模數(shù)轉(zhuǎn)換設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開(kāi)內(nèi)容涉及混合式模數(shù)（A/D)轉(zhuǎn)換設(shè)備，其中組合了德耳塔-西格瑪A/D轉(zhuǎn)換器和循環(huán)A/D轉(zhuǎn)換器，以使得它們能夠共享其電路的一部分并且通過(guò)操作模式切換來(lái)執(zhí)行其相應(yīng)的A/D轉(zhuǎn)換。
【背景技術(shù)】
[0002]已經(jīng)提出了 A/D轉(zhuǎn)換設(shè)備，其通過(guò)利用德耳塔-西格瑪（Λ Σ )調(diào)制器執(zhí)行模擬輸入信號(hào)的A/D轉(zhuǎn)換來(lái)產(chǎn)生A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果的最重要的比特，通過(guò)執(zhí)行量化的其余部分的循環(huán)A/D轉(zhuǎn)換來(lái)產(chǎn)生最不重要的比特，并且通過(guò)組合最重要的比特和最不重要的比特來(lái)輸出模擬輸入信號(hào)的A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果。
[0003]德耳塔-西格瑪調(diào)制器和循環(huán)A/D轉(zhuǎn)換器中的每一個(gè)均以運(yùn)算放大器作為其主要部分。在對(duì)應(yīng)于us 7289054Β2的JP-B2-04862943中所公開(kāi)的技術(shù)中，德耳塔-西格瑪調(diào)制器和循環(huán)A/D轉(zhuǎn)換器共享運(yùn)算放大器并且通過(guò)操作模式切換來(lái)進(jìn)行操作。
[0004]為了將運(yùn)算放大器用作德耳塔-西格瑪調(diào)制器和循環(huán)A/D轉(zhuǎn)換器，需要多個(gè)開(kāi)關(guān)來(lái)改變運(yùn)算放大器與電容器之間的連接條件，電容器結(jié)合運(yùn)算放大器工作以形成積分電路或放大器電路。
[0005]在開(kāi)關(guān)接通時(shí)，其等價(jià)地用作電阻器。出于這個(gè)原因，如果開(kāi)關(guān)連接在運(yùn)算放大器的輸入與電容器之間，則可能會(huì)降低利用運(yùn)算放大器構(gòu)造的電路的運(yùn)算速度。可以通過(guò)減小開(kāi)關(guān)的接通電阻來(lái)減小由于開(kāi)關(guān)導(dǎo)致的運(yùn)算速度降低。然而，需要增大開(kāi)關(guān)的尺寸來(lái)減小其接通電阻。因此，增大了其電路面積。具體而言，由于要連接到運(yùn)算放大器的開(kāi)關(guān)的寄生電容隨著電路面積的增大而增大，所以可能減小了利用運(yùn)算放大器、開(kāi)關(guān)和電容構(gòu)造的反饋環(huán)路的反饋因子。因此，可能降低了運(yùn)算速度和處理模擬輸入信號(hào)的精確度。
[0006]此外，由于在將運(yùn)算放大器用作循環(huán)A/D轉(zhuǎn)換器時(shí)形成的閉環(huán)的增益（通常，二或四倍）大于將運(yùn)算放大器用作德耳塔-西格瑪調(diào)制器時(shí)形成的閉環(huán)的增益（通常，一倍或更少），所以要求利用運(yùn)算放大器構(gòu)造的電路具有的增益帶寬積更大。具體而言，循環(huán)A/D轉(zhuǎn)換器的運(yùn)算速度可能變成電路的操作頻率的瓶頸。出于這個(gè)原因，在將運(yùn)算放大器用作循環(huán)A/D轉(zhuǎn)換器時(shí)開(kāi)關(guān)對(duì)整體運(yùn)算速度施加的影響大于將運(yùn)算放大器用作德耳塔-西格瑪調(diào)制器時(shí)的影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]考慮到以上情況，本公開(kāi)內(nèi)容的目的是提供用于減小由于改變運(yùn)算放大器與電容器之間的連接條件的開(kāi)關(guān)而導(dǎo)致的運(yùn)算速度降低的技術(shù)。
[0008]根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的一方面，A/D轉(zhuǎn)換設(shè)備包括信號(hào)處理器、量化器和控制器。
