模数转换设备制造技术

本发明专利技术描述了A/D转换设备，其包括信号处理器(10)、量化器(20，20a，20b)和控制器(30)。所述信号处理器具有连接成环路以处理模拟输入信号的电路块(BL1，BL2，BL2a)。所述量化器通过量化包括末级电路块的电路块的至少其中之一的输出来产生量化值。在每个电路块中，第一电容器(C1)的一端通过开关(SS3)连接到运算放大器(16)的输入端子，并且第二和第三电容器(C2，C3)中的每个电容器的一端直接连接到运算放大器。所述控制器根据所述量化值产生所述模拟输入信号的A/D转换结果并且改变所述电容器的连接条件，以使得所述信号处理器和所述量化器用作德耳塔-西格玛调制器或循环A/D转换器。

【技术实现步骤摘要】

本公开内容涉及混合式模数（A/D)转换设备，其中组合了德耳塔-西格玛A/D转换器和循环A/D转换器，以使得它们能够共享其电路的一部分并且通过操作模式切换来执行其相应的A/D转换。
技术介绍
已经提出了 A/D转换设备，其通过利用德耳塔-西格玛（Λ Σ )调制器执行模拟输入信号的A/D转换来产生A/D转换结果的最重要的比特，通过执行量化的其余部分的循环A/D转换来产生最不重要的比特，并且通过组合最重要的比特和最不重要的比特来输出模拟输入信号的A/D转换结果。德耳塔-西格玛调制器和循环A/D转换器中的每一个均以运算放大器作为其主要部分。在对应于us 7289054Β2的JP-B2-04862943中所公开的技术中，德耳塔-西格玛调制器和循环A/D转换器共享运算放大器并且通过操作模式切换来进行操作。为了将运算放大器用作德耳塔-西格玛调制器和循环A/D转换器，需要多个开关来改变运算放大器与电容器之间的连接条件，电容器结合运算放大器工作以形成积分电路或放大器电路。在开关接通时，其等价地用作电阻器。出于这个原因，如果开关连接在运算放大器的输入与电容器之间，则可能会降低利用运算放大器构造的电路的运算速度。可以通过减小开关的接通电阻来减小由于开关导致的运算速度降低。然而，需要增大开关的尺寸来减小其接通电阻。因此，增大了其电路面积。具体而言，由于要连接到运算放大器的开关的寄生电容随着电路面积的增大而增大，所以可能减小了利用运算放大器、开关和电容构造的反馈环路的反馈因子。因此，可能降低了运算速度和处理模拟输入信号的精确度。此外，由于在将运算放大器用作循环A/D转换器时形成的闭环的增益（通常，二或四倍）大于将运算放大器用作德耳塔-西格玛调制器时形成的闭环的增益（通常，一倍或更少），所以要求利用运算放大器构造的电路具有的增益带宽积更大。具体而言，循环A/D转换器的运算速度可能变成电路的操作频率的瓶颈。出于这个原因，在将运算放大器用作循环A/D转换器时开关对整体运算速度施加的影响大于将运算放大器用作德耳塔-西格玛调制器时的影响。
技术实现思路
考虑到以上情况，本公开内容的目的是提供用于减小由于改变运算放大器与电容器之间的连接条件的开关而导致的运算速度降低的技术。根据本公开内容的一方面，A/D转换设备包括信号处理器、量化器和控制器。信号处理器处理模拟输入信号并向量化器输出。信号处理器包括连接成环路的多个电路块，以使得电路块的末级电路块的输出被输入到除末级电路块之外的电路块的至少其中之一。量化器通过量化包括末级电路块的电路块的至少其中之一的输出来产生量化值。控制器产生控制信号，控制信号用于通过改变电路块中的每个电路块中的连接条件来使信号处理器和量化器用作以德耳塔-西格玛模式操作的德耳塔-西格玛调制器或以循环模式操作的循环A/D转换器。控制器根据量化值来输出模拟输入信号的A/D转换结果。信号处理器的电路块中的每个电路块包括运算放大器、第一电容器、第二电容器、第三电容器、第一开关部分、第二开关部分和第三开关部分。