模数转换设备的制造方法_3

文档序号:8459028阅读:来源:国知局
保持状态并且以德耳塔-西格玛模式进行操作。
[0065]在德耳塔-西格玛模式中,在采样阶段中将第二电路块BL2的输出电压Vo2量化为量化值Qo2,并且根据采样阶段之后的保持阶段中的量化值Qo2来设置进行操作的电路块BLl和BL2中的每个电路块的D/A转换器111的转换输出VR。注意,在最后的保持阶段中,量化了第二电路块BL2的输出电压Vo2。
[0066]另一方面,在循环模式中,在奇数阶段中,量化了第二电路块BL2的输出电压Vo2,并且根据在前一个偶数阶段中获得的量化值Qol来设置第二电路块BL2的D/A转换器121的转换输出VR。在偶数阶段中,量化了第一电路块BLl的输出电压Vol,并且根据在前一个奇数阶段中获得的量化值Qo2来设置第一电路块BLl的D/A转换器121的转换输出VR。
[0067]图6是以功能单元来表示信号处理器10和量化器20的方框图。在图6中,功能块Fl 1-F16和开关SWl表示第一电路块BLl的功能,功能块F21-F26和开关SW2表示第二电路块BL2的功能,并且功能块F17和F27表示量化器20的功能。此外,功能块Fkl (k = 1,2)对应于电容器Cl,功能块Fk2对应于D/A转换器111,功能块Fk3对应于用于德耳塔-西格玛保持操作中的运算放大器16和电容器C2和C3,功能块Fk4对应于用于循环采样操作中的电容器C2和C3,功能块Fk5对应于第二电容器12的D/A转换器121,功能块Fk6对应于用于循环保持操作中的运算放大器16和电容器C2和C3,并且开关SWk对应于开关SS3。此外,功能块F17对应于量化器20的A/D转换器21,功能块F27对应于量化器20的A/D转换器22。将作为功能块Fk7的输出的量化值Qok供应到控制器30,并且根据来自控制器30的命令来设置功能块Fk2和Fk5的转换输出VR。
[0068]图7A和7B、图8和图9A和9B示出了在德耳塔-西格玛模式和循环模式中的每个阶段(重置阶段除外)中对A/D转换设备I的操作有作用的功能块,并且还示出了功能块之间的连接条件。在这些图中,用粗实线指示对操作有贡献的功能块,并且用虚线指示对操作没有贡献的功能块。
[0069]如图7A中所示,在德耳塔-西格玛模式的采样阶段中,功能块Fll对模拟输入信号Vin进行采样,并且功能块F21对在前一个保持阶段中由功能块F13保持的输出电压Vol进行采样。此外,功能块F27根据在前一个保持阶段中由功能块F23保持的输出电压Vo2来产生量化值Qo2。
[0070]如图7B中所示,在德耳塔-西格玛模式的保持阶段中,功能块F13计算从在前一个采样阶段中由功能块Fll保持的采样值中减去根据在前一个采样阶段中产生的量化值Qo2从功能块F12输出的转换输出VR的结果的积分,并保持所计算的积分。同样地,在德耳塔-西格玛模式的保持阶段中,功能块F23计算从在前一个采样阶段中由功能块F21保持的采样值中减去根据在前一个采样阶段中产生的量化值Qo2从功能块F22输出的转换输出VR的结果的积分,并保持所计算的积分。
[0071]通过重复采样阶段和保持阶段,通过德耳塔-西格玛调制将模拟输入信号Vin转换成脉冲流(即,量化值Qo2的时间序列)。即,在德耳塔-西格玛模式中,信号处理器10、量化器20和控制器30彼此协同工作,用作二阶反馈德耳塔-西格玛调制器。控制器30通过计数脉冲流来产生A/D转换结果的最重要的比特。
[0072]如图8中所示,在德耳塔-西格玛模式的保持阶段与循环模式的奇数模式重叠的阶段中,功能块F23计算从在前一个采样阶段中由功能块F21保持的采样值中减去根据在前一个采样阶段中产生的量化值Qo2从功能块F22输出的转换输出VR的结果的积分,并保持所计算的积分。此外,功能块F27根据由功能块F23保持的输出电压Vo2产生量化值Qo2o同时,功能块F14对由功能块F23保持的输出电压Vo2进行采样和保持。因此,功能块F24对德耳塔-西格玛模式中执行的量化的其余部分进行采样。
[0073]如图9A中所示,在循环模式的奇数阶段中,功能块F26放大并保持从在前一个偶数阶段中由功能块F24保持的采样值中减去根据前一个偶数阶段中产生的量化值Qol从功能块F25输出的转换输出VR的结果。此外,功能块F27根据由功能块F26保持的输出电压Vo2来产生量化值Qo2。同时,功能块F14对由功能块F26保持的输出电压Vo2进行采样和保持。
[0074]在循环模式的偶数阶段中,功能块F16放大并保持从在前一个奇数阶段中由功能块F14保持的采样值中减去根据前一个奇数阶段中获得的量化值Qol从功能块F15输出的转换输出VR的结果。此外,功能块F17根据由功能块F16保持的输出电压Vol来产生量化值Qo I。同时,功能块F24对由功能块F16保持的输出电压No I进行采样和保持。