[0009]信號(hào)處理器處理模擬輸入信號(hào)并向量化器輸出。信號(hào)處理器包括連接成環(huán)路的多個(gè)電路塊，以使得電路塊的末級(jí)電路塊的輸出被輸入到除末級(jí)電路塊之外的電路塊的至少其中之一。量化器通過(guò)量化包括末級(jí)電路塊的電路塊的至少其中之一的輸出來(lái)產(chǎn)生量化值。控制器產(chǎn)生控制信號(hào)，控制信號(hào)用于通過(guò)改變電路塊中的每個(gè)電路塊中的連接條件來(lái)使信號(hào)處理器和量化器用作以德耳塔-西格瑪模式操作的德耳塔-西格瑪調(diào)制器或以循環(huán)模式操作的循環(huán)A/D轉(zhuǎn)換器?？刂破鞲鶕?jù)量化值來(lái)輸出模擬輸入信號(hào)的A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果。
[0010]信號(hào)處理器的電路塊中的每個(gè)電路塊包括運(yùn)算放大器、第一電容器、第二電容器、第三電容器、第一開(kāi)關(guān)部分、第二開(kāi)關(guān)部分和第三開(kāi)關(guān)部分。第一電容器、第二電容器和第三電容器中的每個(gè)電容器的一端都能夠連接到運(yùn)算放大器的輸入端子。第一開(kāi)關(guān)部分改變第一電容器的連接目的地，以使得在德耳塔-西格瑪模式中，第一電容器形成用于采樣并保持預(yù)設(shè)第一目標(biāo)輸入的第一采樣電路或與運(yùn)算放大器和第三電容器形成積分電路，并且使得在循環(huán)模式中，第一電容器與運(yùn)算放大器的輸入端子斷開(kāi)連接。第二開(kāi)關(guān)部分改變第二電容器的連接目的地，以使得在德耳塔-西格瑪模式中，第二電容器連接在運(yùn)算放大器的輸入端子與輸出端子之間，并且使得在循環(huán)模式中，第二電容器形成用于采樣并保持預(yù)設(shè)第二目標(biāo)輸入的第二采樣電路或與運(yùn)算放大器和第三電容器形成放大器電路。第三開(kāi)關(guān)部分改變第三電容器的連接目的地，以使得在德耳塔-西格瑪模式中，第三電容器與運(yùn)算放大器和第一電容器形成積分電路并保持積分電路的輸出，并且使得在循環(huán)模式中，第三電容器與運(yùn)算放大器和第二電容器形成放大器電路并保持放大器電路的輸出。
[0011]第二電容器和第三電容器中的每個(gè)電容器的一端都直接連接到運(yùn)算放大器的輸入端子。從電路塊中的第一個(gè)電路塊的運(yùn)算放大器輸出、并且輸入到連接到環(huán)路中的電路塊中的第一個(gè)電路塊的輸出級(jí)的電路塊中的第二個(gè)電路塊的輸出被限定為輸入級(jí)輸出。將模擬輸入信號(hào)作為電路塊中的預(yù)定電路塊的第一目標(biāo)輸入而輸入。將輸入級(jí)輸出作為連接到環(huán)路中的末級(jí)電路塊的輸出級(jí)的電路塊中的預(yù)定電路塊的第二目標(biāo)輸入而輸入。將輸入級(jí)輸出作為除電路塊中的預(yù)定電路塊之外的電路塊中的每個(gè)電路塊的第一目標(biāo)輸入和第二目標(biāo)輸入而輸入。
[0012]根據(jù)以上方面，在循環(huán)模式中，在將與運(yùn)算放大器一起形成放大器電路的第二和第三電容器中的每個(gè)電容器的一端連接到運(yùn)算放大器16的輸入端子的路徑中不存在開(kāi)關(guān)，以使得第二和第三電容器可以直接連接到運(yùn)算放大器16的輸入端子。此外，在電荷在第二電容器與第三電容器之間移動(dòng)所經(jīng)過(guò)的路徑中不存在開(kāi)關(guān)。因此，在A/D轉(zhuǎn)換設(shè)備中，德耳塔-西格瑪調(diào)制器和循環(huán)A/D轉(zhuǎn)換器共享運(yùn)算放大器。因此，可以減小A/D轉(zhuǎn)換設(shè)備的尺寸。此外，在循環(huán)模式中，利用直接連接到運(yùn)算放大器的輸入端子的第二電容器和第三電容器形成電路。因此，開(kāi)關(guān)的影響不會(huì)降低循環(huán)A/D轉(zhuǎn)換器的運(yùn)算速度，從而可以實(shí)現(xiàn)高速操作。
[0013]本公開(kāi)內(nèi)容可以以諸如具有A/D轉(zhuǎn)換設(shè)備的系統(tǒng)之類(lèi)的各種形式來(lái)實(shí)現(xiàn)。
【附圖說(shuō)明】
