TWI345885B - Ad converter, ad convert method, ad convert program and the control equipment - Google Patents

Description

1345885 25607pif 九、發明說明： {發明所屬之技術領域】 本發明是關於一種類比至數位（ analog-to-digital，AD ) 轉換器、AD轉換方法、AD轉換程式·以及控制裝置。本發 明尤其是關於一種輪:出使類比輸入信號數位化的數位輪出 k號的AD轉換器、AD轉換方法、AD轉換程式·以及控制 裝置。本申請案與下述美國申請案相關。對於因文獻參照 而允許併入的指定國，參照下述申請案中所記載的内容而 併入本申請案以作為本申請案的一部分。 1.美國專利申請11/520436申請曰期.2006年9月13 曰 I先前技術:】 AD轉換器用以使類比信號轉換成數位信號。AD轉換 器可分為單位元（single bit)方式及多位元方式，上述單 位元方式是在1個時脈内對1位元進行逐個量化，上述多 位元方式是在1個時脈内對多位元進行量化。作為單位元 方式AD轉換器’已知例如逐次比較型AD轉換器（例如， 參照非專利文獻1、.2、.3 )以及ΛΣ型AD轉換器。作為多 位元方.式AD轉換器，已知例如快閃（flash) AD轉換器。 非專利文獻 1 : Ricardo E.Suarez，Paul R.Gray and David A.Hodges, "An All-MOS Charge-Redistribution A/D Conversion Technique", IEEE International Solid-State Circuits Conference, 1974, P.194-195.,.248

非專利文獻.2 : James McCreary and Paul R.Gray, "A 1345885 25607pif

High-Speed, All-MGS Successive-Approximation Weighted Capacitor A/D Conversion Technique", IEEE International Solid-State Circuits Conference，197.5., JP.38-39,1

非專利文獻 3 : JAMES L.McCREARY and PAUL JR..GRAY, "All-MOS Charge Redistribution Analo.g-to-Digital Conversion Techniques-Part 1", IEEE JOURNAL OF SOLID-STATE CIRCUITS, VOL.SC-10, N0.6, DECEMBER 197:5, P.3 71-379 與單位元方式AD轉換器相比.，多位元方式a；□轉換 器的轉換時間較短。但在欲實現高解析度時，多位元方式 AD轉換器的電路規模變大。另一方面，與多位元方式 轉換盗相比，早位元方式AD轉換器的電路規模較小。但 在欲g現某解析度時，由於單位元方式Ad轉換器是對每 1位元逐個進行轉換，故轉換時間變長。 .此夕卜

万式AD轉換器及單位元方式AD轉換 益在欲實現高解析度時，均會由於量化寬度（㈣⑽⑽ 窄而使產生雜訊的似真性⑽咖—歸，從 為解決此問題而利用運算放大器來放大 心ϋ 位元方式及單位元方式的AD轉換器的消 口此’本發明的目的在於接祖一 奶轉換器、AD轉換方法.、二種I解決上述問題的 該目的是藉由t嗜專利#円士 、私式，以及控制裝置。 胃㈣中的獨立項所記载的特徵的組 1345885 25607pif 合來達成的。又.，附屬項規定本發明更為有利的具體例。 亦即，本發明的第1形態提供一種AD轉換器，輪出 - 使類‘比輸入信號數位化的數位輸.出信號，該AD轉換具 ·: 備：多個比較器，分別將類比輸入信號與指定的Z位臨限 ' 值資料所對應的類比臨限值進行比較；高位區域 (high-order field)確定部，根據對多個比較器供給互不相 同的臨限值資料而獲得的多個比較結果，來限定數位輪出 • 信號的高位區域所對應的資料值；低位區.域（1〇w_order field)計算部，利用多個比較器，來計算高位區域的低位 . 側的低位區域所對應的資料值的多個候補值；以及低位區 域確定部，根據多個候補值來確定低位區域所對應的資料 • 值。 、 、，低位區域計算部’可使用將多個比較器劃分而成的多 個4組的每-個，來並列计异低位區域所對應的資料值的 候補值。高位區域確定部可至少進行一次高位確定階段， 以將高位區域的資料值確定為一個值，在上述高位確定階 段’對多個比权器分別亚列供給高位區域所對應的資料值 互不姉㈣歸資料，在赵雛輪人錄大於等於該 ^限值資料所對應賴比值的比較結果的最大臨限值資 ^與產生類比輸人信號小於該臨限值=#料所對應的類比 =比較結果的最小臨限值資料之間，確定高位區域的資 個群St計算部^將多個比較器逐個劃分而成的多 ’、、、母個，5又疋，南位區域確定部所霉定的資料值 8 1345885 256〇7pif 為尚位區域的資料值，並將〇設為低位區域的資料值亦即 候補值的初始值，並對低位區域的自最高位位元至最低位 位疋為Jh.的各位元，自最高位位元起依序將候補值中該位 凡設為1的臨限值資料供給至該群組的比較器。當類比輪 入信號大於等於臨限值資料所對應的類比臨限值時，將候 補值的該位元設為1，當類比輸入信號小於類比:臨限值 時，將候補值的·該位元設為0，.以此更新候補值，且將盖 至低位區域的最低位位元為止對候補值進行更新後所獲得 的候補值，供給至低位區域確定部。 低位區域計算部，可對將多個比較器以兩個或兩個以 上為單位劃分而成多個群組的每一個.，至少進行一次低位 確定階段，藉此限定數位輸出信號的低位區域的資斜值， 以將低位區域的資料值確定為一個值。即在上述低位確定 階又，低位.區域计异部對多個比較器分別並列供給低位區 域所對應的資料值互不相同的臨限值資料，在產生類比輸 入信號大於等於該臨限值資料所對應的類比值的比較結^ 的最大臨限值資料，與產生類比輸入信號小於該臨限=資 料所對應的類比值的比較結果的最小臨限值資料之間確〜 低位區域的資料值之後補位。 低位區.域計算部對多個候補值的每一個，可至少進疒 二人低位確疋階段，.以將該候補值的低位區域的資料值確 定為一個值。在上述低位確定階·段，低位區域計算部根 對多個比較态供給互不相同的臨限值資料而獲得的多個 較結果，來限定低位區域所對應的資料值之低位區域。 9 1345885 25607pif 。低位區域確定部，可將多個候補值的平均值確定為低 位區域的資料值。低位區域確定部，亦可將多個候補值中 與多個候補值的平·均值之差小於等於預定的最大誤差值的

