャパシタフィルタ型アナログ積分器が
飽和状態となったときに、演算増幅器の反転入力端と出
力端間のキャパシタの電荷を一部放電させるためのアナ
ログスイッチ対と、コンパレータの出力値によってアナ
ログスイッチ対を制御するコントローラとから構成した
ものである。
【0007】
【実施例】以下、本発明について、図面を参照して説明
する。
【0008】図1は、本発明の一実施例の構成図であ
る。図1において、入力端子2はキャパシタC1に接続
され、基準電圧+Vは、アナログスイッチSW1を介し
て、キャパシタC2に接続され、基準電圧−Vは、アナ
ログスイッチSW2を介して、キャパシタC2に接続さ
れ、キャパシタC1とキャパシタC2は、アナログスイ
ッチSW3を介して、演算増幅器3の反転入力端に接続
され、キャパシタC3は、演算増幅器3の反転入力端と
演算増幅器3の出力端に接続され、キャパシタC4の一
方の端は、アナログスイッチSW4を介して、演算増幅
器3の反転入力端に接続され、キャパシタC4の他方の
端は、アナログスイッチSW5を介して、演算増幅器3
の出力端に接続され、演算増幅器3の出力端は、1ビッ
ト量子化器4に接続され、1ビット量子化器4は、ディ
ジタルフィルタ5と、アナログスイッチSW1,SW2
を制御するコントローラ6に接続され、ORゲート7
は、アナログ積分器の飽和状態をモニタするタイマー8
に接続され、タイマー8は飽和状態となったことを判断
するコンパレータ9に接続され、コンパレータ9は、ア
ナログスイッチSW4,SW5を制御するコントローラ
10と、ORゲート7に接続され、出力端子11は、デ
ィジタルフィルタ5に接続されている。従来のオーバー
サンプルA/D変換回路1では、スイッチトキャパシタ
フィルタ型アナログ積分器が飽和状態となった場合に、
飽和状態から復帰する間、誤ったディジタルデータを出
力していた。これを防止するために、本実施例は、スイ
ッチトキャパシタフィルタ型アナログ積分器が飽和状態
から素早く復帰することができるような構成となってい
る。
【0009】次に、動作について説明する。入力端子2
と接地間にアナログ入力信号が入力される前は、アナロ
グスイッチSW3は閉じられ、アナログスイッチSW
4,SW5は、1側に接続されている。アナログ入力信
号が入力端子2と接地間に入力されると、そのときのア
ナログ電圧に応じた電荷がキャパシタC1に充電され
る。同時に、アナログスイッチSW1又はアナログスイ
ッチSW2を閉じることによって、1ビット量子化器4
から帰還される量子化ステップ電圧+V又は−Vに対応
した電荷が、キャパシタC2に充電される。そして、キ
ャパシタC1に充電された電荷とキャパシタC2に充電
された電荷の和が、キャパシタC3,C4に転送され
る。この動作の繰り返しにより積分動作が行われる。
【0010】ここで、アナログ入力信号が大振幅で過負
荷の状態が続くと、このスイッチトキャパシタフィルタ
型アナログ積分器は飽和状態になり、その結果、後段の
1ビット量子化器4は、スイッチトキャパシタフィルタ
型アナログ積分器の出力値の極性によって、「+1」、
「−1」を出力するため、スイッチトキャパシタフィル
タ型アナログ積分器が飽和状態となっている場合、連続
した「+1」又は「−1」を出力する。タイマー8は、
1ビット量子化器4の出力の変化点をリセット信号とし
ているため、スイッチトキャパシタフィルタ型アナログ
積分器が飽和状態となっているときは、カウントアップ
動作を続ける。コンパレータ9には飽和状態になってい
ると判断できる時間を設定しておく。そして、タイマー
8の出力値がコンパレータ9で設定した時間を越えたと
きに、コントローラ10によって、アナログスイッチS
W4,SW5が接地側に接続されるようにしておく。こ
れにより、スイッチトキャパシタフィルタ型アナログ積
分器が飽和状態となった場合、キャパシタC4に保持さ
れていた電荷は放電される。そして、スイッチトキャパ
シタフィルタ型アナログ積分器は、キャパシタC3,C
4に保持されている電荷に比例した電圧を出力するた
め、キャパシタC4に保持されていた電荷を放電させる
ことによって、スイッチトキャパシタフィルタ型アナロ
グ積分器は、素早く飽和状態から復帰することができ、
飽和直後のアナログ入力信号の変化に対して、スイッチ
トキャパシタフィルタ型アナログ積分器の追従が可能と
なり、飽和直後でも正常なアナログ入力信号に対して、
正しいA/D変換動作が可能になる。
【0011】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、スイッ
チトキャパシタフィルタ型アナログ積分器が飽和状態に
なったとき、演算増幅器に入出力端に蓄えられた電荷の
一部を放電するようにしたので、誤ったディジタルデー
タが出力されないという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の構成図である。
【図2】スイッチトキャパシタフィルタ型アナログ積分
器の一構成例を示す図である。
【符号の説明】
1 従来のオーバーサンプルA/D変換回路 2 入力端子 3 演算増幅器 4 1ビット量子化器 5 ディジタルフィルタ 6,10 コントローラ 7 ORゲート 8 タイマー 9 コンパレータ 11 出力端子 SW1,SW2,SW3,SW4,SW5 アナログス
イッチ C1,C2,C3,C4 キャパシタ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】信号周波数帯域よりも十分高いサンプリン
    グ周波数でサンプリングするスイッチトキャパシタフィ
    ルタ型アナログ積分器と、スイッチトキャパシタフィル
    タ型アナログ積分器の出力値の極性に応じて、「+1」
    又は「−1」を出力する1ビット量子化器と、量子化器
    の出力値の変化点をリセット信号として、スイッチトキ
    ャパシタフィルタ型アナログ積分器が飽和状態となった
    場合、1ビット量子化器が連続した「+1」又は「−
    1」を出力し、出力値の変化がない時間をモニタするこ
    とによって、スイッチトキャパシタフィルタ型アナログ
    積分器の飽和状態をモニタするためのタイマー回路と、
    タイマー回路の出力値とスイッチトキャパシタフィルタ
    型アナログ積分器が飽和状態となっていることを判断す
    るための外部設定時間との比較を行うコンパレータと、
    スイッチトキャパシタフィルタ型アナログ積分器が飽和
    状態となったときに、演算増幅器の反転入力端と出力端
    間のキャパシタの電荷を一部放電させるためのアナログ
    スイッチ対と、コンパレータの出力値によってアナログ
    スイッチ対を制御するコントローラとから構成されてい
    ることを特徴とするA/D変換回路。
JP28181991A 1991-10-29 1991-10-29 A/d変換回路 Pending JPH05122082A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP28181991A JPH05122082A (ja) 1991-10-29 1991-10-29 A/d変換回路

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP28181991A JPH05122082A (ja) 1991-10-29 1991-10-29 A/d変換回路

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH05122082A true JPH05122082A (ja) 1993-05-18

Family

ID=17644440

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP28181991A Pending JPH05122082A (ja) 1991-10-29 1991-10-29 A/d変換回路

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JP (1) JPH05122082A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2907240A4 (en) * 2012-10-12 2017-02-22 Nienaber, David Phase sector based rf signal decimation

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2907240A4 (en) * 2012-10-12 2017-02-22 Nienaber, David Phase sector based rf signal decimation

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