TW398115B - A/D converter and A/D converting method - Google Patents

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五、發明説明（1 ) 〔發明所屬之技術領域〕 本發明，係關於把類比信號轉換爲數位値的A / D轉 換器及A/D轉換方法。 〔習知技藝〕 - 第1 4圖爲顯示習知的A/D轉換器之構成的電路圖 .第1 4圖中，5 1爲發生轉換對象的類比信號V i η之 類比信號源，52，53爲定電壓源，54爲將定電壓源 5 2，5 3之輸出電壓間等分割而生成參考電壓V r 1〜 V r 7之電阻列，5 5係把從類比信號源5 1的類比信號 V i η和從電阻列5 4之參考電壓V r 1〜V r 7的電壓 差分別放大之放大電路列，5 6爲把放大電路列5 5 ¥/輸 出電壓放大成數位値，而保持之閂鎖電路列，5 7爲把閃 鎖電路列5 6的輸出信號編碼成A/D轉換値之運算電路 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ，5 8爲使閂鎖電路列5 6及運算電路5 7動作的時鐘發 生電路。5 9爲將成時鐘發生電路5 8的輸出時鐘之基準 的時鐘之輸入端子，6 0爲由運算電路5 7所運算的A/ D轉換値之輸出端子。 例如，做爲類比信號V i η在參考電壓V r 3和 V r 4之間。此時，放大電路列55的第1〜3放大電路 ，因正轉輸入電壓（類比電壓V i η )比反轉輸入電壓（ 參考電壓Vr 1〜Vr 3)低，故將輸出頁的電壓。一方 面，第4〜7放大電路，因正轉輸入電壓（類比電壓 V i η)比反轉輸入電壓（參考電壓Vr 4〜V r 7)高 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐）-4 · 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明) ，故將輸出正之電壓。如此地，放大電路列5 5的輸出電 壓，將由類比信號V i η電壓的正負切換處會變化，故能 根據該切換處把類比信號V i η A/D轉換。 閂鎖電路列5 6將把放大電路列5 5的輸出電壓放大 爲邏輯電壓（VDD : 1，Vss : 〇)，而保持《運算 電路5 7，將把閂鎖電路列5 6的保持値，轉換成如第 1 4圖所示的3元之A/D轉換値。.亦即，比參考電壓 Vr7低的電壓將轉換成+000"，比參考電壓Vrl 高之電壓將轉換成'111# ，而電壓Vrl和Vr7之 間的電壓將轉換爲^001 〃〜>1 10"。在本例，閂 鎖電路列5 6的保持値將成爲' 0 0 0 1 1 1 1 '(做爲 放大電路的輸出電壓爲負時閂鎖電路之保持値爲>0^ ， 正時閂鎖電路的保持値爲"1')，類比信號V i η將由 運算電路57轉換成>100" ，該資料"1〇〇"將從 輸出端子60輸出。 〔發明所要解決之課題〕 可是，在習知的A/D轉換器有如下的問題。 在如第1 4圖所示的習知之A / D轉換器，係把類比 信號V i η和參考電壓V r 1〜V r 7的電壓差放大之各 訊差放大電路的輸出電壓之正負做爲A/D轉換的資訊使 用。換言之，係按照類比信號和各參考電壓之.大小關係， 而進行A/D轉換。 如此的A/D轉換器時，轉換精確度，將由各參考電 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐）-5 - ---I —：----' 裝---I--訂 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 五、發明説明（3 ) 壓之差，亦即把定電壓源5 2，5 3的輸出電差分割時之 刻紋寬度而決定。例如爲了構成8元的A/D轉換器，需 要把定電壓源52，53之.輸出電壓差分割爲2 5 6 (= 28)等級。設定電壓源5 2，5 3的輸出電壓差爲2V， 則每1等級之電壓將成爲約8mV。 因此，爲了提高轉換精確度，需要把每1等級之電壓 做爲更小。 一方面，雖然在前述的習知技藝之說明，係把訊差放 大電路做爲理想性電路處理，但是實際的訊差放大電路具 有偏移電壓。因此，把每1等級的電壓變小時，相對地偏 移電壓之影響會變大，結果，具有無法提高轉換精確度之 問題。 ' 、 設訊差放大電路的偏移電壓爲V 〇 s時，實質上之參 考電壓，將成爲參考電壓Vr 3與偏移電壓Vo s之和。 此時，雖然本來應以類比信號V i η成爲參考電壓V r 3 相等時做爲境界，輸出電壓的正負應該切換，但是，實際 上輸出電壓將以類比信號V i η成爲和電壓（V r 3 + 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) V 〇 s )相等時爲境界而切換正負。 8元的A/D轉換器時，因1等級的誤差係做爲 ±4mV，故每1等級之電壓須爲4〜12(8±4) mV，爲了防止前述問題，偏移電壓Vo s必須爲±4m V以內。 然而，實際的放大電路之偏移電壓Vos ，爲土10 mV以上（MOS電晶體時）。因此，使用MOS電晶體 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）-6 - 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A.7 _B7___ 五、發明説明（4 ) 時，以習知技術無法實現8元以上之A/D轉換器。 鑑於前述的問題，本發明’係做爲A / D轉換器及A /D轉換方法，以使之不受放大電路的偏移電壓之影響’ 而能實現高速且高精確度的A/D轉換做爲課題. 〔爲了解決課題之方法〕 爲了解決前述課題，申請專利範圍第1項所採取的方 法，係做爲把類比信號轉換爲數位値之A / D轉換器，備 有把轉換對象的類比信號之電壓和所定的參考電壓之電壓 差放大的多數之放大電路，和以前述各放大電路的放大速 度爲基礎，求得表示前述類比信號之數位値的轉換部者。 放大電路，係類比信號和參考電壓之電壓差愈大時，&大 速度會愈快（放大時間會縮短）。一方面，因類比信號和 參考電壓的電壓差愈小，放大速度會愈慢（放大時間變長 )，故各放大電路的放大速度之差異，將會表示前述類比 信號的電壓和各放大電路之參考電壓的電壓差之差異。因 此，能夠把根據各放大電路的放大速度進行A/D轉換， 只把類比信號和各參考電壓之大小關係做爲A/D轉換之 質訊的習知技藝無法求得之，在各參考電壓間的類比信號 之位置求得。因此，能夠超越由放大電路本質上具有的偏 移電壓之參差所限制的已往之A/D轉換精確度的界限， 實現更高精確度之A / D轉換。 然後，在申請專利範圍第2項的發明，前述申請專利 範圍第1項之A/D轉換器的轉換部，將做爲備有分別計 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）-7 - I I ---------n I 1 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 A7 B7__ 五、發明説明（5 ) 數前述多數的放大電路之放大時間，輸出表示各放大電路 的放大時間之値的時間計數裝置，和根據從前述時間計數 裝置所輸出的多數之値，運算表示前述類比信號的數元値 之運算裝置者。 根據申請專利範圍第2項的發明時，從時間計數裝置 輸出的多數之値，係表示把轉換對象的類比信號之電壓， 和所定的參考電壓之電壓差放大的各放大電路之放大時間 。放大電路的放大時間，例如做爲放大電路之輸出電壓， 從成爲起點的電壓至到達所定電壓之時間即可。如前所述 ，因各放大電路的放大速度之差異將表示類比信號的電壓 和各放大電路的參考電壓之電壓差，故各放大電路的放大 時間，也對應於類比信號之電壓和各放大電路的參考~電壓 之電壓差。因此，能夠由運算裝置，以從前述時間計數裝 置所輸出的多數之値做爲基礎，求得在各參考電壓間的類 比信號之位置，故能把前述表示類比信號之數元値，比已 往更高精確度地運算。因此，能夠超越由放大電路本質上 具有的偏移電壓之參差所限制的已往之A/D轉換精確度 的界限，實現更高精確度之A/D轉換。 然後，在申請專利範圍第3項的發明，係做爲如前述 申請專利範圍第2項之A/D轉換器的時間計數裝置，具 有輸出隨時間之經過而變化的振盪電路，和設成對應於前 述多數的各放大電路，當對應之放大電路的輸出電壓達到 所定之電壓時，把前述振盪電路的輸出信號保持之多數的 保持電路列，根據前述多數的保持電路列保持之信號，求 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）-8 - — ————— — - I ' - I - n n n ^ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 Α7 Β7 五、發明説明（6 ) 得表示各放大電路的放大時間之値。 根據申請專利範圍第3項的發明時，從振盪電路所輸 出的隨時間經過而變化之信號，在放大電路的輸出電壓達 到所定電壓時，會由對應於前述放大電路的保持電路列保 持。因此，在保持電路列所保持之信號，將成爲對應於放 大電路的放大時間之信號。所以，時間計數裝置，能夠把 保持在保持電路列的信號做爲基礎，.確實求得表示各放大 電路的放大時間之値。 同時，在审請專利範圍第4項的發明，前述申請專利 範圍第3項之A/D轉換器的振盪電路，係做爲具有由連 接成環狀的多數之延遲電路而成，由振盪而信號的遷移會 循環之延遲電路環，把構成前述延遲電路環的延遲電之 輸出信號，做爲該振盪電路之輸出信號。 