至少1個候補值的平均值，確定為低位區域的資料值。AD 轉可更具備符號確定部’在確定高健域及低位區域 的資料值之則對多個比較器中的至少}個比較器供給類

此臨限值指定為〇的臨限值資料.，以.確定類也輸入信號的 符號。

AD轉換益更具備位元數設定部，用來設定數位輪出 2號的高位區域的位元數及低位區域的位元數。位元數設 疋口P，根據已輸·出的樣本的數位輸出信號之低位區域的多 個候觀，來改變高位區域的位元數及低位區域的位元 本發明的第2形態提供—種AD轉換方法，輸出使頻 比輸入信.號數位化的數位輪出信號。該AD轉換方法包括 高位區域確定步驟、低純域計算步驟以及錄區域確^ 步驟’其中’上述高位區域霉定步驟根據對多個比較哭供 給互不相同的臨限值資料而獲得多個比較結果，來限^數 位輸出信號的高位區朗對應的:趟值；該多個比較哭八 別將類比輸人信號與指定的數位臨限㈣ ^刀 ，限地位區域計算階段，利用;： 二來计异南位區域的低位側的低位區域所 =多_補值；上述低純域確定步驟，根據多個候補= 來確疋低位區域所對應的資料值。 本發明的第3形態提供-種他轉換程式，利用電腦 25607pif 妓::使類比輸入^號數位化的數位輸出信號，該^轉 ^氏=2腦_高位區域杉部、低位區域計算部.以及 ^部而發揮仙。其♦，上述高祿域確定部， _ Γ觀較器供給_限值資料而獲得多個 二來限&數位輸&信號的高位ΙΚ域P/f對應的資料 Μ 多個比較器分別將類比輸入信號與指定的數位臨 ^貝料所對應-的類比臨限值進行比較.;上述低位區域計 =利用多個比較器，來計算高位區域的低位侧的低位 ^所對應.的資料值的多個候補值；上述低位區域確定 。’根據多健補值，來確定低位區域所對應的資料值。 =明的第4形態提供一種控制裝置，對輸出使類比 J、：號ί位化的數位輸出信號的AD轉換器進行控制。 置具備高位區域確定部、低位區域計算部以及低 &區域確心部’其中’上述高位區域確定部根據對多個比 不相同的臨限值資料而獲得的多個“結 、.户^限定數位輸出信號的高位區域所對應的資料值，上 述夕刀別將類比輸入信號與指定的數位臨 =限值，;上述低位區域計算部貝 :較°。采计异尚位區域的低位側的低位區域所對應的資 料值的f個候補值；上述低位區域確定部，根據多個候補 值來確定低位區域所對應的資料值。 一再者，上述發明概要並未列舉出本發明的所有必須特 徵，該些特徵群的次組合亦可成為發明。 、 【實施方式】 1345885 25607pif .以下將通過發明的實施形態來.說.明本發明，但以下實 施形態並未限定申請專鄕圍的發明，卫實施形態中說明 -的所有特徵的組合並非全為發明.的解決内容中所必須。 圖1表示本實施形態的類比至數位（anal〇g τ〇 MGITAL，AD)轉換.器10的結構。AD轉換器1〇輸出使 類比輪入信號數位化的數位輸出信號。本實施形態中，. 轉換器1G將類.比輸人信號的電壓值Vin 週期内轉換成規定數位元.的資料值。 AD轉.換器10具備.取樣保持部12、多個比較哭14、 選擇部、高位區域確定部ls、低位區域計算部2〇、低 ^區域較部22 .、記憶部24以及臨限值控制部26。取樣 知持部1.2響應取樣倍持信號，對類比輸入信號進行取樣， 亚保持所取樣的類比輸人錢。取樣保持部之一例為，

I藉由電容器（condenser)對類比輸入信號的電壓值VIN =丁取棱，iE將由電容器所取樣的類比輸人信號的電壓值 VIN保持固定時間。 夕個比較益.14 ’分別將由取樣保持部12所保持的類 比輸入信號、與由臨限值控制部26指定的數位臨限值資料 所對應的類比臨限值進行比較。多個比較器14的每一個之 二例為，可藉由與數位輸出信號的資料值具有相同位元數 (例如，η位元（η為大於等於2的整數））的臨限值資料 Ί疋臨限值電壓，並將所指定的臨限值電麼與類比輸入 信號的電齡vIN進行比較。.㈣，多佩㈣.i4的每一 個之-例為’可具有數位至類比轉換器（Di㈣如如相 fi345885 25607pif

Converter ’ DAC) 3.2 .以及比較電路34。DAC32對應所指 定的臨限值資料’輸出將參考信號的電壓值與接地線之間 -.以大致均；間隔分成段的多個電壓中的任一電壓。比較 電路34將由.取樣保持部1*2保持的類比輸入信號的電壓值 . VrN’與由DAC·3·2輸出的臨限值電壓進行·比較。本實施形態 中’當此較S Μ產生的.比較結杲為類比輸人信號大於荨於 臨限值資料所對應的類比臨限值時，輸出L邏輯（〇)，當 ，.比較器.14產.生的比較結果為類比輪入信號小於臨限值資 許所對應的類比臨限值時.，輪出Η邏輯（1)。 田選擇部16將自多個比較器14分別輸出的多個比較結 果，供給至高位區域確定部18及低位區域計算部2〇。高 位區域罐定部18根據對多個比較器14供給互不相同的臨 資斜叩獲侍的多個比較結果，來限定數位輸出信號中 預疋位元數的尚位區域所對應的資料值。 。、低位區域計算部2〇利用多個比較器14，來計算高位 區域的低位側的預定位元數的低位區域所對應白々資料值的 多個候補值。低位區域計算部.2G之―例為，可利用將多個 比較器1.4劃分而成的多個群組的每一個，來並列計算低位 區域所對應的資料值的候補值。低位區域確定部2 2根據多 - 個候補值來確定低位區域所對應的資料值。 •立记憶部24記憶由高位區域確定部18及低位區域確定 ，.22，所確定的數位輸出信號的高位區域及低位區域的資 ，值。臨限值控制部26根據高位區域確定部18及低位區 域計算部2G的控制，❹個比較器14分別輸出應指定二 256〇7pif 臨限值貢料。此外，臨限值控制部％^ ^ ^ = ：：==，其中，上顧== 叫類比•錢的財轉保持部 _Ϊ==:=:在二：： ί換器10利用多個比較器14進行多位‘ ^中’ 值。繼V? 數的向位區域所對應的資料 扁而，在弟2步驟中’AD轉換器10對.言 立側的預定位元數的低位區域所對應 ：:：:； =較處.理，來計算多個候補值，再:=二 補叙來確定丨個資料值。 、夕丨m夭 即可再者_1高位區域只要位於低位區域中的相對高位位元 側的=不限於將數位輸出信號的所有位元劃分後的高位 低位，低位區域只要位.於高位區域中的相對 後的低:二區二不限於將數位輸出信號的所有位元劃分 圖2表林實施形態的比較器’ 14的結構之一例。比較 =4之-例為，可具有比較電路4G、取樣開關42、第i n电备②44-1〜44-n、第1〜第η輸入切換開關牝] h錢第！〜第η位元開關48]〜|η。再者，η為 °限值資料的位元數（大於等於2的整數）。 的^較電路4〇的負輸入端子接地。當對正輪入端子施加 罨壓大於等於對負輸入端子施加的電壓（接地電位）時， 25607pjf 屏:輪出H邏輯⑴，當對正輪入端子施加的電 “I出1^端(:帽（接地電位）時，比較電 取樣指定取樣時， 保持抒# 輸入端子接地，在由取樣 限值i::r元容=1第〜= 起的篦1仞- 包吞。〇 44_1對應於自低位 起的弟1位兀（最低位位元），第2電容哭44 9私庫於白 =的第，，應;自低二= 位元：（最高位位元）。將於自低位起的第n 值c，第2雷容哭44 ·； 体1的電容設為預定 倍）即2〇xC，第；…二设為預定值〇的2°倍〇 倍即2、C，第4電二=4的電容設為預定值。的2] 即k t 4的電容設為預定值C的¥倍 的f倍即2n.2xC。帛^的電容設為預定值C 連接於比較電路40的正輸入端\。谷益体1〜44_n的-端 -弟.--1—弟—η.-輪入—切-換.開_關. ^ n 44,^44I " 時，第 4〇ΙΝ=ί入第端器44如44·η的未與二二 &子匕接的一側的端子（以下稱作第卜第n 1345885 25607pif 電容器44-1〜44-n的另.一端）。當由取樣保持信號指定保 持時，第1〜第η輸入切換開關46-1〜46-n將參考信號VREF 或接.地電位施加於第1〜第η電容器44-1〜44-n的另一端。 第1〜第η位元開關48-1〜48-n依序對應於η位元的 臨限值資料的各位元。亦即，第1位元開關48-1對應於自 低位起的第1位元（.最低位位元），第2位元開關48-2對 應於自低位起的第2位元·，第.3位元開關48-3對應於自低 位起的第3位元，…，i且第η位元開關48-η對應於自低 位起的第η位元（最高位位元）。當臨限值資料所對應的位 元為Η邏輯（1)時，第1〜第η位元開關48-1〜48-η分 別將參考信號VREF施加於所對應的第1〜第η電容器44-1 〜44-η的另一端。當臨限值資料所對應的位元為L邏輯（0 ) 時，第1〜第η位元開關48-1〜48-η分別將接地電位施加 於所對應的第i〜第η電容器44-1〜44-η的另一端。 上述結構的比較器14在取樣時，第1〜第η電容器 44-1〜44-η的一端接地，另一端施加有類比輸入信號的電 壓值VIN。因此，第1〜第η電容器44-1〜44-η在取樣時， 可對類比輸入信號的電壓值VIN進行取樣。 又，上述結構的比較器14在保持時，斷開第1〜第η 電容器44-1〜44-η的一端與接地間的連接，且停止對第1 〜第η電容器44-1〜44-η的另一端施加類比輸入信號的電 壓值VIN。因此，第1〜第η電容器44-1〜44在保持時， 對比較電路40的正輸入端子施加所保持的類比輸入信號 的電塵Vin的逆電屢（-"Vin )。 16 25607pif 除此以外，上述結構的比較器14在保持時，當臨 資料所對應的位元值為Η邏輯（1}時，分別對第值 電容器林1〜44-n的另-·端施加電壓％，當臨限值η 所對應的位元值為L邏輯（〇)時，分別斜镇〗〜 為料 器体卜44_η的另一端施加接地電位。因 1，在=電士容 第1〜第η電容器44-1〜44-η可分別將下述式⑴戶^ ’ 的電壓VTH施加於比較電路40 .的正輪入端子。 辰布