第一电容器、第二电容器和第三电容器中的每个电容器的一端都能够连接到运算放大器的输入端子。第一开关部分改变第一电容器的连接目的地，以使得在德耳塔-西格玛模式中，第一电容器形成用于采样并保持预设第一目标输入的第一采样电路或与运算放大器和第三电容器形成积分电路，并且使得在循环模式中，第一电容器与运算放大器的输入端子断开连接。第二开关部分改变第二电容器的连接目的地，以使得在德耳塔-西格玛模式中，第二电容器连接在运算放大器的输入端子与输出端子之间，并且使得在循环模式中，第二电容器形成用于采样并保持预设第二目标输入的第二采样电路或与运算放大器和第三电容器形成放大器电路。第三开关部分改变第三电容器的连接目的地，以使得在德耳塔-西格玛模式中，第三电容器与运算放大器和第一电容器形成积分电路并保持积分电路的输出，并且使得在循环模式中，第三电容器与运算放大器和第二电容器形成放大器电路并保持放大器电路的输出。第二电容器和第三电容器中的每个电容器的一端都直接连接到运算放大器的输入端子。从电路块中的第一个电路块的运算放大器输出、并且输入到连接到环路中的电路块中的第一个电路块的输出级的电路块中的第二个电路块的输出被限定为输入级输出。将模拟输入信号作为电路块中的预定电路块的第一目标输入而输入。将输入级输出作为连接到环路中的末级电路块的输出级的电路块中的预定电路块的第二目标输入而输入。将输入级输出作为除电路块中的预定电路块之外的电路块中的每个电路块的第一目标输入和第二目标输入而输入。根据以上方面，在循环模式中，在将与运算放大器一起形成放大器电路的第二和第三电容器中的每个电容器的一端连接到运算放大器16的输入端子的路径中不存在开关，以使得第二和第三电容器可以直接连接到运算放大器16的输入端子。此外，在电荷在第二电容器与第三电容器之间移动所经过的路径中不存在开关。因此，在A/D转换设备中，德耳塔-西格玛调制器和循环A/D转换器共享运算放大器。因此，可以减小A/D转换设备的尺寸。此外，在循环模式中，利用直接连接到运算放大器的输入端子的第二电容器和第三电容器形成电路。因此，开关的影响不会降低循环A/D转换器的运算速度，从而可以实现高速操作。本公开内容可以以诸如具有A/D转换设备的系统之类的各种形式来实现。【附图说明】根据参考附图做出的以下【具体实施方式】，本公开内容的上述及其它目的、特征和优点将变得更加显而易见。在附图中:图1是示出根据本公开内容的第一实施例的A/D转换设备的概观的示图；图2是用于解释重置操作中的电路块中的连接条件的示图；图3A是用于解释德耳塔-西格玛采样操作中的电路块中的连接条件的示图，并且图3B是用于解释德耳塔-西格玛保持操作中的电路块中的连接条件的示图；图4A是用于解释循环采样操作中的电路块中的连接条件的示图，并且图4B是用于解释循环保持操作中的电路块中的连接条件的示图；图5是A/D转换设备的时序图；图6是示出了信号处理器与量化器之间的功能连接关系的功能块图；图7A是用于解释在德耳塔-西格玛模式的采样阶段中发挥作用的块的示图，并且图7B是用于解释在德耳塔-西格玛模式的保持阶段中发挥作用的块的示图；图8是用于解释在德耳塔-西格玛模式的采样阶段和循环模式的奇数阶段重叠的阶段中发挥作用的块的示图；图9A是用于解释在循环模式的奇数阶段中发挥作用的块的示图，并且图9B是用于解释在循环模式的偶数阶段中发挥作用的块的示图；图10是示出根据修改的量化器的示图；图11是使用图10的量化器时的功能块图；以及图12是具有实现德耳塔-西格玛模式中的CIFF德耳塔-西格玛调制器的功能的A/D转换设备的功能块图。【具体实施方式】下文参考附图描述了本公开内容的实施例。