更且，在申請專利範圍第5項的發明，係如前述申請 專利範圍第4項之A/D轉換器，其中，前述放大電路， 爲隨著第1時鐘信號而輸出一定電壓的複置動作和放大動 作會切換著，前述振盪電路，構成有以頻率一定的第2時 鐘信號爲基準，把前述延遲電路環之振盪頻率控制成一定 之鎖相環（PLL)，前述第1及第2時鐘信號，係使前 述放大電路開始放大動作和前述時間計數裝置開始計數動 作會一致地，設定其頻率及相位者。 同時，申請專利範圍第6項的發明，在前述申請範圍 第2項之A/D轉換器的運算裝置，係做爲以從前述時間 計數裝置輸出的多數之値做爲基礎，從前述多數的放大電 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐）· 9 - (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝. -β 經濟部中央標準局員工消费合作社印製 A7 B7_ 五、發明説明（7 ) 路之中，把參考電壓比前述類比信號的電壓高之第1放大 電路，和參考電壓比前述類比信號的電壓低之第2放大電 路特定，把前述第1放大電路的參考電壓，和前述第2放 大電路的參考電壓之間，把前述第2放大電路的放大時間 和前述第1放大電路的放大時間之比內插的點之電壓，制 定爲前述類比信號的電壓。 根據申請專利範圍第6項的發明時，因能由運算裝置 ，將第1放大電路的參考電壓和第2放大電路的參考電壓 之間的類比信號之位置，使用前述放大電路的放大時間和 前述第2放大電路之放大時間很精確地求得，故能把表示 前述類比信號的數位値，比已往更高精確度地運算。同時 ，由把計測的放大時間相對比較而進行A / D轉換，^能 抑制由電源電壓，溫度的轉換誤差，使A/D轉換精確度 提高。 更且，申請專利範圍第7項的發明，係如前述申請專 利範圍第2項之A/D轉換器，其中，前述多數的放大電 路係分成多數之群，前述時間計數裝置，係做爲對應於前 述多數的放大電路之各群，分成塊而構成。 根據申請專利範圍第7項的發明時，把A/D轉換器 配置在L S I時之規畫將會提高自由度。 同時，在申請專利範圍第8項的發明，係如前述申請 專利範圍第1項之A/D轉換器，其中，轉換部，係在前 述多數的放大電路中，關於參考電壓比前述類比信號之電 壓低的放大電路，係把正轉輸出電壓及反轉輸出電壓之中 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）-1〇 - n n n I I I I I n n n n (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標隼局員工消費合作杜印製 A7 B7 _ 五、發明説明（8 ) 的一方之輸出電壓，而關於參考電壓比前述類比信號的電 壓高之放大電路，係把正轉輸出電壓及反轉輸出電壓中的 他方之輸出電壓，分別做爲基礎求得表示前述類比信號之 數位値者。 根據申請專利範圍第8項的發明時，使用在前述類比 信號之A/D轉換的放大電路之輸出電壓，將會集中在比 成爲放大的基準之電壓高側或低側的其中之一方側.因此 ，各放大電路的偏移電壓之影響將會抵消，故會提高A/ D轉換之精確莨。 然後，申請專利範圍第9項的發明，係如申請專利範 圍第8項之A/D轉換器，其中，轉換部，具備有將前述 多數的放大電路的放大時間，關於參考電壓比前述類it信 號之電壓低的放大電路，把正轉輸出電壓及反轉輸出電壓 之中的一方之輸出電壓，關於參考電壓比前述類比信號的 電壓高之放大電路，把正轉輸出電壓及反轉輸出電壓中他 方的輸出電壓分別做爲基準計數之時間計數裝置，和把由 前述時間計數裝置所計數的各放大電路之放大時間做爲基 礎，運算前述表示類比信號的數位値之運算裝置。 根據申請專利範圍第9項的發明時，因各放大電路之 放大時間會對應類比信號的電壓和各放大電路之參考電壓 的電壓差，能夠根據計數之各放大電路的放大時間，求得 在各參考電壓間之類比信號的位置，故能把表示前述類比 信號之數位値，比已往更高精確度地運算。 同時，申請專利範圍第1 0項的發明所採取之解決方 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）-11 - n ml n m m nn ^ n^i I i· nn 1^1 ^^^1一ej (请先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 _ 五、發明説明（9 ) 法，係做爲把類比信號轉換爲數位値的A/D轉換方法， 具有使用把轉換對象之類比信號的電壓和所定之參考電壓 的電壓差放大之多數的放大電路，根據前述各放大電路之 放大速度，求得表示前述類比信號的數位値之轉換工程. 根據申請專利範圍第1 〇項的發明時，因放大電路， 係類比信號和參考電壓之電壓差愈大時放大速度愈快（放 大時間愈短），一方面，類比信號和參考電壓的電壓差愈 小時放大速度愈慢（放大時間愈長），故各放大電路的放 大速度之差異，將表示前述類比信號的電壓和各放大電路 之參考電壓的電壓差。因此，由根據各放大電路之放大速 度進行A/D轉換，能夠求得已往只以類比信號和各參考 電壓的大小關係做爲A / D轉換之資訊的'習知技藝不fe求 得之，各參考電壓間的類比信號之位置。因此，能夠超越 由放大電路本質上具有的偏移電壓之參差所限制的A/D 轉換精確度之界限，而實現更高精確度的A/D轉換。 同時，申請專利範圍第1 1項的發明，係如申請專利 範圍第1 0項之A/D轉換方法，其中，具備求得參考電 壓比前述類比信號的電壓高之第1放大電路在放大所需的 第1時間，及求得參考電壓比前述類比信號的電壓低之第 2放大電路在放大所需的第2時間之第1工程，和把前述 第1放大電路的參考電壓和前述第2放大電路的參考電壓 之間，以前述第2時間和前述第1時間的比內插之點的電 壓，判定爲前類比信號的電壓之第2工程。 根據申請專利範圍第1 1項的發明時，因能把在第1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）-12 · I I I I I I I I ' n I n I n (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7£7_五、發明説明（1〇 ) 放大電路之參考電壓和第2放大電路的參考電壓之間的類 比信號之位置，使用前述放大電路的放大時間和前述第2 放大電路之放大時間很精確地求得，故能把表示表示類比 信號的數位値，比已往更高精確度地運算。同時，因爲由 把計測的放大時間相對比較而進行A / D轉換，故能抑制 由電源電壓，溫度之轉換誤差，而提高A/D轉換之精確 度。 然後，申請專利範圍第1 2項的發明，係做爲如前述 申請專利範圍第1 1項之A/D轉換方法，其中第1工程 ，係把前述第1時間，根據前述第1放大電路的正轉輸出 電壓及反轉輸出電壓之中的一方之電壓求得，一方面，把 前述第2時間。根據前述第2放大電路的正轉輸出電k及 反轉輸出電壓之中的他方之電壓求得》 根據申請專利範圍第1 2項的發明時，前述類比信號 之A/D轉換所使用的第1及第2放大電路之輸出電壓， 將會集中在比成爲放大的基準之電壓高側或低側的其中一 方側。因此，第1及第2放大電路之偏移電壓的影響會抵 銷，而提高A/D轉換之精確度》 〔發明之實施例〕 以下，一面參照圖面詳細地說明關於本發明的一實施 例之A / D轉換器。 _ 第1圖爲顯示關於本發明的一實施例之A/D轉換器 的構成之電路圖。在第1圖，1爲發生轉換對象的類比信 I I I I I I 一 裝 I I I I I 訂 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）-13 - A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 五 、發明説明 | (11 ) 1 號 V i η 之 類 比 信 號 源 2 爲 輸 出 將成 參 考 電 壓 的 上 限 之 | 電 壓 的 第 1 定 電 壓 源 9 3 爲 輸 出將成 參 考 電 壓 的 下 限 之 電 丨 * 壓 的 第 2 定 電 壓 源 4 爲 輸 出 驅 動 構 成 後 述 的放 大 電 路 列 請 I 1 1 0 之各 訊 差 放大 電 路 1 0 a 1 0 h 的做 爲 第 1 時 鐘 信 先 閲 1 I 讀 1 1 號 之 基 本時 鐘 S 1 的 第 1 時 鐘 發 生 源 5 爲 輸 出 驅 動 後 述 背 面 1 的 第 1 及 第 2 振 盪 電 路 3 0 A 3 0 B 之 做 爲 第 2 時 鐘 信 注 意 1 I 號 的 P L L 用 時 鐘 S 2 之 第 2 時 鐘 發 生 源 6 爲 由 連 接 成 事 項 再 1 I 串 聯 的 多 數 之 電 阻而成 由 分 割 第 1 定 電 壓 源 2 和 第 2 定 填 寫 本 裝 電 壓 源 3 的 輸 出 電 壓 差 而 生 成 參 考 電 壓 V Γ 1 V r 8 之 頁 1 1 電 阻 列 7 爲 輸 出 把 類 比 信 號 V i η A / D 轉 換 的 結 果 1 I 之 數 位 値 的 輸 出 端 子 〇 1 I 1 0 爲 把 類 比 信 號 V i η 和 電 阻列 6 輸 出的 參 考 m 壓 1 訂 V i η 1 V r 8 之 電 壓 差 放 大 