Vth=-Vin+{(Vref’2 】)X (Tn)+(乂咖/22) X (Tn 】卜 2n'1)x(T2)+(VREF/2n)x(T1)}…⑴ 式（1 )中，Τ!表示自臨限值資料的由低位 位凡（最倾位元）的邏輯值，Τ2表示自臨限值 1 位起的第2位元的邏輯值，...，Τη表示自臨限值 ％ 位哒的第η位元（最高位位元）的邏輯值。 的低 若類比輸入信號的電屢值VlN太於等於臨限值 ’子應的臨限值電壓（式⑴的中括號{}内的式所表^ 電壓）’則式（1)所表示的電麼Vth大於等於接地電二的 又’若類比輸入信號的電壓值.Vin小於·值（〇 對應的臨限值電屙，則式（n斛矣_ 、片戶斤 電位（〇V)。 （）所表㈣咖、小於、 ^而且，比較電路40輸出表示接地電位與電厣ντ认 較結果的邏輯值。亦即，當式⑴的電屋VTH二於 地電位時，輸出L邏輯（G)。當式⑴ 厚、, 接地電位時，輪出H.邏輯（1)。 土 H小於 利用上述結構的比較器14，可將類比輪入信號的_ ^45883- 256〇7pif 值VIN與臨限值資料所對應的電壓值進行比較。此外，利 用上述結構的比較盗14,亦可具有對類比輪入信號的電壓 值vIN進行取樣保持的·功能。藉此，仰轉換器1〇可不具 備取樣保持部12，故結構簡化。 ’、 姓立進一步’上述結構的此較器14中，當以與設有取樣保 :纖。P 12時等1的電容來取樣時，每個電容器44的電容將 二小”故時間常數會變小，、因而可、縮短取樣時間。又，上 的比較器財，當每個電容器44以與取樣保持部 夕5 .寸的精度來對類比輸入信號進行取樣時.，可使包含於 夕個電容器44中_訊平.均化’因而可提高精度。、 圖3表示利用本實施形態的AD轉換器1〇進行類比 ί ^理的各步驟。首先’在取樣步驟（S1)中，AD轉換 二〇對類比輸入信號進行取樣。在取樣結束後，ad轉換 ^保持所取樣._此輪人錢，直至高位區域確定步驟 及低位區域確定步驟（S3)結束為止。 至小ί:欠’在高位區域衫步驟（S2)中，AD轉換器]〇 確次彻綠比較11 14進行纽元轉換處理來 _段“位確定階段），以確定數位 ::區域所對應的資料值。其次，在低位區麵= …十f AD轉換益' 10同時實施多個逐次比較處理，蕻 =驟=些候補值來確定峨值。= t ’ ad轉換器10輸出高位區域 (S2)及低位區域確 18 (S > 256〇7pjf 說的所有區域·的货料值。· 轉換器10在每個轉換週期重複以上S1〜S4步 户藉·此，AD轉换态10可在每個轉換週期輪·出類此輪入 。狁轉換成數位值後的資料值。再者，AD轉換器10可在 1個轉換週期内實行取樣步驟（S1)、高位區域確定步驟 以及低位區域確定步驟（ S3)，亦可在該轉換遇期 1 =订輪出步驟（、S4 ) ·，輸出該轉換週期内轉接而成的資 牙寻值。 、 —圖4表示在高位區域確定步驟（&2)中對多個比較器 只知多位元轉換處理，並在低位區域確定步驟（S3)中 >子夕個比較器14分別實施逐次比較處理時，AD轉換器1〇 的轉換處理之_例。 '口口 再s圖4之一例為，設a〈b〈c〈d〈e<f (a〜f為 太於导於1的整數），在高位.區域確定步驟（S2)中，分 別確定數位輪出信號的自高位起第a〜b位元的資料值 jD[a.b])以及自高位起第c〜d位元的資料值（D[c:ci])， 在低，d域確定步驟（S3)中，確定數位輸出信號的 位起第e〜f位元的資料值（Davg[e:f])。又，臨限值 請的位元數表示與數位輸出信號具有相同位元數的情 …」圖4中，S11中表示臨限值的刻度與S12中臨限 值別度之間所連的虛線，表示臨限值相等。11 4中，S12 與S3之間的虛線亦如此。 作為例，南位區域確定部18在高位區域確定步驟 S2)中，可進行多次利用多個比較器14進行多位元轉 19 256〇7pif ，處理來確定資料值的階段（高位確定階段），以.確定數位 輪-出信號的高位區域所對應的資料值。如圖4所示之一例 為’高位區.域確定部18可藉由.第]_高位確定階役（S11) ，確定第a〜b位元的資料值（D[a:b])，其次可藉由第2 阿位確定階段（S1.2)來確定第c〜d位元的資料值 (D[c:d])。 在第1 .高位確定借段（.Sll).，高位.區域確定部18控 ㈣臨限值控制部26 .，並將:高位區域所對應的資料值互不相 同的臨限值資料.，並列供.給至多個比較器14的每一個。.高 位區域確定部18之一例為，可在第1高位確定階段 (S11)’將第a〜b位元的資料值互不相同而其他位元的資 斜值彼此相同（例如〇)的臨限值資料，並列供給至多個 比較器14的每一個。作為一例，高位區域確定部18為了 自多個·比較器14分別產生例如將大於等於0 V且小於等於 +VREF的範圍大致均等地劃分為2 (b-a+]〕段而成的2 (卜㈣） 個臨限值電壓’可對多個比較器14分別並列供給互不相同 的臨限值資料。 在第1高位確定階段（S11)，供給有臨限值資料的多 個比較器14分別對類比輸入信號是否大於等於對應的臨 限值資料所相應的類比值進行比較。高位區域確定部18 根據多個比較器14的比較結果，將高位區域的資料值限定 為下述臨限值資料之間，亦即，產生類比輸入信號大於辱 於該臨限值資料所對應的類比值的比較結果的最大臨限值 資料，與產生類比輸入信號小於該臨限值資料所對應的類 (Sy 20 1345885 25607pif 比值的.比較結果的最小臨限值資料。高位區域確定部18 之一例為，可將數位輸.出信號的高位區域的資料值，確定 為，產生類.比輪入信號大於尊於該臨限值資料所對應的類 比值的比較結果的最太.臨限值資料的高位區域的值。在本 、 例中’高位區域確定部18可將數位輪.出信號的第a〜b位 元的資料值，確定為，產生類比輪入信號大於等於該臨限 值資料所對應的類比值的比較結果的最大臨限值實料的第 . a〜b位元的資料值。 其-人’在弟.2咼位確定階·段（S12 ).，高位區域確定部 18控制臨限值控制部.26,以將該階段應確定的高位區域所 對應的資料值互不相同而其他位元的資料值彼此相同的臨 限值資料’並列供給至多個比較器14的每一個。此時，高 位區域確定部18供給’將至前一階段為止確定資料值的區 域的值’設定為該確定的資料值之臨限值資料。作為一例， 高位區域確定部18 ’可將第a〜b位元設定為第1高位確 > 疋卩1段（S11)所確定的資料值，將第c〜d位元設定為互 不相同的資料值，且將第e〜f位元設定為相同的資料值 (例如0)的.臨限值資料向多個比較器14的每一個並列供 給0 - 作為一例’高位區域讀定部18為了產生將下述範圍大 致均等地分成_2(d-c+1).段而成的2(d_c+D個臨限值電壓，可 對多個比較器14的分別並列供給互不相同的臨限值資 f °上述範圍是指在前階段之當類比輸入訊號大於臨限值 資料對應的類比偉之比較結果發生時的最大臨限值資料所 21 1345885 25607pif 對應的臨限值電壓以上及在前階段之發生類比輸入訊號 小於該臨限值資料對應類比值之比較結果時的最小臨限值 資料所對應的_臨限值電壓.以下之範圍。 在第.2高位確定階段（ S12) .’供給有臨限值資料的多 個.比較器14分別對類比輸入信號是否大於等於對應的臨 限值資料所相應的類·比值:進行比較。高位區域確定部18 根據多個比較器·1·4的比較結果·，將該階.段應確定的高位區 域的資科值限定在下述臨限值資料之間亦即，在產生類比 輸入信號大於尊於該臨限值資料所對應的類比值的比較.結 不的最大臨限值資料，與產生類比輸入信號小於該臨限值 資料所對應的類比值的比較結果的最小臨限值資料之間。 高位區域確定部18之一例為，可將數位輸出信號的高位區 域的資料值確定為下述最大臨限值資料的高位區域的值， 亦即，產生類比輸入信號大於等於該臨限值資料所對應的 類比值的比較結果的最大臨限值資料。在本例中，高位區 域確定部18可將數位輸出信號的第c〜d位元的資料值確 定為下述最大臨限值資料的第c〜d位元的資料值，亦即， 產生類比輸入信號大於等於該臨限值資料所對應的類比值 的比較結果的最大臨限值資料。 如上所述，高位區域確定部18在高位區域確定步驟 (S2)中，至少.進行一次利用多位元轉換處理來確定資料 值的階.段（高位確紐段），轉高位區域麟應的資料值 破定為一個值。 再者’在多位元轉換處理中.，高位區域確定部18例如 22 < S ) 1^45883~ 25607pif 可在母個轉換週期，變更所產生的多個臨限值資料與供給 有該^臨限崎料❹佩較器14的對應義。高位區 ，確疋部18之一例為，可根據隨橡數來變更多個臨限值資 A，多個比較器14的對應關係。藉此，仙轉換器]〇可 使多個比較器.14間的精度不均現象平均化，故可減少雜

