设有滞后电路的比较器和模数变换电路制造技术

提供一种比较器。在第１比较器（Ａ↓［１］）中，将第１反转电路（２８）和第２反转电路（３０）串联配置。输入电压Ｖ↓［ｉｎ］通过第１开关（２０）施加在第１节点（２４）上，参照电压Ｖ↓［ｒｅｆ］通过第２开关（２２）施加在第１节点（２４）上。输入电压Ｖ↓［ｉｎ］和参照电压Ｖ↓［ｒｅｆ］的差分被第１反转电路（２８）反转，第１反转电路（２８）的输出被第２反转电路（３０）再次反转并作为比较结果的输出电压Ｖ↓［ｏｕｔ］输出。第２节点（２６）的电位因第３电容器（Ｃ↓［３］）产生的脉动上升而变化。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及比较器、AD变换电路、半导体器件、以及摄影装置。本专利技术特别涉及在比较器和AD变换电路中设置的滞后电路的技术。
技术介绍
以往，在用于多位AD变换电路的比较器中，为了降低噪声产生的影响并提高工作稳定性而设有滞后电路(例如，参照专利文献1)。特别是在超过10位的多位AD变换电路的情况下，位数越增加，位间的电压间隔越微小，噪声产生的误动作的危险越大。以往的滞后电路在输入电压上升时将参照电压切换为比阈值高的电压值，在输入电压减小时将参照电压值切换为比阈值低的电压值。由此，即使输入电压值在阈值附近增减，输出也不以高电平和低电平进行交替，可获得稳定的输出。特开平5-167400号公报(日本)这里，在以往的多位AD变换电路中，设有多个用于实现滞后电路的晶体管等的开关，存在该部分电路规模增大的缺点。此外，开关个数增加，还使设计和控制变得复杂。
技术实现思路
本专利技术人根据以上的认识而形成了本专利技术，其目的在于，用简单的结构来实现滞后电路，并实现稳定的比较器。为了解决上述课题，本专利技术的一个方案的比较器，通过串联连接的多个反转电路来比较输入电压和参照电压，该比较器包括第1反转电路，将输入电压和参照电压的差分进行反转输出；第2反转电路，将第1反转电路的输出信号再次反转输出；反馈路径，将第2反转电路的输出信号反馈到第1反转电路的输入端；以及电容器，被设置在反馈路径中，产生滞后，以相对于输入电压的增减在第2反转电路的增加阈值和减少阈值上产生差别。这里，‘增加阈值’表示第2反转电路的输出随着输入电压的增加而开始增加的阈值电压，‘减小阈值’表示第2反转电路的输出随着输入电压的减小而开始减小的阈值电压。根据该方案，由于插入具有作为滞后电路功能的电容器使输入电压和参照电压的差分脉动上升而略微增加，所以即使在噪声的影响下输入电压在阈值附近细微地增减时输出电压也不增减，可以降低噪声的影响。此外，由于仅设置电容器，所以可以用简单的结构实现容易控制的滞后电路。本专利技术的另一方案是AD变换电路。该AD变换电路通过由串联连接的多个反转电路来比较输入电压和参照电压的多个比较器而将模拟信号变换为数字信号，多个比较器分别包括第1反转电路，将输入电压和参照电压的差分进行反转输出；第2反转电路，将第1反转电路的输出信号再次反转输出；反馈路径，将第2反转电路的输出信号反馈到第1反转电路的输入端；以及电容器，被设置在反馈路径中，具有作为滞后电路的功能，以相对于输入电压的增减而在第2反转电路的增加阈值和减少阈值上产生差别。根据该方案，在该AD变换电路中，通过具有作为滞后电路功能的电容器使输入电压和参照电压的差分脉动上升而略微增加，所以即使在噪声的影响下输入电压在阈值附近细微地增减时输出电压也不增减，可以降低噪声的影响。此外，由于仅设置电容器，所以可以用简单的结构实现容易控制的滞后电路。可以将包括该比较器的AD变换电路搭载在CCD或包括该CCD的摄影装置和扫描仪上，也可以搭载在DVD驱动器上。再有，将以上结构元件的任意组合、本专利技术的结构元件和表现在方法、装置、电路等之间相互置换，作为本专利技术的方案是有效的。根据本专利技术，可以减小滞后电路的规模，而且可以实现稳定的AD变换电路。附图说明图1是表示摄影装置的基本结构的图。图2是表示实施例1的AD变换电路的结构图。图3是原理性地表示AD变换电路中包括的比较器结构的电路图。图4是初始化动作和比较动作的定时图。图5是表示在输入电压和输出电压的关系中产生的滞后的图。图6是表示实施例2的比较器的结构图。图7是表示实施例3的AD变换电路的结构图。图8是表示第1级的详细结构的图。