的 由 第 1 第 8 訊 差 放大 1 1 電 路 1 0 a 1 0 h 所成之放大 電 路列 〇 例 如 第 1 訊 差 放 1 1 大 電 路 1 0 a 將把 類 比 信 號 V i ή 和 參 考 電 壓 V r 1 的 1 I 電 壓 差 放 大 而 輸 出 正 轉 輸 出 電 壓 a + 及 反 轉 輸 出 電 壓 a 1 I — 0 同 樣 地 第 2 第 8 訊 差 放 大 電 路 1 0 b 1 0 h > 1 1 將分別把 類 比 信 號 V i η 和 參 考 電 壓 V Γ 2 V Γ 8 的 電 1 1 壓 差 放 大 而 輸 出 正 轉 電 壓 b + h + 及反 轉 輸 出 電 壓 1 I b — h — 0 1 I 2 0 A 2 0 B 爲 分別 具 有 多數 個 做 爲 保持 電 路列 的 1 1 1 正 反 器 列 ( F F 列 ) 之 第 1 及 第 2 正 反 器 列 群 3 0 A 1 1 3 0 B 係 以 鎖 相環 ( P L L ) 構 成的 第 1 及 第 2 振 盪 電 路 1 1 > 此 等 係 測 定 構 成放 大 電 路列 1 0 的各 訊 差 放 大 電 路 1 1 1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）_ 14 _ 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 A7 B7_五、發明説明（12 ) 1 0 a〜1 〇 h之放大速度（放大時間）者。構成第1正 反器列群2 0A的各F F列，將使用第1振盪電路3 0A 之輸出信號I 1〜I 5，輸出表示第1〜第4訊差放大電 路10a〜l〇d的輸出電壓a —，a+〜d-，d+爲 起點之電壓變化至成爲基準的電壓之時間的數位値〇1+ ，0 1—〜04 +，04—。同樣地，構成第2正反器列 群2 0 B的各F F列，將使用第2振盪電路3 0 B之輸出 信號I 1〜I 5，輸出表示第5〜第8訊差放大電路 1 0 e〜1 〇h的輸出電壓e —，e+〜h—，h+爲起 點之電壓變化至成爲基準的電壓之時間數位値〇 5 +， ◦ 5--08 +，08 -。由第1及第2正反器列群 20A，20B，及第1和第2振盪電路30A，3%0Β ，構成時間計數裝置7 1。 41係以從第1及第2正反器列群20A，20B輸 出的表示放大電路列10之各訊差放大電路1 〇 a〜 1 0 h的放大速度或放大時間之數位値〇 1 +，〇 1 —〜 0 8 +，0 8 —做爲基礎，進行爲了下位的A/D轉換之 運算的時間運算電路。4 2爲根據時間運算電路4 1之輸 出資料，運算A/D轉換値的轉換値運算電路。4 3爲根 據從第1時鐘發生源4輸出的基本時鐘S1 ，發生使時間 運算電路4 1及轉換値運算電路4 2動作之時鐘信號發生 的時鐘發生電路。由時間運算電路4 1及轉換運算電路 4 2，構成運算裝置7 2。由時間計數裝置7 1及運算裝 置72，根據各訊差放大電路l〇a〜10h的放大速度 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）-15 - 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7_____ 五、發明説明（13 ) ，構成求得表示轉換對象之類比信號V i η的數位値之轉 換部。 以下，關於有關第1圖所示的本實施例之A/D轉換 器的主要部份，使用第2圖〜第5圖更詳細地說明。 首先，說明構成放大電路列1 0的訊差放大電路 1 0 a〜1 〇h。第2圖爲顯示構成有關本實施例的Α/ D轉換器之放大電路列1 〇的訊差放大電路1 〇 a〜 10h之一例的圖，同圖中，（a)爲顯示訊差放大電路 的構成之一例·的電路圖，（b)爲顯示在（a)所示的訊 差放大電路之動作的定時表。第2 ( a )圖中，1 1， 12a，12b，15，16a，16b 爲 P 型MOS 電 晶體（以下、稱爲「P Μ 0 S」），而1 3 a，1 3 ， 14a，14b爲N型MOS電晶體（以下，稱爲「 N Μ 0 S」）。 PMOS 1 1在閘端子施加有定電壓VB 1而成爲定 電流源。PM0S12a ，12b爲差動對的構成，在 PMOS 1 2 a的閘端子（訊差放大電路之正轉輸入端子 )將輸入類比信號Vi η，一方面，在PM0S12b之 閘端子（訊差放大電路的反轉輸入端子）將輸入參考電壓 VrN (N=l 〜8) °NM0S13a，13b，係在 閘端子施加有定電壓V B 2而成爲定電壓源。 在此，把從做爲定電壓源的PMO S 1 1，流入 PMOS 1 2 a ，1 2b的源極互相連接之端子的電流做 爲I 1，把NM0S13a ，13b從端子A，B拉入之 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS )八4規格（210X297公釐）-16 - I I I I I I I I ' I I I I 訂 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7_ 五、發明説明（Η ) 電流分別做爲I 2，從N Μ 0 S電晶體1 4 a ，1 4 b進 入端子A，B的電流分別做爲I 3。輸入電壓V i η和參 考電壓VrN相等時，在PM0S12a，12b之電流 將相等而分別成爲（I 1/2)。此時，在端子A，B， 將成立如下式之關係。 · 11/2-12+13 = 0 …：（1 ) 訊差放大電路爲平衡狀態時，上式（1 )會成立。此 時，不論P Μ 0 S 1 5爲閉狀態（Ο N狀態）或閉狀態（ OFF狀態），因汲極—源極間不通電流，故在訊差放大 電路的輸出端子之電壓不會變化。亦即，訊差放大電爲 平衡狀態時的正轉輸出電壓Vout (+)，反轉輸出電 壓Vout (—）將會相等。 如第2圖所示，電壓V0爲"L"電平時 PM0S 15將成爲閉狀態（ON狀態），不論正轉輸入 電壓V i n和反轉輸入電壓V r N之値，訊差放大電路的 輸出電壓將正轉，反轉皆成爲電壓V s。例如，正轉輸入 電壓V i η比反轉輸入電壓V r Ν高時，在 PM0S12b將會通比（I 1/2)多ΔΙ的電流，但 是，電流I2因NMOS13b之閘電壓爲定電壓VB2 而不變化，故流入端子B的電流將由在端子B之克希何夫 定理，而只減少ΔΙ。同樣地在PM0S12a雖然在 P Μ 0 S 1 2 a將會通只比（I 1 / 2 )少I的電流，但 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） .^7 . m· HI ml 11 >1 ^ 1^1- ^i_l· ml —B-^i ml --eJ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 ___B7___五、發明説明（15 ) 是因電流I 2係NMO S 1 3 a之閘電壓爲定電壓VB 2 而不變化，故流入端子A的電流I 3，將由在端子A之克 希何夫定律而只增加ΔΙ。結果，PM0S16a，16 b的電流將不變化，從正轉輸出端子及反轉輸出端子，皆 會輸出訊差放大電路爲平衡狀態時之電壓Vs。此時的訊 差放大電路之動作稱爲複置動作。 一方面，電壓V0爲"電平時，PMOS 1 5將 成爲開狀態（0 F F狀態），輸出電壓會放大。例如正轉 輸入電壓V i n比反轉輸入電壓V r N高時，在正轉輸出 端子會流出電流△ I，而在反轉輸出端子會流入電流△ I 。據此，正轉輸出端子的電壓Vout (+)會上升，一 方面反轉輸出端子之電壓Vout (―)會降低。此^的 訊差放大電路之動作稱爲放大動作。PMOS 1 6 a， 1 6 b交叉偶合的原因，係爲了使正轉輸出端子和反轉輸 出端子之電壓變化速度增大。 以下，說明關於第1及第2正反器列群2 0A， 20B。因第1正反器列群20A和第2正反器列群 2 0 B的構成相同，在此將關於第1正反器列群2 0A。 第3圖爲顯示在有關本實施^的A/D轉換器之第1 正反器列群20A的構成之電路圖。