兩位區域確定步驟（S2)結束後，隨後，在低位區域 α定步驟yS3)中，低位區域計算部20及低位區域確定 。[^2.2同和.對數位輪出信號的低位區域所對應的資料值實 ^次逐次比較處縣計算，多個候補值，並根據該些候 杯叙來確定一個資料值。 在低位區_域確定步驟（S3)中，低位區域計算部 ^臨限餘制部26，並對多個比較器14逐個劃分而成 】夕:群組的每-個.，❹多個.比較器14進行逐次.比較處 ，藉此料算低健域騎應的:祕_多健補值。 P低位區域計算部2〇使多個比較器、14分別對應於逐 二、比較處理而動作，並列計算低位區域所對應的值。藉此， :位區域計算部2〇可獲得經逐次比較處理而計算出的多 矣、補值。在本例甲，低位區域計算部可使多個比較器 为別對應於逐.次比較處理而動作，來計算第e〜f位元 的多個候補值。 繼而，低位區域確定部22根據低位區域計算部20所 狀的^健補值’來確定低位區域所對應的資料值。 -立品域確定部22之—例為’可將多個候補值的平均值確 23 I345E«y— 25607pif 定為低位區域-的資料值。再者，低.位區域確定部Μ之一 為’可將多麵補值中與多個候補值的平均值之差小於= 於預定.的·最太誤差值的至少__個候補值的平均值定免 低位區域的資料值。藉此，利用低位區域確定部^可^ ^度的AD轉換。又，低位區域確定部22 ^平均值的錢點後的值，確定為數位輸出信號中該 低位區域的低位的資_料值。 作為-例，低位區域計算部2〇可利用比較器m進行 如下的逐次.比較處理。 -主：Ί:位區域6十异部20 ’將下述候補值的初始值設 u限值貝料，亦即將高位區域確定步驟⑻）中由 ，區域確18所確定的資料值設為高㈣域的資^ 徂’、且將〇設為低位區域的資料值的候補值。再者，亦可 ΐ 位11域計算部2Q將下述翻值的初始值 值資料，亦即將由高位區域確定部18所較的 料值的候補值。貝心’且將1設為低位區域的資 亓5 低位區域計.算部2G，對自低位區域的最高位位 位位元為止的各位元.，自最高位位元起依序將候 ^ I 設為1的臨紐資料供給至該群組的比較器 低也2 t區域计异部2G自初始值的狀態職，將自 補值：河位位几至最低位位元為止依序設為1的候 值值資料而翔供給至多個比較器.Μ的每一 亚使夕個比較器.14分別對類比輸入信號與供給的臨 (§y 24 1345885 25607pif 限值資科所對應的類比值進行.比較。 .取而代之，在將】設定為低位區.域資料值的候補值的 城，時，低健域計料2〇可:對自條輯的最高位位 碰最低位位元為业的各位元，自最高位位元起依序將候 補值中該位元設4 〇.的臨限值資料供給至該群組的比較器 1.4。亦即’低位區域計異部2〇可自初始值的狀態開始，將 -自低位區姻.最高錄.ϋ健位元為錢序設為〇的 候補值，作為臨限值資料而並列供給至多個此較器Μ的每 一個，並且使多個比較器14分別對類比輪入信 臨限值資料所對應的類比值進行比較。 ^供^的 而.，低位區域計算部20 .，對自低位區域的最高位位 兀至取低位位兀為止的各位元，根據比較器14的比較注 二，_輸人信號大於等於臨限㈣料所對應的類比二 限值H候補值的該位元為1，在類比輪人信號小於 比臨限值時.，使候補值的該位元朴以此來更新候補值。' 亦即，低位區域計算部20對多個比較器14的每—個 自低位區域的最高位位元.起將位祕依序設為]的各時 比輸入信號大於等於臨限值資料所對應的類比臨 限值％ ’將該時序中設為1的候補值的位元更新為1，者 類此輪入錢小於臨限值㈣所制_比臨限 : 該時序中設為1的候補值的位元更新為〇。 取而代之，在將1設定為低位區域資料值的候補值的 低位區域計算部2〇在類比輸入信號大於臨限值 貝枓所對應的類比臨限值時’使候補值的該位元為卜在 •25 1345885 25607pif 類比輪入信號小於等於類比臨限值時，使候補值的該位元 為〇 ’以此來更新候補值。亦即，低位區域計算部20可對 多個此較器1.4的每一個，在自低位區.域的最高位位元起將 位兀值依序設為〇的各時序，當類比輪入信號大於臨限值 資料所.對應的類此臨限值.時，將該時序中設為〇的候補值 的位元更新為1 ’當顏比輸入信號小於等於.臨限值資料所 對應的類:比臨限值時，將該.時序中設為〇的候補值·的位元 更新為0。 如上所.述.·，低位區域計.算部20自初始值（所有位元均 為〇)狀態開始，自高位位元起依序將位元設為i來使候 補值變化.，並且根.據.比較結果依序更新候補值中設為i的 i元值，因此可自鬲位位元起對每一位元逐個進行類比數 位轉換。 、& 一繼而’低位區域計算部·2.0將直至低位區域的最低位位 =為止，對候補值更新後所得的候補值供給至低位區域確 ’部.22。如上所述’在低位區域確定步驟（S3)中，低位 區域計算部20可利用並列的逐次比較處理來確定低位區 域所對應的多個候補值。 _ 再者，低位區域計算部20之一例為，亦可進一步方士 向上騎乡次並_逐次比減.理。亦即，低位區域 =算部.20亦可進行拉次（m為大於等於1的整數）利用 較處理來計算多個候補值的處理。並且，低位區域 义部22可根據低位區域計算部2〇所計算出的多個候補 ，來確定低位區域所對應的資料值。低位區域確定部Μ 26 ^45885 25607pif =例為’可將多健補值的平均值確定為低位區域的實 示低位區域確定步釋（S3)的變形例。在低位 【域確疋步驟（S3)中，低位 ^ ^位 元::之i.=:t而成心

