ΔΣ调制器制造技术

本发明专利技术公开ΔΣ调制器。ΔΣ调制器的特征在于，具备：第1积分电路，其具有第1电容器及第2电容器，对模拟输入信号和反馈模拟信号进行积分；第2积分电路，其具有第3电容器及第4电容器，对所述第1积分电路的输出信号进行积分；差动放大器，其输入端子和输出端子经由开关电路而被切换地连接到所述第1电容器及第2电容器、或所述第3电容器及第4电容器的任一方；斩波开关，其对与所述第1电容器及第2电容器连接的所述输入端子的极性及所述输出端子的极性进行切换；量化器，其对相加而得到的信号与基准信号进行比较，输出数字值；及数字/模拟转换器，其输出与数字值相应的反馈模拟信号。

_Modulator

The invention discloses a sigma modulator. The characteristics of_modulator are as follows: the first integral circuit, which has the first capacitor and the second capacitor, integrates the analog input signal and the feedback analog signal; the second integral circuit, which has the third capacitor and the fourth capacitor, integrates the output signal of the first integral circuit; the differential amplifier, whose input terminal and output terminal are cut through the switching circuit. A chopper switch switches the polarity of the input terminal connected with the first capacitor and the second capacitor and the polarity of the output terminal; a quantizer compares the added signal with the reference signal, and outputs the digital value; and a digital/analog switch switches the polarity of the input terminal connected with the first capacitor and the second capacitor. The analog converter outputs feedback analog signals corresponding to digital values.