在第3圖中，2 1 a ，22a，21b，22b，21c，22c，21d， 2 2 d，爲把輸入至輸入端子D 1〜D5的信號以輸入時 鐘端子C 1的信號之遷移定時保持，將保持的信號從資料 輸出端子Q 5做爲數位値輸出的做爲保持電路列之正反器 I I I n I I I I A 抑衣— I I —— I I 訂 {請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁} 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）-18 - A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五 、發明説明 (16 ) 1 列 〇 1 正 反 器 列 2 1 a 係 由 5 個 正反 器 2 0 1 2 0 5 構 成 1 > 各 正 反 器 2 0 1 2 0 5 將在時 鐘 端 子 C 輸 入 在 正 反 1 1 請 1 I 器 列 2 1 a 的 時 鐘 端 子 C 1 所 輸入 之 信 號 同 時 將在 資 料 先 閲 1 | ik 1 輸 入 端 子 D 分別 輸 入 在 正 反 器 列2 1 a 的 輸 入 端 子 D 1 背 面 1 I D 5 所 輸 入 之 信 號 0 在 此 各 正反 器 2 0 1 2 0 5 係 之 注 意 1 1 I 做 爲 輸 入 時 鐘 -t-f t T 牺 子 C 的 信 號 上 升時保持 輸 入 至 端 子 D 之 信 事 項 再 1 1 號 而 輸 出 至 端 子 Q 者 0 從各 正反 器 2 0 1 2 0 5 的 端 填 寫 本 裝 子 Q 輸 出 之 信 號 將 從 正 反 器 列2 1 a 的 資 料 輸 出 端 子 頁 1 1 Q 5 做 爲 5 元 之 資 料 輸 出 0 再者 其他的 正 反 器 列 1 1 2 1 b 2 1 d 2 2 a 2 2d 也 由 和 正 反 器 列 2 1 a 1 I 相 同 之 構 成而 成 ( 省略 圖 示 ) 〇 V 1 訂 同 時 第 1 正 反 器 列 群 2 0 A 係 如 第 3 圖 所 示 具 1 1 有 比 較 器 2 3 a 2 4 a 2 3 b 2 4 b 2 3 C 1 1 2 4 C 2 3 d 2 4' d 及 輸出 閘 2 5 a 2 6 a 1 I 2 5 b 2 6 b 2 5 c 2 6 c 2 5 d 2 6 d 〇 1 1 比 較 器 2 3 a /«w 2 3 d 將在其 正 轉 輸 入 端 子 分別 輸 1 1 入 構 成放大 電 路 列 1 0 的 第 1 〜第 4 訊 差 放 大 電 路 1 0 a 1 1 1 0 d 之 反 轉 輸 出 電 壓 a — 〜d — — 方 面 比 較 器 1 1 2 4 a 2 4 d 將 在其 正 轉 輸入 端 子 分別 輸 入 構 成放 大 1 I 電 路 列 1 0 的 第 1 第 4 訊 差 放大 電 路 1 0 a 1 0 d 之 1 1 I 正 轉 輸 出 電 壓 a + d + 〇 同 時， 在 比 較 器 2 3 a 1 1 2 3 d 及 2 4 a 2 4 d 的 反 轉輸 入 端 子 將分別 輸 入 成 1 1 爲 各 訊 差 放大 電 路 1 0 a 1 0 d 之放大 速 度的 測 定 基 準 1 1 1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）-19 - 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7_ 五、發明説明（17 ) 之參考電壓V 1。比較器2 3 a〜2 3 d的輸出信號，將 供給正反器列21a〜21d之各時鐘端子C1，同時比 較器2 4 a〜2 4 d的輸出信號，將供給正反器2 2 a〜 22d之各時鐘端子C1。 輸入至正轉輸入端子的電壓超過輸入至反轉輸入端子 之基準電壓V 1時，各比較器的輸出信號會從電平 變成'Η 〃電平。此時，把前述比較器的輸出信號從時鐘 端子C 1輸入之正反器列，將會保持輸入至輸入端子D 1 〜D 5的信號。例如比較器2 3 a在正轉輸入端子輸入有 第1訊差放大電路1 0 a的反轉輸出電壓a —，該電壓 a —超過基準電壓V 1時，比較器2 3 a之輸出信號會從 電平變成"電平。正反器列2 1 a，將以~輸入 至時鐘端子C 1的比較器2 3 a之輸出信號的遷移之定時 ，保持輸入至輸入端子D 1〜D 5之信號。 輸出閘2 5 a〜2 5 d，分別把正反器列2 1 a〜 21d的輸出資料輸入各端子D，把比較器23a〜 2 3 d的輸出信號輸入各控制端子e，而分別輸出數位値 01 -〜04 —。同時輸出閘26a〜26d，將把正反 器列2 2 a〜2 2 d的輸出資料輸入各端子D，，把比較 器24a〜24d之輸出信號輸入各控制端子E，而分別 輸出數位値01+〜〇4+。 各輸出閘25a〜25d，26a〜26d具有如下 的性質。控制端子E之輸入電壓爲、電平時，將在輸 入至端子D的資料附加數元、（ 〃電平）而從端 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）-20 - I I I I I--If 裝---I--訂 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（18 ) 子Q輸出。一方面’控制端子E的輸入電壓爲〃電平 時’將在輸入至端子D之資料（或所定的資料）附加數元 "0 " ( 〃電平）而從端子Q輸出。附加的數元爲' 時表示其餘之5元的資料做爲表示訊差放大電路之放 大速度的資料有效’而附加的數元爲、〇〃時，做爲表示 其餘之5元的資料爲可以忽視之資料。例如輸出閘2 5 a ，在輸入控制端子E的比較器2 3 a.之輸出信號爲 電平時’將在輸入至端子D的正反器列2 1 a之輸出資料 附加數元"1"，而從端子Q輸出》 以下，關於第1及第2振盪電路30A，30B說明 。因第1振盪電路3 0 A和第2振盪電路3 Ο B的構成相 同，此處將只說明第1振盪電路30A。 、 第4圖爲顯示在第1圖所示的關於本實施例之A/D 轉換器的第1振盪電路3 0A之構成的電路圖。第4圖中 ，3 1係由連接成瓖狀之多數（在第4圖爲5個）的延遲 電路之由反轉放大器311〜315而成的延遲電路環。 各反轉放大器3 1 1〜3 1 5，係端子a爲輸入端子，而 端子b爲輸出端子，按照施加在控制端子C的電壓，而控 制信號傳播時間。由控制施加在^制端子C的電壓，能夠 使延遲電路環31之振盪頻率變化。在反轉放大器311 〜3 1 5的輸出端子b之電壓，將分別成爲第1振盪電路 30A之輸出信號1〜15。 3 2爲比較從第2時鐘發生源5輸入至端子C L的 P L L用時鐘S 2，和延遲電路環3 1之輸信號（信號 !11111‘ 裝 I I I I I 訂 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）-21 - 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7_____ 五、發明説明（19 ) I 1 )的相位差之相位’比較器，3 3係將從相位比較器 3 2輸出的脈波信號平均化而輸出之低通濾波器（L P F )，34爲根據低通濾波器（LPF) 33的輸出參考電 壓控制延遲電路環3 1之振盪頻率的控制電路。由延遲電 路環3 1，相位比較器3 2，低通濾波器3 3，及控制電 路34構成鎖相環（PLL)，延遲電路環31的振盪頻 率，即使電源電壓，溫度變化也會和第2時鐘發生源5發 生之P L L用時鐘S 2的頻率一致。在本實施例使用之鎖 相環（P L L )爲一般性者，其詳細動作已在眾多的文獻 有所記載，故在此將省略說明。 在本實施例利用鎖相環（P L L )之目的，係爲了使 延遲電路環3 1之振盪頻率即使電源電壓，溫度等變fe也 會維持一定。如果構成延遲電路環3 1的反轉放大器 3 1 1〜3 1 5之構成相同，則其延遲時間會分別相等， 故把延遲電路環3 1的振盪頻率維持一定時，因反轉放大 器每1段之延遲時間爲延遲電路環31的振盪週期之 1/10(信號把5段的反轉放大器2周之時間相當於延 遲電路環31的振盪週期），故會成爲一定。 第5圖爲顯示第1及第2振盪電路30A，30B的 輸出信號之時間變化的圖表。如第5圖所示，從輸出信號 I 1的上升緣a經過反轉放大器每1段之延遲時間後，輸 出信號I 2將下降（邊緣b )，從輸出信號12的下降邊 緣b經過反轉放大器每1段之延遲時間後，輸出信號I 3 會上升（邊緣C)地，各輸出信號I1〜I5將以反轉放 ϋ - - II - - - - ^ - - I tn I (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）-22 - 經濟部中央標準局員工消费合作社印製 A7 _____ B7 ____ 五、發明説明（2〇 ) 大器每1段的延遲時間做爲時間刻度依序地變化。把信號 的’Η 〃電平做爲數元，而電平爲數元 時，輸出信號I1〜I5將成爲如第5圖之下欄所示的， 具有把反轉放大器每1段之延遲時間做爲時間刻度變化的 10種値之5元的資料。輸出信號I1〜I5之遷移順序 ，係不變化而經常一定。因此，能夠由使用輸出信號I 1 〜I 5而進行微小之時間測定。 例如，在時刻t 1把輸出信號I 1〜I 5以正反器列 保持’並且在特刻t 2把輸出信號I 1〜I 5以正反器列 保持’而將保持的2個信號比較時，能夠知道從時刻t 1 至t 2之間經過相當於3段的反轉放大器之延遲時間。此 時，假設反轉放大器每1段的延遲時間爲1 n s，則k爲 在時刻t 1至t 2之間有3 n s的時間經過。 以下，說明關於第1圖所示的本實施例之A/D轉換 器的動作。 ' 第6圖爲.顯示關於第1圖所示的本實施例之A/D轉 換器的動作之槪要的定時表。如第6圖所示，使構成放大 電路列1 0之各訊差放大電路1 0 a〜1 0 h的開始放大 動作之定時，會和使用第1及第2振盪電路3 0A， 3 0 B的輸出信號I 1〜15之開始放大時間計測動作的 定時一致地，使基本時鐘S 1之上升的定時和P L L用之 時鐘S 2的上升定時一致。但是，因P L L用時鐘S 2， 係爲了把第1及第2振盪電路3 0A，3 0B的延遲電路 環3 1之振盪頻率保持一定的成爲基準之信號，故不一定 I I I I I I I ' I —訂 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）-23 - A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五 >發明説明 (21 ) 1 要 和 基 本 時 鐘 S 1 相 同 之 信 號 〇 因 此 在本 實 施 例 係把 1 .1 生 成 基 本 時 鐘 S 1 的 第 1 時 鐘 發 生 源 4 和 生 成 P L L 用 1 時 鐘 S 2 之 第 2 時 鐘 發 生 源 5 獨 -L. 