[0014]根據(jù)參考附圖做出的以下【具體實(shí)施方式】，本公開(kāi)內(nèi)容的上述及其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將變得更加顯而易見(jiàn)。在附圖中:
[0015]圖1是示出根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的第一實(shí)施例的A/D轉(zhuǎn)換設(shè)備的概觀的示圖；
[0016]圖2是用于解釋重置操作中的電路塊中的連接條件的示圖；
[0017]圖3A是用于解釋德耳塔-西格瑪采樣操作中的電路塊中的連接條件的示圖，并且圖3B是用于解釋德耳塔-西格瑪保持操作中的電路塊中的連接條件的示圖；
[0018]圖4A是用于解釋循環(huán)采樣操作中的電路塊中的連接條件的示圖，并且圖4B是用于解釋循環(huán)保持操作中的電路塊中的連接條件的示圖；
[0019]圖5是A/D轉(zhuǎn)換設(shè)備的時(shí)序圖；
[0020]圖6是示出了信號(hào)處理器與量化器之間的功能連接關(guān)系的功能塊圖；
[0021]圖7A是用于解釋在德耳塔-西格瑪模式的采樣階段中發(fā)揮作用的塊的示圖，并且圖7B是用于解釋在德耳塔-西格瑪模式的保持階段中發(fā)揮作用的塊的示圖；
[0022]圖8是用于解釋在德耳塔-西格瑪模式的采樣階段和循環(huán)模式的奇數(shù)階段重疊的階段中發(fā)揮作用的塊的示圖；
[0023]圖9A是用于解釋在循環(huán)模式的奇數(shù)階段中發(fā)揮作用的塊的示圖，并且圖9B是用于解釋在循環(huán)模式的偶數(shù)階段中發(fā)揮作用的塊的示圖；
[0024]圖10是示出根據(jù)修改的量化器的示圖；
[0025]圖11是使用圖10的量化器時(shí)的功能塊圖；以及
[0026]圖12是具有實(shí)現(xiàn)德耳塔-西格瑪模式中的CIFF德耳塔-西格瑪調(diào)制器的功能的A/D轉(zhuǎn)換設(shè)備的功能塊圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]下文參考附圖描述了本公開(kāi)內(nèi)容的實(shí)施例。
[0028]<總體結(jié)構(gòu)>
[0029]根據(jù)實(shí)施例的模數(shù)（A/D)轉(zhuǎn)換設(shè)備I用作用于處理模擬輸入信號(hào)的德耳塔-西格瑪（Λ Σ )A/D轉(zhuǎn)換器，并且還用作用于處理量化的其余部分的循環(huán)A/D轉(zhuǎn)換器。因此，A/D轉(zhuǎn)換設(shè)備I是用于產(chǎn)生模擬輸入信號(hào)的A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果Do的混合式A/D轉(zhuǎn)換設(shè)備。
[0030]如圖I中所示，A/D轉(zhuǎn)換設(shè)備I包括信號(hào)處理器10、量化器20和控制器30。
[0031]〈信號(hào)處理器〉
[0032]信號(hào)處理器10包括第一電路塊BLl和第二電路塊BL2。由于第一電路塊BL2和第二電路塊BL2除了電容器的電容之外具有相同的結(jié)構(gòu)，因此在下文中將它們統(tǒng)一簡(jiǎn)稱(chēng)為“電路塊BL”，除非另外進(jìn)行區(qū)分。
[0033]電路塊BL具有德耳塔-西格瑪輸入端子Tis、循環(huán)輸入端子Tic和輸出端子To。模擬輸入信號(hào)Vin作為A/D轉(zhuǎn)換目標(biāo)而被施加到第一電路塊BLl的德耳塔-西格瑪輸入端子Tis。將從第一電路塊BLl的輸出端子To輸出的輸出電壓Vol施加到第二電路塊BL2的德耳塔-西格瑪輸入端子Tis和循環(huán)輸入端子Tic，并且還將輸出電壓Vol供應(yīng)到量化器20?將從第二電路塊BL2的輸出端子To輸出的輸出電壓Vo2施加到第一電路塊BLl的循環(huán)輸入端子Tic，并且還將輸出電壓Vo2供應(yīng)到量化器20。
[0034]電路塊BL包括第一電容器電路11、第二電容器電路12、第三電容器電路13、公共接地電路14和運(yùn)算放大器16。
[0035]運(yùn)算放大器16的非倒相輸入端子連接到提供參考電勢(shì)的接地線（即，模擬接地）。運(yùn)算放大器16的輸出端子連接到電路塊BL的輸出端子To。
[0036]運(yùn)算放大器16的倒相輸入端子連接到第一電容器電路11、第二電容器電路12和第三電容器電路13。公共接地電路14具有連接在運(yùn)算放大器16的倒相輸入端子與模擬接