具体实施例方式(实施例1)以往的滞后电路，通过切换被输入到比较器的参照电压来实现。即，至少需要设置两个那样的参照电压信号和用于切换它们的多个开关。这些开关是模拟开关，需要形成阻抗尽量低的开关。这里，在将1Vpp的电压值以10位的分辨率进行AD变换的情况下，1LSB＝0.98mV。而以12位的分辨率进行AD变换的情况下，1LSB＝0.24mV。这样，位数越增加，位间的间隔宽度越小，容易出现这部分噪声造成的误差，低位的变换精度会下降。在本实施例中，通过在斩波型比较器的输入级中施加脉冲的结构来实现滞后电路。由此，可以仅用简单的结构来实现微小滞后，而不设置多个作为滞后电路的开关。特别是用逻辑电路进行滞后电路的导通截止，所以可以将电路面积抑制得小。此外，通过对电容器进行微调，还可以容易地实现小的滞后。在本实施例中，举例说明包括滞后电路和比较器的摄影装置。图1表示摄影装置的基本结构。摄影装置100包括透镜102、CCD104、AD变换电路10、图像处理单元106、显示单元108、以及记录单元110。CCD104通过透镜102而光学地取得被摄体的图像，并将其变换电信号。AD变换电路10将从CCD104接收的模拟电信号变换为数字值。图像处理单元106对从AD变换电路10接受的数字值进行校正后生成数字图像。显示单元108使摄影的数字图像显示在画面上，记录单元110将摄影的数字图像记录在从外部安装的存储卡112中。图2表示实施例1的AD变换电路的结构。该AD变换电路10是快速(flash)型(并联比较型)AD变换电路。例如，以n位的分辨率进行AD变换的电路的情况下，2n-1个(以下，设其为‘m个’)的第1～m比较器A1～Am被分别并联连接到输入电压Vin的输入路径和参照电压Vref的输入路径。从参照电压Vref至接地电位之间，被(m-1)个电阻R1～R(m-1)进行分压。分压后的各电压分别从高电位起作为参照电压被依次输入到各个比较器A1～Am，这些参照电压各自与输入电压Vin的差分被作为比较结果分别从第1～m比较器A1～Am输出。编码器12将分别从第1～m比较器A1～Am输出的比较结果的信号变换为n位的数字信号后输出。这样，AD变换电路10瞬间判定输入电压Vin的值是否与第1～m比较器A1～Am中的哪个比较器的参照电压一致。图3是原理性地表示AD变换电路中包括的比较器的结构的电路图。在该图中，例示了图2的第1比较器A1，但第2～m比较器A2～Am的结构与第1比较器A1相同。第1比较器A1主要包括第1反转电路28、第2反转电路30、锁存电路40、“非或”电路44、以及第4反转电路45。第1反转电路28和第2反转电路30被串联配置。第1反转电路28的输入端子与第1电容器C1的一端连接。第1电容器C1例如为5pF的电容器，另一端连接到第1节点24。第1反转电路28的输出端子与第2电容器C2的一端连接，第2电容器C2的另一端与第2反转电路30的输入端子连接。第2反转电路30的输出被输入到锁存电路40，锁存电路40的输出经由第3反馈路径42被输入到“非或”电路44，同时被第3反转电路60反转后作为Vout输出。定时信号P1还通过第4反转电路45被反转输入“非或”电路44中。“非或”电路44在定时信号P1为低电平的情况下，“非或”电路44始终输出低电平。“非或”电路44在定时信号P1为高电平的情况下，在锁存电路40的输出为高电平的情况下输出低电平，在锁存电路40的输出为低电平的情况下输出高电平。在“非或”电路44的输出端子和第1反转电路28的输入端子之间设有第3电容器C3。第本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种比较器，通过串联连接的多个反转电路来比较输入电压和参照电压，其特征在于，所述比较器包括：第１反转电路，将输入电压和参照电压的差分进行反转输出；第２反转电路，将所述第１反转电路的输出信号再次反转输出；反馈路径，将所 述第２反转电路的输出信号反馈到所述第１反转电路的输入端；以及电容器，被设置在所述反馈路径中，产生滞后，以相对于所述输入电压的增减在所述第２反转电路的增加阈值和减少阈值上产生差别。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：结城浩文，河村泰则，
申请(专利权)人：罗姆股份有限公司，
类型：发明
国别省市：JP[日本]