地 構 成 把 Ρ L L 用 時 你 1 鐘 S 2 做 爲 具 有 基 本時 鐘 S 1 的 2 倍 之 頻 率者 0 先 閲 1 | 如 第 6 圖 所示 構 成放 大 電 路列 1 0 的 各 訊 差 放 大 電 讀 背 面 1 I 路 1 0 a 1 0 h 係 基 本時 鐘 S 1 將在 L 電 平 期 間 之 注 意 1 1 進 行 複 置 動 作 而 基 本時 鐘 S 1 將在 % Η 電 平期 間 進 行 事 項 再 1 1 放大 動 作 〇 各 訊 差 放大 電 路 1 0 a 1 0 h 開始放 大 動 作 % 寫 本 裝 時 將根 據 第 1 及 第 2 振 盪 電 路 3 0 A 3 0 Β 的 輸 出 信 頁 1 I 號 I 1 I 5 開 始 各 訊 差 放 大 電 路 1 0 a 1 0 h 之 放 1 1 I 大 速 度 亦即 輸 出 電 壓 的放大 時 間 之計 測 動 作 〇 1 1 第 7 圖 係 爲 了 說 明各 訊 差 放大 電 路 1 0 a 1 0 V h 的 1 訂 輸 出 電 壓 之 放 大 時 間 的計 測 動 作 之 圖 0 如 第 7 圖 的 上 欄 所 1 I 示 ， 因 各 訊 差 放 大 電 路 1 0 a 1 0 h 在 複 置 期 間 終 了 1 | 而 進 入 放 大 期 間 時 將 會 放 大 輸 入 電 壓 V i η 和 參 考 電 壓 1 1 V r N ( N = 1 8 ) 之 電 壓 差 故 輸 出 電 壓 會 變 化 0 再 1 者 » 雖 然訊 差 放 大 電 路 爲 差 動 輸 出 ( 正 轉 輸 出和 反 轉 輸 出 1 I ) * 但 是 在 第 7 圖 係 爲 了 方便 說 明 只 圖 示 正 轉 輸 出 電 壓 1 1 及 反 轉 輸 出 電 壓 中的 —· 方之 輸 出 電 壓 〇 I 1 I 如 第 7 圖 的 下 勉 谰 所示 P L L 用 時 鐘 S 2 之 頻 率 爲 基 1 1 本時 鐘 S 1 的 2 倍 P L L 用 時 鐘 S 2 之上升定時 會 和 基 1 1 本 時 鐘 S 1 的 遷 移之 定 時 一 致 0 — 方 面 由 如 第 4 圖 所 示 1 1 的 在 第 1 及 第 2 振 盪 電 路 3 0 A 3 0 Β 之 鎖 相 環 ( 1 I P L L ) 的 控 制 動 作 » P L L 用 時 鐘 S 2 和 反 轉 放 大 器 1 1 1 | 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -24 經濟部中央標準局員工消费合作社印裝 A7 B7_ 五、發明説明（22 ) 3 1 1之輸出信號（亦即第1及第2振盪電路3 0A， 30B的輸出信號I1)，頻率及相位會一致。因此，如 第7圖的中欄所示，構成放大電路列1 〇之各訊差放大電 路1 0 a〜1 〇 h從複置動作變化爲放大動作的定時，和 第1及第2振盪電路30A，30B之輸出信號II的上 升定時會一致。 訊差放大電路的輸出電壓，從成爲起點之電壓Vs ( 在複置動作的輸出電壓）變化而到達將成爲基準之電壓 VI(圖3所示各比較器的反轉輸入端子所施加之所定電 壓）時，第1及第2振盪電路30A，30B的輸出信號 I 1〜I 5，將由對應於前述訊差放大電路之正反器列所 保持。、 、 例如，假設訊差放大電路1 0 a的反轉輸出信號a — 如第7圖之上欄的圖表地變化，比較器2 3 a之輸出信號 將在信號a —起過電壓VI時從〃電平遷移至 電平，故正反器列2 1 a，將在輸入至時鐘端子C 1的信 號上升時，亦即訊差放大電路1 0 a之反轉輸出信號a — 達到電壓V 1時，保持輸入至輸入端子D 1〜D 5的第1 振盪電路30 A之輸出信號I 1〜I 5。因輸出信號I 1 〜I 5的遷移順序爲一定，故如第7圖之中欄所示，可知 從保持在正反器列2 1 a的輸出信號I 1〜I 5 ’訊差放 大電路1 0 a之反轉輸出信號a —到達電壓V I的定時， 相當於在延遲電路環31之第5個信號遷移。設在延遲電 路環3 1的反轉放大器每1段之信號遷移時間爲1 n s， 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（21〇Χ：297公釐)~~-25- ~ n I ^ϋ· nn ml nn nn ^ HI nn ^^^1 m ^-1-aJ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 五、發明説明（23 ) 等於訊差放大電路10 a需要5 ns (但是包含Ins的 量化誤差）之放大時間。 如此地，能夠計測構成放大電路列1 0的各訊差放大 電路10a〜1〇h之放大時間。 以下，關於使構成放大電路列1 0的各訊差放大電路 1 0 a〜1 0 h之放大時間進行的，有關本實施例之A/ D轉換的原理參照第8圖說明。 第8 (a)圖爲顯示訊差放大電路l〇a〜10 f的 反轉輸出電壓a--f—之圖表。在第8(a )圖，顯示 類比信號V i η，具有第3訊差放大電路1 0 c的參考電 壓V r 3和第4訊差放大電路1 0 d之參考電壓V r 4間 的電壓之情況。 ' 設各訊差放大電路1 0 a〜1 0 h的反轉輸出電壓 VON —，正轉輸出電壓爲VON+ (N=l〜8)時， 電壓V Ο N _，V Ο Ν' +將分別以如下之式表示。 VON- = -G · (Vin-VrN) + Vs ......(2) VON + = G · (Vin-VrN) + Vs ……(3) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 在此，G (>〇)爲各訊差放大電路1 〇a〜1 Oh的電 壓增益。信號V i η有參考電壓Vr 3和Vr 4之間的電 壓時，從式（2 )成爲 V01->V02->V03->Vs>V04->V05->V06->V07->V08- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -26 - 五、發明説明（24 ) 因此將成爲 .·. a->b->c->Vs>d->e->f->g->h-......(4) 由第（4)式可知，第1〜第3訊差放大電路1 〇 a〜

1 0 c的反轉輸出電壓a —，b_，. c 一將從電壓Vs上 升而會超過電壓VI，一方面，第4〜第8訊差放大電路 10(1〜1011的反轉輸出電壓（1—，6-，{—，宮一 ，h -因將從電壓Vs降低故將不會超過電壓VI。代之 ，第4〜第8的訊差放大電路10d〜10h，其芷轉輸 出電壓d + '，e +，f +，g +，h +將會超過電壓'VI ο 因此，由第3訊差放大電路1 0 C的反轉輸出信號 c —超過電壓VI，且第4訊差放大電路1 0 d之正轉輸 出信號d +超過電壓V 1，可知類比信號V i η具有參考 電壓V r 3和V r 4之間的電壓。由此，能夠求得類比信 號V i η的上位之A/D轉換値。 經濟部中央標準局員工消费合作社印製 (請先Η讀背面之注意事項再填寫本頁) 在關於本實施例的A/D轉換器，將使用各訊差放大 電路1 0 a〜1 〇h之放大時間，把類比信號V i η更精 密地A/D轉換。此爲下位之A/D轉換。下位的A/D 轉換將如下地進行。 第8 (b)圖爲顯示第1〜第3訊差放大電路l〇a 〜1 0 c的反轉輸出電壓a--c -和第4〜第6之訊差 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐）-27 - 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（25 ) 放大電路1 〇 d〜1 0 f的正轉輸出電壓d +〜f +之圖 表。同時在該圖表之下，顯示各輸出電壓達到電壓V 1爲 止的時間》t 1〜t 3係分別表示第1〜第3訊差放大電 路1 0 a〜1 〇 C之反轉輸出電壓a -〜c —達到電壓 V 1爲止的時間，t 4〜t 6係分別表示第4〜第6訊差 放大電路1 〇 d〜10 f之正轉輸出電壓d η--f +達到 電壓V 1爲止之時間。 在此’時間εΝ (N=l〜8)和類比信號V i η及 參考電壓V r Ν ( Ν = 1〜8 )的關係，將近似性地以如 下之式表示。 V i η < V r N 時， tN = -H/(V i n-VrN) ...... (5) V i η > V r N 時 t N = H/ (V i η — V r N) ...... ( 6 ) 在式（5) ，（6)中，H(>b)爲依訊差放大電路的 設計而定之比例常數。現在，V i n <V r N會成立者爲 N=1〜3時，而V i n>V rN會成立者爲N = 4〜8 時。 因在第3訊差放大電路1 0 c的類比信號V i η和參 考電壓V r 3之電壓差的絕對値，係比在第1及第2訊差 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）-28 · i. n^i 1^1^1 n^i «^1 n ~ In HI ^^4 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作杜印製 A7 B7 五、發明説明（26 ) 放大電路1 0 a，1 〇 b之類比信號V i η和參考電壓的 電壓差之絕對値小，故時間t 3將比時間t 1，t 2長。 一方面，因在第4訊差放大電路1 0 d的類比信號V i η 和參考電壓V r 4之電壓差的絕對値，因此在第5〜第8 訊差放大電路1 0 e〜1 Oh之類比信號V i η和參考電 壓的電壓差之.絕對値小，故時間t 4會比時間t 5〜t 8 長。由數式（5)，（6)。 t 3 = - Ή / ( V i η - V r 3 )……(7 ) t 4 = Η / ( V i η - V r 4 )……（8 ) 在此，取時間3和時間4之比時，成爲 ~ t3/t4 = -(Vin-Vr4)/(Vin-Vr3)......(9) 把數式（9)關於V i η解開時，將成爲