部.2。可將J6個二。J:如:低位區域計算 2=二:組的每一個實施多位元轉換及逐次比較 及逐次.輪切行乡位元轉換

所讲t區域。十异部20封多個群組的每—個；將低位區域 ^應-的貧科值互不相同的臨限值資科並列供給至多個比 丁父益1.4的各比較器。供給有臨限值資料的各群組内的多個 比較器14的每—個’對類比輸人信號是否大於等 臨限值資料軸對應的類比值膽比較。 。、 ^低位區域計算部20至少進行一次下述低位確定階 段，亦即，根據各群組的多個比較器14的比較結果，於各 群組的每一個中，將低位區域的資料值的候補值限定為， 產生類比輸入信號大於等於該臨限值資料所對應的類此值 的^較結果的最大臨限值資料.，與產生類比輸入信號小於 ，臨限值資料所對應的類比值的比較結果的最小臨限值資 料之間資料值。例如，低位H域計算部2G可重複進行兩次 27 25607pif 低位確定階段-即利.用4個·比較器14將類比輸入信號限定為 •2位元的值’藉此生成4位元的候補值。 ： 利用上述處理，低位區減計莫部20可對將多個比較器 14 .以兩個.或兩個以上為軍位劃分而成的多個群組的每— 個，计异低位區域所對應的資料值的多個候補值。 又，低位區域.計异部_2〇亦可不進行圖4所示的處理， 而j吏用所有的多個比較器1.4進行例如連讀進行多次多位 兀轉換處理來獲得多健觀，該多位元處理與在高 ，區域確定步驟中進行的處理_， f㈣亦可在時間方向上進行多次低位確定階段^^ 二個候補值，在上述每一低位確定階段.，根據對多個比較 供給互不㈣的臨限值資斜所獲得的多個比較結果 ;什异一個候補值。 亦，爲於多個候補值的每一個，低位區域計算部2〇 二S進行―次低位確定階·段’以將候補值的低位區域 個確疋為一個值’在上述低位確定階段，根據對多 $14供給互不相_臨祕㈣而獲得的多個.比 ^、。不’來限定減區域所對應的資料值。低位區域計算 及低Λ—、例4’將餘區域_位元區域進—步分成高位 進二，亚對高位及低位分別使用所有的多個比較器】4 門位几轉換處理。繼而’低位區域計算部20亦可在時 曰方=上進行Μ喊理，來計算多健補值。 6〜圖9表示下述情形時轉換處理之一例，亦即， 區域確定步驟（S2)中進行兩次高位碟定F皆段（4 28 25607pif 位元的多位& (S3) *利用ΐ位處=的轉換），且在低位區域確定牛 此來輪出共計凡的^ 次比較處理來進行多個轉， 比較器14。、備16個具有—2以及比較電II中’ 中，藉由多位元轉換:理第]高位確定階段） 為止的4位元進㈣換之:至高位第4位元 分別ί、給至對應的 將】6個臨限值資料 】位元至高位’上述^個臨限值是將高料4 止，且將高位第5位元^高位^5又疋為〇_至1111為 此，高位區域確定部18= * 0位70為止設定為0。藉 VREF之間畫>1分成16，後心16個DAC32產生將〇 V至 16個士=又後的各段的臨限值電屋。 π個比車父電路34將臨限 壓值νΙΝ進行比較，並分 土較^輪^信號的電 在類比輪八信號其= 臨限值電壓時輸出L邏輯（。） 2,大於寻於 VIN小於臨限值電堡時輸出Ή邏輯、、月』δ號的電，值 18將下述臨限值資料中的高位 :立區—域確定部 ,,h 位兀至鬲位第4位元為 止的貝枓值’確疋為輸出值的高位第1位元至汽位第4位 元為止的資料值，上述臨限值資料是產生類比輸 大 於等於臨限值資料所對應_比值的比較結果‘邏輯 (〇))的最大臨限值資料。在本例巾，高位區域確定部18 29 -56〇7pjf 今.*1 1 _ 值。1確定為高位第1位元至高位第4位元為止的資料 中^表示在高位區域確定步驟（第2高位確定階段） 為止=多位元轉換處理對高位第5位元至高位第8位元 2高位確Γ進行轉換之—例。在高位區域確定步驟的第 分別㈣’高㈣域確定部18冑16個臨限值資料 位苐G至^應的獄32 ’上述16個臨限值資料是將高 資料值第4位元為止設定為前—階段所確定的 元為例中為1101)’將高位第5位元至高位第S位 、、止。又疋為0000至11 u的各值，且 高位第H)位元為止設定為〇。將同位弟9位元至 最大Ϊ:值定部18可使16個產生將 對應的臨限值雷#、^^ 與取小臨限值資料所 0、二二，補分為16段後各段 上地取大臨限值資料是在前一階與φ戈 信號大於等於臨胛宿次4:1 π 產生類比輸入 、寸於&限值貝枓所對應的類比值的比較6士 # f 大臨限值資料，上述最小 ：匕，不的取 生類屮於A尸啤， 1民低貝料疋在刖一階段中，產 號小於臨限值資料所對應 衣的最小臨限值資料。 阻日7比议_ 16個比較電路34將^ 屢值νίΝ進行比較’並分別=電壓與類比輸入信號的電 部18將下述臨限值資料中^比較結果。高位區域確定 的資料值確定為輪出 資料值。亦即，)位兀至南位弟8位元的 頰翰入信號大於等於臨限值資料所 30 1345885 25607pif 對應的類比值的比較結果（L邏輯（〇))的最大臨限值資 料。在本例中，高位區域確定部18將〇〇〇1確定為高位第 5位元至南位弟8位元的資料值。

圖8表示在低位區域確定步驟中對高位第9位元此1 個位元利用逐次比較處理同時進行多個轉換之一例。在低 位區域確定步驟中，低位區域計算部20對16個DAC32 分別供給臨限值資料，將高位第丨位元至高位第8位元為 止設定為高位區域確定步驟中所確定的資料值（本例中為 11010001)，將高位第9位元設定為i，且將高位第1〇位 元設定為0。 藉此，低位區域計算部20可使16個DAC32分別產