[0075]即,在循环模式中,电路块BLl和BL2交替地进行操作以实现循环A/D转换器的功能。控制器30通过随后在数字移位时增加量化值Qol和Qo2来产生A/D转换结果的最不重要的比特。然后,控制器30通过将德耳塔-西格玛模式中产生的最重要的比特与循环模式中产生的最不重要的比特组合来产生A/D转换结果Do。
[0076]< 效果 >
[0077]如上所述,根据实施例,在循环模式中,在将与运算放大器16协同工作以形成放大器电路的电容器C2和C3连接到运算放大器16的输入端子的路径中不存在开关,以使得电容器C2和C3可以直接连接到运算放大器16的输入端子。因此,在A/D转换设备I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16。因此,可以减小A/D转换设备I的尺寸。此外,在循环模式中,利用直接连接到运算放大器16的输入端子的电容器C2和C3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。
[0078](修改)
[0079]尽管已经参考实施例描述了本公开内容,但是要理解,本公开不限于实施例。本公开内容旨在覆盖本公开内容的精神和范围内的各种修改和等价布置。例如,可以对实施例进行如下修改。
[0080](I)在实施例中,量化器20包括用于电路块BLl的A/D转换器21和用于电路块BL2的A/D转换器22。然而,如从图5中可以看到的,不存在必需同时量化电路块BLl和BL2的输出电压Vol和Vo2两者的阶段。为此,可以利用图10中所示的量化器20a替换量化器20。量化器20a包括用于选择输出电压Vol和Vo2的其中之一的选择器电路23和用于执行所选输出电压的A/D转换的单个A/D转换器24。图11示出了使用量化器20a时的功能块图。
[0081](2)在实施例中,信号处理器10被配置为用作德耳塔-西格玛模式中的二阶反馈德耳塔-西格玛调制器。替代地,信号处理器10可以被配置为用作另一种类型的德耳塔-西格玛调制器工作。例如,信号处理器10可以被配置为用作具有前反馈的积分器的二阶级联(CIFF)德耳塔-西格玛调制器,其为前反馈德耳塔-西格玛调制器的典型示例。在这种情况下,分别利用图12中所示的第二电路块BL2a和量化器20b替换第二电路块BL2和量化器20。第二电路块BL2a与第二电路块BL2的不同在于,第二电路块BL2a没有第二电路块BL2中的从第一电容器电路11到D/A转换器111的部件(即,功能块F22)。量化器20b包括加法器25和A/D转换器26。加法器25执行第一电路块BLl的输入信号Vin和电路块BLl和BL2a中的每个电路块的输出电压Vo的加权加法。A/D转换器26量化了由加法器25执行的加法的结果。在这种CIFF德耳塔-西格玛调制器中,可以减小积分电路的输出信号的幅度而不减小其增益。因此,与反馈德耳塔-西格玛调制器相比,CIFF德耳塔-西格玛调制器可以提高输入到循环A/D转换器的其余部分的输入参考增益,由此改善有效分辨率。
[0082](3)在实施例中,信号处理器10包括两个电路块BLl和BL2。替代地,信号处理器10可以包括三个或更多电路块。
[0083](4)在实施例中,电容器C2和C3的运算放大器侧端通过利用公共接地电路14来连接到模拟接地。替代地,可以通过为第二电容器电路12提供能够将电容器C2的运算放大器侧端连接到模拟接地的开关并且通过为第三电容器电路13提供能够将电容器C3的运算放大器侧端连接到模拟接地的开关来省去公共接地电路14。
[0084](5)在实施例中,第二电容器电路12具有开关SI2,以使得可以将电容器C2用作累计德耳塔-西格玛模式中的积分的电容。替代地,可以通过省去开关SI2来仅在循环模式中使用第二电容器电路12。
[0085](6)在实施例中,使用了电容器C1、C2和C3。除了这些电容器之外,可以增加仅在德耳塔-西格玛模式中连接在运算放大器16的输入端子与输出端子之间(即,与电容器C2和C3并联连接)的另一个电容器。
[0086](7)在实施例中,电容器Cl具有用作用于采样输入信号的采样电路的第一功能以及用作D/A转换器的第二功能。替代地,可以利用多个电容器替代电容器Cl,多个电容器包括专门用作采样电路的第一电容器和专门用作D/A转换器的第二电容器。在这种情况下,可以单独调整采样电路和D/A转换器的增益。
[0087](8)在实施例中,第一电路
当前第3页1 2 3 4 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1