Vin = (t3 · Vr3 + t4 · Vr4)/(t3 + t4)......(10) 數式（10)顯示，能夠從時間t3，t4求得，在 參考電壓V r 3和V r 4之間的類比信號V i η之位置。 亦即，從數式（1 0 )和所謂內插的公式之類似關係，可 知類比信號V i η，係在把參考電壓V r 3和參考電壓 Vr4內插爲t4對t3的位置（參照第8(C)圖）。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210X297公釐）-29- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

T 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 ____B7___ 五、發明説明（27 ) 因此’能夠使用（1 0)式求得，類比信號V i η的下位 之A/D轉換値。由將在第1及第2振盪電路3 0Α， 3 0 Β的量子化時間（構成延遲電路環3 1之反轉放大器 每1段的信號延遲時間）細分化，能夠把時間t 3，t 4 更細密地計測，據此，能夠把類比信號V i η的下位之A /D轉換値更精密地求得。 根據表示各訊差放大電路1 0 a.〜1 〇 h的放大時間 之數位値的爲了下位之A/D轉換的運算（數式（1〇) 之運算），將由時間運算電路41進行，轉換値運算電路 4 2，將從以時間運算電路4 1所得的資料求得上位A/ D轉換値及下位A/D轉換値，把此等合一起，運算表示 轉換對象的類比信號V i η之數位値。 ' 再者，數式（10)，係以數式（5) ，（6)的關 係會成立做爲前提而求得者。亦即，在訊差放大電路與放 大時間和輸入電壓差會反比例者近似，把2個參考電壓間 以放大時間之比內插的點之電壓，做爲類比信號的電壓求 得。據此，下位之A/D轉換，將能夠以簡易的運算實現 。爲了把下位之A/D轉換更高精確地進行，只要同時考 慮在實際的訊差放大電路之放大会度和輸入電壓差的指數 函數性之關係，進行運數即可。 在本實施例，係如第8 ( b )圖所示，爲了下位的A /D轉換，關於參考電壓比類比信號V i η小之訊差放大 電路使用正轉輸出電壓，而關於參考電壓比類比信號 V i η的電壓大之訊差放大電路則使用反轉fli出電壓。此 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）-30- ........11- 1 - ---' In I — n - 、訂 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7_______五、發明説明（28 ) 係，爲了緩和各訊差放大電路的動性偏移對A / D轉換精 確度之影響。 關於動性偏移使用第9圖說明。現在，設想把如第9 (a )圖所示的輸入電壓差AV，放大而輸出電壓 Vout之放大電路。如第9 (b)圖所示，在輸入電壓 差Δν爲VI (>〇)時和—V2 (<0)時，輸出電壓 Vou t和參考電壓Vs之差相等時，把VI和V2之差 稱爲動態偏移。雖然在理想性訊差放大電路動偏移爲〇， 但是實際上由於製造程序等，動態偏移將不會成爲0。動 態偏移不是0，意指即使輸入電壓差AV的絕對値相等時 ，也將由於其値之正負而輸出電壓V 〇 u t和參考電壓 V s之差不同。 、 第1 0圖，係爲了說明在本實施例能夠緩和動態偏移 的原因之圖。如第1 0 ( a )圖所示，考慮類比信號 V i η比參考電壓V r 4高而比參考電壓V r 3低的情況 。此時，因第4訊差放大電路1 0 d，因正轉輸入電壓（ 類比信號V i η)比反轉輸入電壓（參考電壓Vr 4)高 ，故輸入電壓差Δν爲正。一方面，第3訊差放大電路 1 0 c，因正轉輸入電壓（類比信號V i η )比反轉輸入 電壓（參考電壓Vr 3)低，故輸入電壓差Δν爲負。因 爲輸入電壓差Δν的正負不同，如果第3及第4訊差放大 電路1 0 c，1 0 d皆將正轉輸出電壓使用在A / D轉換 時，會由動態偏移的存在而使A/D轉換値產生誤差。第 3及第4訊差放大電路1 〇 c ’ 1 0 d皆使用反轉輸出電 --------* ---— — — (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）-31 - 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 £7_五、發明説明（29 ) 壓時也相同。 一方面，如第10(b)圖所示，由訊差放大電路的 特性，已知正轉輸入電壓爲A且反轉輸入電壓爲B的訊差 放大電路之正轉輸出電壓，和反轉輸入電壓爲A且正轉輸 入電壓爲B的訊差放大電路之正轉輸出電壓，從動態偏移 方面而言爲等效。 因此，如第10 (a)圖所示，.將第3訊差放大電路 1 0 c的反轉輸出電壓及第4訊差放大電路1 0 d之正轉 輸出電壓使用在A/D轉換時，會成爲和第10 (C)圖 所示時等效。亦即，從動態偏移之面而言，第3訊差放大 電路1 0 c，係相對性地高的參考電壓V r 3成爲正轉輸 入電壓而相對性地低之類比信號V i η將成爲反轉輸\電 壓，同時把正轉輸出電壓使用在下位之A/D轉換。結果 ，第3及第4訊差放大電路10c，l〇d，將在A/D 轉換使用輸入電壓的正負相同且爲其正轉輸出電壓 ，故動態偏移會抵銷。在第10(a) ，（c)圖使用在 A/D轉換的輸出電壓附以〇，而在不使用之輸出電壓附 以X。 因此，爲了進行下位的A/D轉換，由關於參考電壓 比類比信號V i n小的訊差放大電路使用正轉輸出電壓， 關於參考電壓比類比信號V i η之電壓大的訊差放大電路 則使用反轉輸出電壓，而能夠緩和各訊差放大電路之動態 偏移對A/D轉換精確度的影響。當然，關於參考電壓比 類比信號V i η的訊差放大電路使用反轉輸出電壓，而對 n - - I -- I: - I 'i. !-1 - -I - I f - .....- - - -I *l-eJ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 2们公釐） -32 - 經濟部中t標準局員工消費合作社印製 A7 B7_ 五、發明説明（3〇 ) 參考電壓比類比信號V i η之電壓大的訊差放大電路使用 正轉輸出電壓，也同樣地能夠緩和各訊差放大電路的動態 偏移之影響。 同時，在實際的A/D轉換器，有時會因類比信號 V i η和參考電壓略相等，而正轉輸出電壓和反轉輸出電 壓幾乎不變化，而有未達到電壓V 1之訊差放大電路存在 。如此時，將如下地進行A/D轉換。 第11 (a)圖爲顯示訊差放大電路l〇a〜l〇e 的反轉輸出電壓a--e-之圖表。在第1 1 ( a )圖， 顯示類比信號V i η具有和第3訊差放大電路1 0 c的參 考電壓V r 3略相等之電壓的情況，也一併顯示第3訊差 放大電路10c之正轉輸出電壓c+。再者，第1l\b )圖，爲顯示第1〜第3訊差放大電路1 0 a〜1 〇 c的 反轉輸出電壓a —〜c —，及第3〜第5之訊差放大電路 1 0 c〜1 〇 e的正轉輸出電壓c+〜e+之圖表。同時 ，在第1 1 ( b )圖的圖表之下，顯示有各輸出電壓達到 電壓VI爲止的時間，t 1，t分別表示第1及第2訊差 放大電路l〇a，10b之反轉輸出電壓a —，b -到達 電壓VI爲止的時間，t 4〜t 5分別表示第4及第5訊 差放大電路1 0 e的正轉輸出電壓d + ’ e + ’ 到達V 1爲止之時間。 如第11 (a)圖所示’此時’因第3訊差放大電路 1 0 c不能檢知類比信號V i η和參考電壓V r 3的電壓 差，故反轉輸出電壓c 一，正轉輸出電壓0 +不會從電壓 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）-33 - " —^1 ^^^1 ·ϋ —^1 ^ n Bf^i *^1 ^^—>1 •一SJ· (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁，) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7________ 五、發明説明（31 ) V s變化，或即使變化也不會在放大期間內達到成爲基準 之電壓V 1。因此，如第1 1 ( b )圖所示，將不能得到 時間t 3的資料，故將使用時間t 2和t 4進行A / D轉 換。下位之A/D轉換，將按照如下的數式求得類比電壓 之內插點而進行。 _