生將最大臨限值資料所對應的臨限值電壓與最小臨限值資 ’4所對應的臨限值電壓之間一分為二後的邊界電壓，其 中，^述最大臨限值資料，是在高位區域確定步騾中產生 類比輸入信號大於等於臨限值資料所對應的齡值的比較 結果的最大臨限歸料；上述最小臨限值㈣，是在高位 區域確行驟巾’產生舰輸人錢切臨限蹄 應的類比值的比較結果的最小臨限值資料。 一π 一 μ咖，氏但电没興頰比輸入信號的恭 壓值VIN進行比較，並分別輸出比較結果（亦即，第^ 元的候補值）。此處，理想的是，16個比較電路％應輪 =的比較結果，但由於轉換過程中包含雜，故比較結 生不均。在本例中，16個比較電路34中的14個 電路輸出類比輪人㈣大於等於臨限值#料所對應的類= 1345885 25607pif 值的比較結果（L邏輯（0))，而16個比較電路34中的2 個比較電路輸出類比輸入信號小於臨限值資料所對應的類 比值的比較結果（H邏輯（1))。 低位區域確定部22將自16個比較電路34所輸出的比 較結果（亦即，第9位元的候補值）相加。在本例中，低 位區域確定部22將14個L邏輯（0)與2個Η邏輯（1 ) 相加，故可獲得相加結果為0010。 圖9表示在低位區域確定步驟中對高位第10位元（最 低位位元）1個位元，利用逐次比較處理同時進行多個轉 換之一例。在低位區域確定步驟中，低位區域計算部20 對16個DAC32分別供給臨限值資料，將高位第1位元至 高位第8位元為止設定為高位區域確定步驟中所確定的資 料值（本例中為11010001 )，將高位第9位元設定為比較 電路34對應的比較結果，且將高位第10位元設定為1。 藉此，低位區域計算部20可使16個DAC32分別產 生將最大臨限值資料所對應的臨限值電壓與最小臨限值資 料所對應的臨限值電壓之間分成四份後的1/4或3/4位置 處的邊界電壓。其中，上述最大臨限值資料，是在高位區 域確定步驟中產生類比輸入信號大於等於臨限值資料所對 應的類比值的比較結果；上述最小臨限值資料，是在高位 區域確定步驟中產生類比輸入信號小於臨限值資料所對應 的類比值的比較結果。低位區域計算部20可使高位第9 位元的比較結果為Η邏輯（1)的DAC32產生3/4位置處 的邊界電壓，且使高位第9位元的比較結果為L邏輯（0)

32 U45885 25607pif 的DAC32產生1/4位置處的邊界電壓。 16個比較電路34將臨限值電塵與類比輸人信號的雷 壓值VIN進行比較’並分別輸出比較結果（亦即，第】〇位 =的候補值）。在本例中，16個比較電路34中的 信號大於等於臨限值資料所對應的類: ，的U α邏輯⑻），個比較電路34中的13 於臨限值資料所對應的類 咹確定部22將自16個比較電路34所輸出的比 即，第10位元的候補值）相加。在本例中，低 '疋部22將3個l邏輯⑻及13個^邏輯⑴ 相加^故可獲得相加結果為1101。 ^ 繼而，低位區域確定部2 2將第9位元的比蛣妗田 路34°的個數2的Λ進行合計，並將合計結果以比較電 算低位區域(L 211:,即，低位區域確定部22計 低位2位凡）的多個候補值的平均值。1次， 本二^^定部22將平均值確定為低位區域的資料值。在 祕第Η)Γ區域確定部18將〇1確定為高位第9位元至 位弟0位元為止的資料值。 的^的處理結杲，AD轉換器iG可輸出10位元 二例中為11〇1〇〇〇1〇1)。再者，作為-例，低 的：二捨二2i亦可將多個候補值之平均值的小數點後 五入或舍去，並將由此所得的值確定為低位區域 1345885 25607pif 的資料值。亦可取而代之，低位區域確定部22將多個候補 值之平均值的小數點後的值，確定為數位輸出信號中該低 位區域的低位資料值。 圖10表示本實施形態的變形例的AD轉換器10的結 構。由於變形例的AD轉換器10採用與圖1所示的本實施 形態的AD轉換器10大致相同的結構及功能，故在圖10 中，對於與圖1所示的部件大致相同的部件附以相同符 號，以下僅說明不同點。 變形例的AD轉換器10更具備參考信號產生部60以 及符號確定部62。參考信號產生部60產生供給至比較器 14内的DAC32的參考信號。參考信號產生部60之一例 為，可產生正蒼考信號（Vref)及負參考信號（_Vref)。 符號確定部62在確定南位區域及低位區域的資料叙 之前，對多個比較器14的至少1個比較器供給類比臨限值 指定為0的臨限值資料，以確定類比輸入信號的符號。作 為一例，符號確定部62可同時實施多個逐次比較處理來計 算多個候補值，並根據該些候補值來確定類比輸入信號的 符號。更具體而言，符號確定部62可控制臨限值控制部 26，並向多個比較器14供給對應於接地電位的臨限值資 料，以取得多個比較結果。繼而，符號確定部62可根據多 個比較結果來確定類比輸入信號的符號。作為一例，低位 區域確定部22可將比較結果平均化來確定符號。藉此，利 用變形例的AD轉換器10可高精度地確定符號。 此外，作為一例，符號確定部62可在所確定的符號為 34 1345885 25607pif 正時，於確定南位區域及低位區域的貧料值時’使參考信 號產生部60產生正參考信號（VREF)，且在所確定的符號 為負時’於確定南位區域及低位區域的貧料值時’使蒼考 信號產生部60產生負參考信號（-VREF)。 進一步，符號確定部62之一例為，可在自參考信號產 生部60產生正參照電壓（Vref )及負參照電壓（_Vref ) 時，繼表示符號的位元後進行逐次比較，來確定除表示符 號的位元以外包含最高位位元的區域的資料值。藉此，利 用變形例的AD轉換器10可高效地進行轉換處理。 又，本實施形態的變形例的AD轉換器10，可更具備 位元數設定部，用來設定高位區域的位元數及低位區域的 位元數。位元數設定部之一例為，可量測多個比較器14 所具有的誤差，並設定與所量測的誤差相對應的位元數。 即，位元數設定部可根據以下參數來變更位元數，該參數 為當多個比較器14具有更大的誤差時，高位區域的位元數 會更少，而低位區域的位元數增多。利用上述AD轉換器 10,當多個比較器14具有的誤差小時，可更高速地實施轉 換處理，又，當多個比較器14具有的誤差大時，可更準確 地實施轉換處理。 又，位元數設定部之一例為，可根據自外部所供給的 值來設定位元數。又，位元數設定部亦可根據工場出貨時 等情況下預先寫入至記憶體等中的值來設定位元數。 此外，位元數設定部之一例為，在已輸出的樣本的數 位輸出信號的低位區域確定步驟中，根據自多個比較器14 35 256〇7Pif J345885 輸出的多個候補值，來計算多個比較器 、繼:位ί數設定部可根據所計算出的誤差來變^ 娀的位兀數及低位區域的位元數。 木文更鬲位區 :’位凡數設定部首先將高位區域的位 區碱的位元數設定為預定的初始值。 ，及低位 推=序變更高位區域的位元數及低位區部 以使多個比較器14所具有的誤差更接近預定Γ 70數， 圖】〗表示變形例中AD鳋她侵、頂疋值 或低位_‘=_:= __域確定部 之/例。高位巴产：？ 觀圍（overrange)比較處理 之例问位£&確定部18可在第 段進行超範圍比較處理。又，低 地進行超範圍比較處理。 力T间‘ J，超範圍比較處理時，高位區域確定部】8及低位 區〇將供給至多個比較器】4的多個臨限值資 ，的最大值6又定為大於上限邊界值，且將供給至多個比較 器14的多舰限歸料的最小值設定為小於下限邊界值。 此處’上限邊界值是下述之數位輸出資料，該數位輸 出f料，即將比計算之資料值或候補值的區域(對象區域） ^向位的區域設定為已確定的資料值，且將對象區域後的 區域的值設定為最大值的數位輸出資料 。亦即，上限邊界 值是設定為至前一階段為止已限定的資料值（或候補值） 範圍内的最大值的數位輸出資料。又，下限邊界值是下述 數位輸出資料，該數位輪出資料將對象區域的更高位區域 設定為已確定的資料值，且將對象區域後的區域的值設定 36 1345885 25607pif 為最小值。亦即，下限邊界值是設定為至前一階段為止已 限定的資料值（或候補值）範圍内的最小值的數位輸出資 料。 例如，如圖11所示，當以超範圍比較處理來計算6 位元中的低位2位元，且將高位4位元確定為0111時，上 限邊界值為011111，下限邊界值為011100。並且，高位區 域確定部18及低位區域計算部20可將供給至多個比較器 14的多個臨限值資料的最大值設定為大於上限邊界值 (011111)的值（本例中為100001 )，且將多個臨限值資 料的最小值設定為小於下限邊界值（οπιοο)的值（本例 中為 011010)。 多個比較器14將上述多個臨限值資料所對應的類比 值與類比輸入信號進行比較。並且，在得出類比輸入信號 大於等於較上限邊界值更大的臨限值資料所對應的類比值 的比較結果時，高位區域確定部18及低位區域計算部20 根據該比較結果來計算對象區域的資料值或候補值，並且 對已確定的該對象區域的高位資料值進行修正。同樣地， 在得出類比輸入信號小於較下限邊界值更小的臨限值資料 所對應的類比值的比較結果時，高位區域確定部18及低位 區域計算部20根據該比較結果來計算對象區域的資料值 或候補值，並且對已確定的該對象區域的高位資料值進行 修正。 例如，即使將6位元中的高位4位元確定為0111時， 當得出類比輸入信號大於等於較上限邊界值更大的臨限值 37 1345885 256〇7pjf 1麵G)所對應_比值的比較絲時，高位 確二你卩18及低位區域計算部2g亦可根據比較結果來 =作為對㈣域的低位2位元的資料值（例如⑻），並 1000)已確定的高位4位元的資料值修正為新值（例如