【技术实现步骤摘要】
ΔΣ调制器
本专利技术涉及用于ΔΣ型模拟/数字转换器的高阶的ΔΣ调制器。
技术介绍
作为模拟/数字转换器，存在奈奎斯特型模拟/数字转换器和过采样型模拟/数字转换器。在信号频带比较窄的测量用途的模拟/数字转换器中，使用容易实现高精度且电路规模小的过采样型模拟/数字转换器，特别是广泛使用ΔΣ型模拟/数字转换器。ΔΣ型模拟/数字转换器由ΔΣ调制器和数字滤波器构成，其中，该ΔΣ调制器由对输入模拟信号和规定的反馈模拟信号之间的差分信号进行放大积分的多级的放大积分电路、对放大积分电路的输出进行数字值化的量化器以及根据数字值生成反馈模拟信号的数字/模拟转换器构成，该数字滤波器由根据从ΔΣ调制器输出的数字值的数值列而计算最终的模拟/数字转换值的抽取滤波器等构成。ΔΣ型模拟/数字转换器的精度依赖于ΔΣ调制器的结构，因此，为了实现高精度，多级串联连接放大积分电路。但是，近年来的ΔΣ调制器要求高精度的同时电路规模小，其消耗电流少。图4是示出以往的2阶的ΔΣ调制器600的框图。以往的ΔΣ调制器600由放大积分电路61、量化器62和数字/模拟转换器63构成，其中，该放大积分电路61由输入了输入信号Vin的初级的差分放大积分电路611和第2级的放大积分电路612构成，该量化器62输出数字信号Dout，该数字/模拟转换器63对数字信号Dout进行模拟信号化。初级的差分放大积分电路611由对输入信号Vin进行放大(b倍)的放大器、对模拟信号进行放大(-b倍)的放大器、将两个放大器的输出信号相加的加法电路以及对加法电路的输出进行积分的积分电路构成。第2级的放大积分电路612由对初级的差分放大积分电路611的输出进行放大(c1倍)的放大器以及对放大器的输出进行积分的积分电路构成。积分电路由无延迟的积分电路构成。量化器62由将输入信号Vin、对初级的差分放大积分电路611的输出进行放大而得到的放大(a1倍)信号及对第2级的放大积分电路612的输出进行放大而得到的放大(a2倍)信号相加的加法器以及将加法信号与规定的基准电压进行比较的比较器构成。图5是示出以往的ΔΣ调制器600的电路图。ΔΣ调制器600将输入信号作为差动信号(Vin+、Vin-)，输出数字信号Dout(XDout)。另外，差分放大积分电路611和放大积分电路612由能够一体地实现放大功能和积分功能的开关电容放大器构成。并且，在构成差分放大积分电路611和放大积分电路612的开关电容放大器中，差分放大积分电路611和放大积分电路612以彼此相反的模式进行动作，因此构成为利用开关电路将放大器613切换来共用的结构。以往的ΔΣ调制器600构成为如上结构，从而实现高精度并且电路规模小，且消耗电流低。专利文献1：日本特开2016-184792号公报
技术实现思路
但是，在以往的ΔΣ调制器600中，有时用于开关电容放大器的放大器613的失调电压(offsetvoltage)导致模拟/数字转换的精度劣化。本专利技术的目的在于降低共用了放大器的ΔΣ调制器中的放大器的失调电压对模拟/数字转换的精度的影响。为了解决以往的课题，本专利技术的ΔΣ调制器的特征在于，该ΔΣ调制器具备：第1积分电路，其具有第1电容器及第2电容器，对模拟输入信号和反馈模拟信号进行积分；第2积分电路，其具有第3电容器及第4电容器，对第1积分电路的输出信号进行积分；差动放大器，其输入端子和输出端子经由开关电路而被切换地连接到第1电容器及第2电容器、或第3电容器及第4电容器；斩波开关，其对与第1电容器及第2电容器连接的差动放大器的输入端子的极性及输出端子的极性进行切换；量化器，其对将模拟输入信号、第1积分电路的输出信号及第2积分电路的输出信号相加而得到的信号与基准信号进行比较，输出数字值；及数字/模拟转换器，其根据量化器输出的数字值来输出反馈模拟信号。另外，本专利技术的ΔΣ调制器的特征在于，该ΔΣ调制器具备：第1积分电路，其具有第1电容器及第2电容器，对模拟输入信号和反馈模拟信号进行积分；第2积分电路，其具有第3电容器及第4电容器，对第1积分电路的输出信号进行积分；差动放大器，其输入端子和输出端子经由开关电路而被切换地连接到第1电容器及第2电容器、或第3电容器及第4电容器；量化器，其对将模拟输入信号、第1积分电路的输出信号及第2积分电路的输出信号相加而得到的信号与基准信号进行比较，输出数字值；及数字/模拟转换器，其根据量化器输出的数字值来输出反馈模拟信号，差动放大器由斩波放大器构成，该斩波放大器对与第1电容器及第2电容器、或第3电容器及第4电容器连接的差动放大器的输入端子的极性及输出端子的极性进行切换。根据本专利技术的ΔΣ调制器，在具备多级的放大积分电路的ΔΣ调制器中，构成为在一个差动放大器中共用用于初级及次级的差动放大器的结构，在初级的积分电路中，构成为切换对共用的差动放大器的连接的结构，因此能够降低用于初级的放大积分动作的差动放大器的失调电压对模拟/数字转换精度的影响。附图说明图1是示出第一实施方式的2阶ΔΣ调制器的电路图。图2是示出各开关的控制信号的一例的时序图。图3是示出第二实施方式的2阶ΔΣ调制器的电路图。图4是示出以往的2阶ΔΣ调制器的框图。图5是示出以往的2阶ΔΣ调制器的电路图。标号说明11：放大积分电路12：量化器13：数字/模拟转换器100、200：ΔΣ调制器111、112：积分电路113：差动放大器114：斩波开关115：斩波放大器121：加法电路122：比较器具体实施方式图1是示出本专利技术的第一实施方式的2阶的ΔΣ调制器100的电路图。本实施方式的ΔΣ调制器100具备放大积分电路11、量化器12及数字/模拟转换器13。放大积分电路11具备：初级的积分电路111，其具备采样电容器Csp1、Csn1、积分用的反馈电容器Cfp1、Cfn1和多个开关；积分电路112，其具备采样电容器Csp2、Csn2、积分用的反馈电容器Cfp2、Cfn2和多个开关；多个开关及差动放大器113，它们用于将积分电路111及112中的采样电容器Csp1、Csn1及Csp2、Csn2的电荷传输到反馈电容器Cfp1、Cfn1及Cfp2、Cfn2并进行放大积分；及斩波开关114，其对与积分电路111的反馈电容器Cfp1、Cfn1连接的差动放大器113的输入输出端子的极性进行切换。量化器12具备：加法电路121，其具备对输入信号Vin+及Vin-进行采样的采样电容器Ccpi及Ccni、对积分电路111输出的积分电压进行采样的采样电容器Ccp1及Ccn1、对积分电路112输出的积分电压进行采样的采样电容器Ccp2及Ccn2，并将这些电压相加；及比较器122，其将加法电路121输出的加法信号与规定的基准电压进行比较。数字/模拟转换器13具备根据量化器12的输出信号而输出电压VR+或电压VR的开关。由采样电容器Csp1、Csn1、反馈电容器Cfp1、Cfn1和多个开关构成的电路还具有加法功能、通过与差动放大器113连接而实现的放大功能，但为了便于说明，称为积分电路。另外，由采样电容器Csp2、Csn2、反馈电容器Cfp2、Cfn2和多个开关构成的电路通过与差动放大器113连接而具有放大功能，但为了便于说明，称为积分电路。本实施方式的ΔΣ调制器100将输入信号作为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种ΔΣ调制器，其特征在于，该ΔΣ调制器具备：第1积分电路，其具有第1电容器及第2电容器，对模拟输入信号和反馈模拟信号进行积分；第2积分电路，其具有第3电容器及第4电容器，对所述第1积分电路的输出信号进行积分；差动放大器，其输入端子和输出端子经由开关电路而被切换地连接到所述第1电容器及第2电容器、或所述第3电容器及第4电容器的任一方；斩波开关，其对与所述第1电容器及第2电容器连接的所述输入端子的极性及所述输出端子的极性进行切换；量化器，其对将所述模拟输入信号、所述第1积分电路的输出信号及所述第2积分电路的输出信号相加而得到的信号与基准信号进行比较，输出数字值；及数字/模拟转换器，其根据所述量化器输出的数字值来输出所述反馈模拟信号。

【技术特征摘要】
2017.09.28 JP 2017-1886031.一种ΔΣ调制器，其特征在于，该ΔΣ调制器具备：第1积分电路，其具有第1电容器及第2电容器，对模拟输入信号和反馈模拟信号进行积分；第2积分电路，其具有第3电容器及第4电容器，对所述第1积分电路的输出信号进行积分；差动放大器，其输入端子和输出端子经由开关电路而被切换地连接到所述第1电容器及第2电容器、或所述第3电容器及第4电容器的任一方；斩波开关，其对与所述第1电容器及第2电容器连接的所述输入端子的极性及所述输出端子的极性进行切换；量化器，其对将所述模拟输入信号、所述第1积分电路的输出信号及所述第2积分电路的输出信号相加而得到的信号与基准信号进行比较，输出数字值；及数字/模拟转换器，其根据所述量化器输出的数字值来输出所...

【专利技术属性】
技术研发人员：今泉荣龟，
申请(专利权)人：艾普凌科有限公司，
类型：发明
国别省市：日本,JP