Vin = (t2 · Vr2 + t4 · Vr4)/(t2 + t4)......(11) 上位的A/D轉換，將由從構成放大電路列之訊差放 大電路1 0 a〜1 O h中，求得放大時間最長者和第2長 者進行。例如在前述第8圖所示的情況，因第4訊差放大 電路1 0 d之放大時間最長接著第3訊差放大電路C 的放大時間長，故將判斷爲輸入之類比信號V i η係在參 考電壓V r 3和V r 4之間。對此如第1 1圖所示的情況 時，係第4訊差放大電路1 0 d之放大時間最長，接著第 2訊差放大電路1 0 b的放大時間長，而顯示第3訊差放 大電路1 0 c之放大時間的資料不存在，故將判斷類比信 號V i η係和參考電壓V r3略同等。由此，能夠求得A /D轉換値之上位數元。 _ ， 同時，關於本實施例的A/D轉換器能夠塊分割（單 元化）。在第1圖所示的A/D轉換器，分別構成有各2 個正反器列群及振盪電路，由第1正反器列群2 0A，第 1振盪電路3 0A，及第1〜第4訊差放大電路1 0 a〜 10d構成1個塊，成爲由第2正反器列群20B，第2 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）"""".34 - I........ - - 1: 1 ...... ---1 ' I - - I - I I -I (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（32 ) 振盪電路30B，及第5〜第8訊差放大電路1 〇 e〜 1 0 h再構成另外的塊之形成。 以下，說明在關於本實施例的A/D轉換器，能夠塊 化的理由。 爲了把A/D轉換器高精確化，通常，係由使用多數 的放大器之輸出信號的相對値而提高轉換精確度。對於此 點在有關本實施例之A/D轉換器也相同。有關本實施例 之A/D轉換器和一般的高精確度A/D轉換器不同之處 ，係未將多數的放大器之輸出信號直接以類比信號使用， 而先把多數的放大器之放大時間變換爲數位値後，再使用 於A/D轉換的高精確化之點。 通常的高精確度A/D轉換器，因將多數之放大^的 輸出信號直接以類比信號相對比較，故各放大器之輸出信 號線的長度之參差，將會影響A/D轉換精確度，而受到 規畫上的限制。如果把各放大器之輸出信號線的長度做爲 相同，設法使之不產生轉換誤差，則轉換數元數增加時， 會變成如第1 2 ( a )圖所示的直長之配置。 對此關於本實施例的A/D轉換器，係先把各放大器 之放大時間轉換成數位値後，在$數的放大器間進行其數 位値之相對性比較。因此，各放大器的輸出信號線之長度 參差，將不會影響A/D轉換精確度，故規畫上的自由度 會比通常之高精確度A/D轉換器高，而能夠展開成如第 12 (b)圖所示的塊分割之配置。 同時，也可以做爲在第1及第2正反器列群2 0A， 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）· 35 - --------裝---------訂 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 ΒΊ____ 五、發明説明（33 ) 2 Ο B，省略比較器而將各訊差放大電路的輸出電壓直接 輸入各正反器列之端子C 1的構成。此fe，成爲放大時間 測定基準之電壓V 1，例如，在構成第1及第2正反器列 群2 0A，2 Ο B的正反器，做爲時鐘信號之臨限値電壓 設定即可。 - 再者，由於做爲在第1及第2正反器列群2 0A， 2 Ο B，把各訊差放大電路的正轉輸出電壓及反轉輸出電 壓輸入共同之正反器列的構成，也能夠把正反器列減半。 此時，表示各訊差放大電路的放大時間之數位値，對各訊 差放大電路將成爲1個，其個數會減半。但是，爲了把下 位的A/D轉換値高精確度地校正，如本實施例地分別對 各訊差放大電路的正轉輸出電壓及反轉輸出電壓，設^正 反器列之構成爲理想。 再者，構成各正反器列的正反器之個數，並不限於5 個，只要配合從振盪電路輸出的輸出信號之數設定即可。 同時，雖然在本實施例，各訊差放大電路，係做爲輸 出一定電壓的複置動作和放大動作切換者，但是本發明並 不受此限制，各訊差放大電路也可以不進行複置動作。亦 即，雖然在本實施例，係做爲將成爲計測放大時間的起點 之電壓，使用由複置動作設定的電壓V s，但是，也可以 代之，把各訊差放大電路的最大或最小輸出電壓，做爲計 測放大時間之起點電壓。 關於本發明的A/D轉換，和已往之內插技術亦即爲 了提高精確度把電壓一旦保持，再放大而進行內插的A / 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）_ 36 _ ϋ -----I I - I !---- - i I - - - ΙΊ I Ί— ^1. ...... .......、"T (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（34 ) D轉換比較時，處理速度格外地快。習知之內插技術，係 把類比信號所屬的電壓範圍放大，由在放大之電壓範圍進 行下位的A/D轉換而提高精確度。可是，以該方法，需 要以高放大率把電壓放大，而該電壓放大要花長的時間， 結果難以把A/D轉換高速化。例如，做爲要把電壓範圍 8 m V之間內插4數元（=1 6等級），則必須以1 6倍 的高效率把電壓放大，因此需要很長之電壓放大時間· 對此，本發明，係計測上位的A / D轉換時之各放大 電路的放大時間，根據該放大時間進行下位之A/D轉換 ，故將不需要如習知的內插技術地長之電壓放大時間，能 夠比已往格外高速地（例如500MHz以上），而且高 精確度地進行A/D轉換。因此，由本發明，能夠實^兼 具高速性和高精確度之A/D轉換。 能夠以本發明實現的高速且高精確度之A/D轉換， 可有很多用途。做爲其一例，例如有從磁記錄媒體（ DVD ’HDD，PD，MO等）的讀出信號《第13圖 爲顯示DVD系統之信號讀出部的槪略構成之圖。在第 1 3圖中’ 8 1爲DVD，82爲雷射振盪器，8 3爲雷 射受光部，8 4爲附有濾波器放大器（AMP) ，8 5爲 A/D轉換器，8 6爲數位信號處理部（DSP)。同時 ’ 8 7爲讀出的數位信號之輸出端子，連接在後段的電路 (例如爲了把數位信號轉換成圖像之電路）。 從雷射振盪器8 2輸出的雷射波，將以DVD 8 1調 變（例如頻率調變），該調變波將由雷射受光部8 3轉換 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公嫠）-37 · -----I--裝— 訂 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局負工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） A7 _B7 五、發明説明3f ) 成電信號。該電信號將由附有濾波器放大器8 4放大’同 時把波形整形，而由A/D轉換器轉換成數位信號。 此時，將要求電信號的調變頻率高，同時數位資料之 精確度也高的電平，故做爲A/D轉換器8 5，將需要高 速且高精確度者。將來，隨著磁記錄媒體的記錄密度會更 提高，讀出精確度也會提高，對A/D轉換器8 5的高速 化及高精確化之要求一定會更加強，本發明的重要將會更 提高。 〔發明之效果〕 根據如上的本發明時，因各放大電路的放大速度之差 異，會反映轉換對象的類比信號之電壓和各放大電路&參 考電壓之電壓差，能夠由各放大電路的放大速度進行A/ D轉換，把只以類比信號和各參考電壓之大小關係做爲A /D轉換資訊的習知技術無法求得之，在各參考電壓間的 類比信號之位置求得，因此，能夠超過由放大電路本質上 所有的偏移電壓之參差所限制的已往之A/D轉換界限， 實現更高精確的A/D轉換。 同時，根據本發明時，能夠先把各放大電路的放大時 間計測，將第1放大電路的參考電壓和第2放大電路的參 考電壓之間的轉換對象之類比信號的位置，把第1放大電 路之參考電壓和第2放大電路的參考電壓之間，以前述第 1放大電路的放大時間和前述第2放大電路的放大時間之 比內插，而很精確地求得，同時，由相對比較計測的放大 - ----„---^---裝丨------訂-----線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本I) 經濟部中央標準局員工消费合作社印裝 A7 B7 五、發明説明（36 ) 時間而進行A/D轉換，故能抑制由電源電壓，溫度的轉 換誤差，而提高A/D轉換精確度。 更且，根據本發明時，由在各放大電路中，關於參考 電壓比轉換對象的類比信號之電壓低的放大電路，將根據 正轉輸出電壓及反轉輸出電壓中的一方之輸出電壓，而關 於參考電壓比轉換對象的前述類比信號之電壓高的放大電 路，根據正轉輸出電壓及反轉輸出電壓中他方之輸出電壓 進行A/D轉換，前述類比信號的A/D轉換所使用之放 大電路的輸出電壓，將會集中在比將成放大基準之電壓高 側或低側的一方側。因此，將會抵銷各放大電路的偏移電 壓之影響而提高A/D轉換精確度。 〔圖式之簡單說明〕 第1圖，係顯示關於本發明的一實施例之A/D轉換 器的構成之電路圖。 第2圖，係顯示構成關於本發明的一實施例之A/D 轉換器的訊差放大電路之一例的圖，（a)爲顯示訊差放 大電路的構成之一例的電路圖，（b)爲顯示在（a)所 .示的訊差放大電路之動作的定時表。 第3圖，係顯示在關於本發明的A/D轉換器之第1 正反器列群20a的構成之電路圖。 第4圖，係顯示在關於本發明的一實施例之A/D轉 換器的第1振盪電路3 0 A之構成的電路圖》