如上所述，高位區域4定部18及低位區域計算部20 =由超n比較處理，來修正高位確定賴中產生的 、。曰疾因此可輪出精度更高的數位輸出信號。再者，高位 區域確定部18及低純域計算部2G，亦可使供給至多個 比較器14的多個臨限值資料的最大值大於上限邊界值，而 不使多個臨限值資料的最小值小於下限邊界值。又，高位 區域確定部18及低位區域計算部2〇，亦可不使供給I多 個比較器14的多個臨限值資料的最大值大於上^界 值，而使多個臨限值資料的最小值小於下限邊界值。

圖12表示本實施形態的電腦19〇〇的硬體結構之一 例。本實施形態的電腦1900具備中央處理單元（Central processing unit ’ CPU )周邊部、輸入輸出部以及既有 (legacy)輸入輸出部。其中，上述CPU周邊部具有藉由 主機控制器（host controller ) 2082而相互連接的 CPU2000、RAM (Random-access memory，隨機存取士己十， 體）2020、繪圖控制器（graphic controller ) 2075以及顯示 裝置2080;上述輸入輸出部具有藉由輸入輸出控制器 而與主機控制器2082連接的通訊介面2030、硬碟驅動哭、 2040以及CD-ROM驅動器2060 ;上述既有輪入輪出部^ 38 < S ) 1345885 25607pif 有與輸入輪出控制器2084連接的唯讀記憶體（Ilead_〇nly memory ’ R0M) 2〇1〇、軟碟驅動器2〇5〇以及輸入輸出晶 片 2070 。 主機控制器2082用於連接RAM2020、CPU2000以及 綠圖控制器2075，上述CPU2000以高傳輸率對RAM2020 進行存取。該CPU2000根據儲存於ROM2010以及 RAM2020中的程式而動作’以對各部進行控制。繪圖控制 為2075取得CPU2000等在設於RAM2020内的晝面緩衝 益（framebuffer)上產生的圖像資料，並顯示於顯示裝置 2080上。亦可取而代之’繪圖控制器2075的内部包含用 以儲存CPU2000等所生成的圖像資料的晝面缓衝器。 輸入輸出控制器2084用於連接主機控制器2082、作 為較向速的輪入輸出裝置的通訊介面2030、硬碟驅動器 2040以及CD-ROM驅動器2060。通訊介面2030經由網路 而與其他裝置通訊。硬碟驅動器2040儲存電腦1900内的 CPU2000所使用的程式以及資料。CD_R〇M驅動器2〇6〇 自CD-ROM2〇95讀取程式或資料，並經由RAM2Q20而提 供給硬碟驅動器2040。 又，輸入輸出控制器2084上連接有ROM2010、軟碟 驅動器2050、以及輸入輸出晶片2070之較低速的輸入輸 出裝置。ROM2010用於儲存電腦doo啟動時所執行的啟 動程式（boot program)以及依賴於電腦19〇〇的硬體的程 式等。軟碟驅動器2050自軟碟2090讀取程式或資料，並 經由RAM2020提供給硬碟驅動器2〇4〇。輸入輸出晶片 5 39 1345885 25607pif 2070經由軟碟驅動器2050以及例如平行埠、串聯痒、鍵 盤埠、滑鼠埠等而連接各種輸入輸出裝置。 經由RAM2020而供給於硬碟驅動器2040的程式由使 " 用者所提供’並儲存於軟碟2090、CD-ROM2095或積體電 ·· 路（Integrated circuit，1C)卡等記錄媒體中。程式可自呓 錄媒體中讀出後，經由RAM2020而安裝於電腦19〇〇内的 硬碟驅動器2040中，並在CPU2000中執行。 女衣於笔細1900内並使電腦1900作為AD轉換哭1 〇 的控制裝置而發揮作用的程式，包括高位區域確定模組 . (moduie)、低位區域計算模組、低位區域確定模組以及記 憶模組。該些程式或模組使CPU2000等運行，以使電腦 1900为別作為南位區域確定部ig、低位區域計算部、 低位區域確定部22以及記憶部24而發揮作用。 以上所示的程式或模組亦可儲存於外部記憶媒體中。 記憶媒體除使用軟碟2090、CD-ROM2095之外，亦可使用 • 4 CD荨元學δ己錄媒體、磁光碟（Magnet_〇pUcai， j0)等光磁記錄媒.體、磁帶媒體、Ic卡等半導體記憶體 等。又γ亦可將設置於與專用通訊網路或網際網路連接的 =服系”先中的硬碟或RAM等記憶裝置用作記錄媒體，並 將程式經由網路供給於電腦1900。 ’使用實施形態對本發明進行了說明，但本發明 .^ ^補亚纽定於上述實麵態巾記賴範1S。本領 ^術人員顯_解，可對上述實施形態進行多種變更或 、且由ΐ %專彳1]#請的記載可明確，上述變更或改良 1345885 25607pif 後的形態亦可包含於本發明的技術範圍内。 根據上述說明可知，本實施形態可實現一種電路規模 小、且以高速動作來進行高精度的AD轉換的AD轉換器、 AD轉換方法、AD轉換程式以及控制裝置。 【圖式簡單說明】 圖1表示本實施形態的AD轉換器10的結構。 圖2表示本實施形態的比較器14的結構之一例。 圖3表示利用本實施形態的AD轉換器10進行類比數 位處理的各步驟。 圖4表示在高位區域確定步驟（S2)中對多個比較器 14實施多位元轉換處理並在低位區域確定步驟（S3)中對 多個比較器14分別實施逐次比較處理時，AD轉換器10 的轉換處理之一例。 圖5表示低位區域確定步驟（S3)的變形例。 圖6表示在高位區域確定步驟（第1高位確定階段） 中，藉由多位元轉換處理對高位第1位元至高位第4位元 為止的4個位元進行轉換之一例。 圖7表示在高位區域確定步驟（第2高位確定階段） 中，藉由多位元轉換處理對高位第5位元至高位第8位元 為止的4個位元進行轉換之一例。 圖8表不在低位區域確定步驟中對南位弟9位元的] 個位元同時進行多個逐次比較處理的轉換之一例。 圖9表示在低位區域確定步驟中對高位第10位元（最 低位位元）此1個位元利用逐次比較處理同時進行多個轉

4] 1345885 25607pif 換之一例。 圖10表示本實施形態的變形例中AD轉換器10的結 構。 圖Π表示變形例中AD轉換器10的高位區域確定部 18或低位區域計算部20所進行的超範圍比較處理之一例。 圖12表示本發明的實施形態的電腦1900的硬體結構 之一例。 【主要元件符號說明】 10 : AD轉換器 12 :取樣保持部 14 :比較器 16 :選擇部 18 :高位區域確定部 20:低位區域計算部 22 :低位區域確定部 24 :記憶部 26 :臨限值控制部

32 ： DAC 34、40 :比較電路 42 :取樣開關 44-1〜44-n :電容器 46-1〜46-n :輸入切換開關 48-1〜48-n :位元開關 60 :參考信號產生部 42 1345885 25607pif 62 :符號確定部 1900 :電腦