<总体结构>根据实施例的模数（A/D)转换设备I用作用于处理模拟输入信号的德耳塔-西格玛（Λ Σ )A/D转换器，并且还用作用于处理量化的其余部分的循环A/D转换器。因此，A/D转换设备I是用于产生模拟输入信号的A/D转换结果Do的混合式A/D转换设备。如图I中所示，A/D转换设备I包括信号处理器10、量化器20和控制器30。〈信号处理器〉信号处理器10包括第一电路块BLl和第本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种模数(A/D)转换设备，包括：信号处理器(10)，其被配置为处理模拟输入信号并且包括连接成环路的多个电路块(BL1，BL2，BL2a)，以使得所述多个电路块的末级电路块的输出被输入到除所述末级电路块之外的所述多个电路块的至少其中之一；量化器(20，20a，20b)，其被配置为通过量化包括所述末级电路块的所述多个电路块的至少其中之一的输出来产生量化值，以及控制器(30)，其被配置为产生控制信号，所述控制信号用于通过改变所述多个电路块中的每个电路块中的连接条件来使得所述信号处理器和所述量化器用作德耳塔‑西格玛模式中的德耳塔‑西格玛调制器或用作循环模式中的循环A/D转换器，所述控制器被配置为根据所述量化值来输出所述模拟输入信号的A/D转换结果，其中所述信号处理器的所述多个电路块中的每个电路块包括运算放大器(16)、第一电容器(C1)、第二电容器(C2)、第三电容器(C3)、第一开关部分(11)、第二开关部分(12，14)和第三开关部分(13，14)，所述第一电容器、所述第二电容器和所述第三电容器中的每个电容器的一端均能够连接到所述运算放大器的输入端子，所述第一开关部分改变所述第一电容器的连接目的地，以使得在所述德耳塔‑西格玛模式中，所述第一电容器形成第一采样电路以对预设第一目标输入进行采样和保持，或所述第一电容器与所述运算放大器和所述第三电容器形成积分电路，并且使得在所述循环模式中，所述第一电容器与所述运算放大器的所述输入端子断开连接，所述第二开关部分改变所述第二电容器的连接目的地，以使得在所述德耳塔‑西格玛模式中，所述第二电容器连接在所述运算放大器的所述输入端子与输出端子之间，并且使得在所述循环模式中，所述第二电容器形成第二采样电路以对预设第二目标输入进行采样和保持，或所述第二电容器与所述运算放大器和所述第三电容器形成放大电路，所述第三开关部分改变所述第三电容器的连接目的地，以使得在所述德耳塔‑西格玛模式中，所述第三电容器与所述运算放大器和所述第一电容器形成积分电路并保持所述积分电路的输出，并且使得在所述循环模式中，所述第三电容器与所述运算放大器和所述第二电容器形成放大器电路并保持所述放大器电路的输出，所述第二电容器和所述第三电容器中的每个电容器的一端都直接连接到所述运算放大器的所述输入端子，将从所述多个电路块中的第一个电路块的所述运算放大器输出、并且输入到连接到所述环路中的所述多个电路块中的第一个电路块的输出级的所述多个电路块中的第二个电路块的输出限定为输入级输出，输入所述模拟输入信号作为连接到所述环路中的所述末级电路块的输出级的所述多个电路块中的预定电路块的第一目标输入，输入所述输入级输出作为所述多个电路块中的所述预定电路块的第二目标输入，并且输入所述输入级输出作为除所述多个电路块中的所述预定电路块之外的所述多个电路块中的每个电路块的所述第一目标输入和所述第二目标输入二者。...

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：根塚智裕，
申请(专利权)人：株式会社电装，
类型：发明
国别省市：日本;JP