第5圖，係顯示第1及第2振盪電路30A，30B 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS M4規格（210X297公釐） -39- HI m* (n^ It Inn —ΐ n^— 、一St (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 B7 經濟部中央標隼局員工消費合作杜印裂 五、 發明説明 (37 ) 1 的 輸 出 信 號 I 1 I 5 之時 間變化 的 圖 表 〇 1 第 6 圖 > 係 顯 示 關 於 第 1圖所 示 的 本 發 明 之 一實 施 例 1 1 f 的 A / D 轉 換 器 之 動 作 槪 要 的定時 表 〇 1 I 請 1 I 第 7 圖 係 爲 了 說 明 訊 差放大 電 路的 輸 出 電 壓之 放 大 先 閱 1 1 1 1 時 間 的計 測 動 作 之 圖 0 - 背 δ 1 1 之 1 第 8 圖 > 係 爲 了 說 明 在 本發明 的 — 實 施 例 之 A / D 轉 注 意 1 I 換 値 的 求 得 方 法 之 圖 0 事 項 再 1 1 第 9 圖 係 爲 了 說 明 動 態偏移之 圖 〇 填 % 本 裝 第 1 0 圖 ' 係 爲 了 說 明 在本發 明 的 — 實 施 例 能緩 和 動 頁 1 態 偏 移的 理 由 之 圖 〇 • 1 | 第 1 1 圖 係 爲 了 說 明 在本發 明 的 — 實 施 例 之求 得 A I / D 轉 換 値 的 方 法 之 圖 〇 1 訂 第 1 2 圖 係 表 示在 關 於本發 明 的 —' 實 施 例 之A / D 1 1 轉 換 器 由 能夠塊化的配 置 之 變化的 圖 〇 1 1 第 1 3 圖 係 顯 示 具有 A/D 轉 換 器 的 D V D系 統 之 1 I 槪 略 構 成 的 圖 〇 i | 第 1 4 圖 係 顯 示 習 知的A / D 轉 換 器 之 構 成的 電 路 1 1 圖 〇 1 1 1 C 圖 號 說 明 ) 1 1 I V i η 轉 換 對 象 之 類 比信號 1 1 I V r 1 V r 8 參 考 電壓 1 1 1 0 a 1 0 h 訊 差 放大電 路 ( 放大 電 路 ) 1 1 a 一 h 一 訊 差 放 大 電路之反 轉 輸 出 電 壓 1 1 1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -40 - 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7五、發明説明（38 ) a+〜h+ 訊差放大電路之正轉輸出電壓 01—，01+〜08 —，08+ 表示放大時間之 値 2 0 A 第1正反器列群 2 0 B 第2正反器列群 · 21a〜21d，22a〜22d 正反器列（保持 電路列） 3 0 A 第1振盪電路 3 0 B 第 2 振 盪 電 路 3 1 延 遲 電 路 環 3 1 1〜 3 1 5 反 轉 放 大 器 ( 延 遲電 4 1 時 間 運 算 電 路 4 2 轉 換 値 運 算 電 路 7 1 時 間 計 數 裝 置 7 2 運 算 電 路 S 1 基 本 時 鐘 ( 第 1 時 鐘 信 ) S 2 P L L 用 時 鐘 ( 第 2 時 縫 理 信 號） ---------裝--- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -一口 本紙張尺度適用中國國家標率（CNS)M規格（210X297公釐）-41 -

Claims (1)

1. 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A8 B8 C8 D8六、申請專利範圍 1 .—種A/D轉換器，主要係，把類比信號轉換成 數位値的A/D轉換器，其特徵爲，具備： 把轉換對象的類比信號之電壓和所定的參考電壓之電 壓差放大的多數之放大電路， 和由前述各放大電路的放大速度，求得表示前述類比 信號的數位値之轉換部。 2 .如申請專利範圍第1項的A/D轉換器，其中， 前述轉換部，具有： 分別計數前述多數的放大電路之放大時間，輸出表示 各放大電路的放大時間之値的時間計數裝置， 和按照從前述時間計數裝置輸出的多數之値，運算表 示前述類比信號的數位値之運算裝置。 > 3 ·如申請專利範圍第2項的A/D轉換器，其中， 前述時間計數裝置，具有： 輸出隨時間經過而變化的信號之振盪電路， 和分別對應於前述多數的各放大電路設置，對應之放 大電路的輸出電壓達到所定電壓時，將保持前述振盪電路 的輸出信號之多數的保持電路列， 由前述多數的保持電路列所每持之信號，求得表示各 放大電路的放大時間之値者。 4 .如申請專利範圍第3項的A/D轉換器，其中， 前述振盪電路， 係由連接成環狀的多數之延遲電路而成，具有由振盪 而信號的遷移會循環之延遲電路環， ^^1 In Hal* n m· (\i ϋ^9 l· 、 ,-$ (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) A4規格（210 X 297公嫠）-42 - 經濟部中央標準局負工消費合作社印裂 六、申請專利範圍 把構成前述延遲電路環的延遲電路之輸出信號，做爲 該振盪電路之輸出信號者。 5 .如申請專利範圍第4項的A/D轉換器，其中， 前述放大電路，爲隨著第1時鐘信號，輸出一定電壓 的複置動作和放大動作會切換者-， 前述振盪電路，構成有以頻率爲一定的第2時鐘信號 爲基準，把前述延遲電路環之振盪頻率控制成一定的鎖相 環（P L L )， 前述第1及第2時鐘信號，使前述放大電路開始放大 動作和前述時間計數裝置開始計數動作會一致地，設定其 頻率及相位。 6 .如申請專利範圍第2項的A/D轉換器，其中， 前述運算裝置， 將根據從前述時間計數裝置輸出的多數之値，從前述 多數的放大電路中，將參考電壓比前述類比信號之電壓高 的第1放大電路和參考電壓比前述類比信號之電壓低的第 2放大電路特定，而把前述第1放大電路之參考電壓和前 述第2放大電路的參考電壓之間以前述第2放大電路的放 大時間和前述第1放大電路的放矢時間之比內插的點之電 壓，判定爲前述類比信號的電壓。 7 .如申請專利範圍第2項的A/D轉換器，其中， 前述多數的放大電路，分成多數之群， 前述時間計數裝置：對應於前述多數的放大電路之各 群分成塊而構成。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度逋用中國國家梂準（CNS ) A4規格（210X297公釐）-43 - 經濟部中央標準局員工消費合作社印策 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 8 .如申請專利範圍第1項的a/D轉換器，其中， 前述轉換部，_ 前述多數的放大電路中：關於參考電壓比前述類比信 號的電壓低之放大電路以正轉輸出電壓及反轉輸出電壓中 任何一方的輸出電壓，關於參考電壓比前述類比信號之電 壓高的放大電路以正轉輸出電壓及反轉輸出電壓中他方之 輸出電壓，分別做爲基礎，求得表示前述類比信號之數位 値者。 9 ·如申請專利範圍第8項的A/D轉換器，其中， 前述轉換部丨具備有： 將前述多數的放大電路之放大時間，關於參考電壓比 前述類比信號的電壓低之放大電路把正轉輸出電壓及轉 輸出電壓中的其中一方之輸出電壓，關於參考電壓比前述 類比信號的電壓高之放大電路把正轉輸出電壓及反轉輸出 電壓中的他方之輸出電壓分別做爲基礎而計數的時間計數 裝置， 和根據以前述時間計數裝置計數之各放大電路的放大 時間，把表示前述類比信號的數位値運算之運算裝置。’ 1 0 . —種A/D轉換方法_，主要係，把類比信號轉 換爲數位値的A/D轉換方法， 其特徵爲，使用把轉換對象的類比信號之電壓和所定 的參考電壓之電壓差放大的多數之放大電路， 由前述各放大電路的放大速度，求得表示前述類比信 號之數位値。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4说格（210X297公釐）-44- ----II--V 裝— -------訂 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標隼局貝工消費合作社印製 A8 B8 C8 D8六、申請專利範圍 1 1 .如申請專利範圍第1 0項的A/D轉換方法， 其中具有： 求得參考電壓比前述類比信號的電壓高之第1放大電 路在放大所要的第1時間，及參考電壓比前述類比信號的 電壓低之第2放大電路在放大所要的第2時間之第1工程 和把前述第1放大電路的參考電壓與前述第2放大電 路的參考電壓之間以前述第4時間和前述第1時間之比內 插的點之電壓·，判定爲前述類比信號的電壓之第2工程。 12.如申請專利範圍第11項的A/D轉換方法， 其中， 前述第1工程， s 將前述第1時間，由前述第1放大電路的正轉輸出電 壓及反轉輸出電壓中之一方的電壓求得，一方面，把前述 第2時間，由前述第2放大電路之正轉輸出電壓及反轉輸 出電壓中的他方之電壓求得者。 n tl^i ^^^1 m ^^^1 1^1 —^1 Λ I —,- ί 111 ί n^i、一seJ (請先Μ讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙伕尺度逋用中國國家揉準（CNS ) A4規格（210X297公釐）-45 -