2000 ： CPU

2010 ： ROM

2020 ： RAM 2030 :通訊介面 2040 :硬碟驅動器

2050 :軟碟驅動器 2060 : CD-ROM 驅動器 2070 :輸入輸出晶片 2075 :繪圖控制器 2080 :顯示裝置 2082 :主機控制器 2084 :輸入輸出控制器 2090 :軟碟

2095 ： CD-ROM ^〜凡：位元邏輯值 VIN :類比輸入信號

Vref、_Vref .參考# 號 S1〜S4、Sll、S12 :流程圖符號 43

Claims (1)

1345885 __ 25607pifl 月Π曰修正替频 爲第⑹33812號中文專利___ιε$ mmrmwrwTTW 十、申請專利範圍： 1. 一種AD轉換器’輸出使類比輸入信號數位化的數 位輸出信號，該AD轉換器包括： ' 多個比較器，分別將上述類比輸入信號與指定的數位 之臨限值資料所對應的類比臨限值進行比較； ' 尚位區域確定部，根據對上述多個比較器供給互不相 同的臨限值資料而獲得的多個比較結果，來限定上述數位 φ 輸出信號的高位區域所對應的資料值； 低位區域計算部，利用上述多個比較器，來計算比上 述高位區域更低位侧的低位區域所對應的資料值的多個候 補值；以及 ' 低位區域確定部，根據上述多個候補值來確定上述低 位區域所對應的資料值。 2. 如申請專利範圍第1項所述之AD轉換器，其中上 述低位區域計算部，係使用將上述多個比較器劃分而成之 多個群組的每一個，來並列計算上述低位區域所對應的資 • 料值的候補值。 3. 如申請專利範圍第2項所述之AD轉換器，其中上 f 述高位區域確定部，至少進行一次高位確定階段，以將上 述高位區域的資料值確定為一個值，在上述高位確定階 • 段，高位區域確定部，係對上述多個比較器分別並列供給 上述高位區域所對應的資料值互不相同的該些臨限值資 料’在產生上述類比輸入信號大於等於該臨限值資料所對 應的類比值的比較結果的最大上述臨限值資料，與產生上 44 1345885 25607pifl 爲第96133S12號中文專利範圍無劃線修正本 類比輸入錢小於該臨限值㈣所對應的祕值的比較結 果的最小上述臨隊㈣之間，確定為上述高位區域的資 料值。 4_如申請專利範圍第3項所述之AD轉換器，其中 上述低位區域計算部係對將上述多個比較器逐個劃分 而成的多個群組的每一個， 設定多個候補值之每一個的初始值，亦即將上述高位 區域確料所確定的㈣值設為±述高位區_資料值， 將0設為上述低位區域的資料值，並 對上述低位區域的自最高位位元至最低位位元為止的 各位70，自最高位位元起、依序將上述候補值中對應於上 述低位區域的各位元之位元設為丨的上述臨限值資料供給 至該群組的上述比較器，當上述類比輸入信號大於等於上 述臨限值資料所對應的上述類比臨限值時，將上述候補值 的該位元設為1，當上述類比輸入信號小於上述類比臨限

值時，將上述候補值的該位元設為0，以此更新上述候補 值，且 、 直至上述低位區域的最低位位元為止，將對上述候補 值進行更新後所得的上述候補值，供給至上述低位區域確 定部。 一 5.如申請專利範圍第3項所述之AD轉換器，其中 上述低位區域計算部，對將上述多個比較器以兩個或 兩個以上為單位劃分而成的多個群組的每一個， 至少進行一次低位確定階段，藉此限定上述數位輸出 45 E月丨7日駐雜頁| -------- I 修正日期:100年1月17日 1345885 25607pifl 爲第96133812號中文專利範圍無劃線修正本 信號的上述低位區域的資料值，以將上述低位區域的資料 值確定為一個值，在上述低位確定階段，對上述多個比較 器分別並列供給上述低位區域所對應的資料值互不相同的 該些臨限值資料’在產生上述類比輸人信狀於等於該臨 限值資料所對應的類比值的比較結果的最大上述臨限值資 料，與產生上述類比輸入信號小於該臨限值資料所對應的

類比值的比較結果的最小上述臨限值資料之間確定上述 低位區域的資料值的候補值。 6·如申請專利範圍第1項所述之AD轉換器，其中上述 低位區域計算部，對上述多健補值的每—個，至少進行一 人低位f疋階&，以將上述多個候補值之每—個的上述低位 區域的資料值確S為-個值；在上述低位確定階段，根據對 上述多個比較ϋ供給互不相同的臨限值f料而獲得的多個 比較結果，來確定上述低位區域所對應的資料值。 7.如申請專利範圍第2項或第6項所述之AD轉換器， $中上述齡區域確定部，將上❹健概的平均值確 定為上述低位區域的資料值。 、8·如申請專利範圍第7項所述之AD轉換器，其中上 述低位區域較部，求得±料倾補 ，句值之差，接著，更求得只有該差小於4 = 差㈣多個候補值的平均值，確定為上述低位區域 的負料值。 包 46 25607pifl 爲第96133812號中文專利範圍無劃線修正本 I月修正 修正曰期:1〇〇年1 ^ΙΤθ*"一" 資料值之前’對上述多個比較器的至少1個比較器供給類 比臨限值指疋為0的上述臨限值資料，以確定上述類比輸 入信號的符號。 10·如申凊專利範圍第1項所述之AD轉換器，其中更 包括位元數設定部，用來設定上述數位輸出信號的^位區 域的位元數及低位區域的位元數。 11. 如申請專利範圍第1〇項所述之AD轉換器，其中 上述位元數设疋部，根據已輸出的樣本的上述數位輸出信 號之上述低位區域的多個候補值，來改變上述高位區域的 位元數及上述低位區域的位元數。 12. —種AD轉換方法，輸出使類比輸入信號數位化的 數位輸出信號，該AD轉換方法包括以下步驟： 高位區域確定步驟，根據對多個比較器供給互不相同 的臨限值資料而獲得的多個比較結果，來限定上述數位輸 出信號的高位區域所對應的資料值，上述多個比較器分別 將上述類比輸入信號與指定的數位臨限值資料所對應的類 比臨限值進行比較； 、 低位區域計算步驟，利用上述多個比較器，來計算比 上述高位區域更低位側的低位區域所對應的資料值的多個 候補值；以及 低位區域確定步驟，根據上述多個候補值，來確定上 述低位區域所對應的資料值。 13. —種記錄媒體，儲存了 AD轉換程式，該AD轉換 程式利用電腦來計算使類比輸入信號數位化的數位輪出信 1345885 I。則月修正替換頁 修正日期:1*1ΓΓΐΓΤ7?ττΐ] 號，該AD轉換程式使上述電腦作為如下部分而發揮作用： 高位區域確定部，根據對多個比較器供給互不相同的 臨限值資料而獲得的多個比較結果，來限定上述數位輪出 信號的高位區域所對應的資料值，上述多個比較器分別將 上述類比輸入信號與指定的數位臨限值資料所對應的類比 臨限值進行比較； 低位區域計算部，利用上述多個比較器，來計算比上

述高位區域更低位側的低位區域所對應的資料值的多個候 補值；以及 低位區域確定部，根據上述多個候補值，來確定上述 低位區域所對應的資料值。

25607pifl 爲第96133812號中文專利範圍無劃線修正本 14.一種控制裝置，對輸出使類比輸入信號數位化的數 位輸出信號的AD轉換器進行控制，該控制裝置包括： 高位區域確定部，根據對多個比較器供給互不相同的 臨限值資料而獲得的多個比較結果，來限定上述數位輸出 信號的高位區域所對應的資料值，上述多個比較器分別將 上述類比輸入信號與指定的數位臨限值資料所對應的類比 臨限值進行比較； 低位區域計算部，利用上述多個比較器，來計算比上 述高位區域更低位側的低位區域所對應的資料值的多個候 補值；以及 低位區域確定部，根據上述多個候補值，來確定上述 低位區域所對應的資料值。 48