AD 变换电路制造技术

根据实施方式，提供一种AD变换电路，为管线型或者逐次比较型，比较输入电压和参照电压来进行AD变换，具备生成参照电压的参照电压生成部。参照电压生成部根据用于设定相对于输入电压而言的输出值的增益的模拟增益指令值，变更参照电压。

【技术实现步骤摘要】
相关申请的参照：本申请享有2014年3月14日申请的日本专利申请号2014－052705的优先权利益，本申请中援用该日本专利申请全部内容。
本实施方式一般涉及AD变换电路。
技术介绍
固体摄像装置中，按照构成多个行及多个列的多个像素的每列分别设置有单斜型、管线型或者逐次比较型的AD变换电路，将来自各列的像素的模拟信号用AD变换电路进行AD变换而生成数字信号。这些AD变换电路当中的管线型或者逐次比较型的AD变换电路中，通过将参考电压与像素的模拟信号进行比较，来将像素的模拟信号变换为数字值。公开了此时为了调节从固体摄像装置输出的影像的亮度而设置了对来自像素单元的模拟信号进行放大的可编程增益放大(PGA：Programable Gain Amplifier)电路的结构，但是在这样的结构中，需要有垂直像素列(column)的量的个数的PGA电路。为了减少用于实现固体摄像装置的成本，期待着能够不设置PGA电路地进行增益。
技术实现思路
本专利技术所要解决的课题为提供一种能够不设置PGA电路地进行增益调整的AD变换电路。一实施方式的AD变换电路为管线型或者逐次比较型，比较输入电压和参照电压来进行AD变换，其特征在于，具备生成所述参照电压的参照电压生成部，所述参照电压生成部根据用于设定相对于所述输入电压的输出值的模拟增益的模拟增益指令值，变更所述参照电压。专利技术效果根据上述结构的AD变换电路，能够不设置PGA电路地进行增益调整。附图说明图1是表示第一实施方式所涉及的1.5bit冗余的管线型AD变换电路的结构的图。图2是表示模拟运算部的输出与各部输入输出之间的关系的图。图3是表示采样模式下的模拟运算部的状态的图。图4是表示保持模式下的模拟运算部的状态的图。图5是表示循环型的管线AD变换电路中的概念图的图。图6是作为第一实施方式所涉及的AD变换电路的比较例而示出了具备PGA电路的结构的图。图7是表示在第一实施方式所涉及的AD变换电路中，当输入电压Vsig为1.2V时将参照电压设成了满刻度电压的1/1.79倍(0.56倍)的情况下的概念图的图。图8是表示第一实施方式所涉及的参照电压生成部的结构的图。图9是表示在第一实施方式所涉及的AD变换电路中，当输入电压Vsig为2.8V时将参照电压设成了满刻度电压的1/1.79倍(0.56倍)的情况下的概念图的图。图10是表示第一实施方式所涉及的AD变换电路中的模拟增益与参照电压之间的关系以及相对于Vsig的输出值的图。图11是表示第二实施方式所涉及的AD变换电路的结构的图。图12是表示第二实施方式所涉及的AD变换电路的DAC的结构的图。图13是表示逐次比较型AD变换电路中的概念图的图。图14是作为第二实施方式所涉及的AD变换电路的比较例，示出了具备PGA电路的结构的图。图15是表示在第二实施方式所涉及的AD变换电路中，当Vsig输入电压为1.2V时将参照电压设成了满刻度电压的1/2×(1/1.79倍(0.56倍))的情况下的概念图的图。图16是表示第二实施方式所涉及的参照电压生成部的结构的图。图17是表示在第二实施方式所涉及的AD变换电路中，当输入电压Vsig为2.8V时将参照电压设成了满刻度电压的1/2×(1/1.79倍(0.56倍))的情况下的概念图的图。图18是表示第二实施方式所涉及的AD变换电路中的模拟增益与参照电压之间的关系以及相对于Vsig的输出值的图。具体实施方式根据本实施方式，提供一种AD变换电路，为管线型或者逐次比较型的AD变换电路，比较输入电压和参照电压，进行AD变换，其中，具备生成参照电压的参照电压生成部。参照电压生成部根据用于设定相对于输入电压而言的输出值的增益的模拟增益指令值，变更参照电压。以下，参照附图，详细地说明实施方式所涉及的AD变换电路以及AD变换方法。另外，本专利技术不受这些实施方式的限制。(第一实施方式)图1是表示第一实施方式所涉及的1.5bit冗余的管线型AD变换电路的结构的图。在图1所示的例子中，示出了向循环型的管线AD变换电路应用的应用例。另外，在CMOS传感器中应用第一实施方式所涉及的AD变换电路1的情况下，有时采用相关双采样(CDS：Correlated Double.sampling)方式。该情况下，S/H(Sample and Hold)电路设置在AD变换电路的前级，但是在此省略了S/H电路来进行了图示。第一实施方式所涉及的管线AD变换电路1具备输入切换部2、模拟运算部3、数字处理部4、参照电压生成部5以及DAC6。在循环型的管线AD变换电路中，输入切换部2对来自像素单元的电压Vsig和来自模拟运算部3的Vout进行切换，将任意一个作为模拟运算部3的输入电压Vin。模拟运算部3例如由SW1、SW2、SW3、SW4、Cs、Cf、2倍放大器、COMP1、COMP2构成。该模拟运算部3具有后述的采样模式和保持模式，通过对该采样模式和保持模式进行切换，根据电容Cs和电容Cf中的电荷守恒定律而产生输出电压，将用2倍放大器将该输出电压放大后的电压作为Vout。该Vout在COMP1、COMP2中与各自的参照电压进行比较，并且，在循环型的管线AD变换电路中，为了将该Vout信号用于下一级，使该Vout返回至输入切换部2。COMP1、COMP2中进入有分别不同的参照电压VREFN、VREFP，进行将该电压与Vout的比较运算，输出“1”或者“0”。数字处理部4利用触发器来受理从各个COMP输出的2bit的数字代码，考虑到进位(carry bit)地加上从各级输出的2bit的数据后，输出数字数据。参照电压生成部5的电压在保持模式时在电容Cs和电容Cf中被蓄积与(参照电压―Vref/2)相当的电荷。关于该参照电压生成部5，留待后述。DAC6例如由1.5bit冗余结构的DAC构成。该DAC6中，根据COMP1的输出和COMP2的输出，选择－1、0、1中的某个输入，输出－Vref/2、0、Vref/2中的某个。图2是表示模拟运算部的输出与各部输入输出之间的关系的图。如图2所示，当COMP1输出“1”、COMP2输出“0”时，DAC6的输入“1”被选择，从DAC6输出Vref/2。此外，当COMP1输出“0”、COMP2输出“1”时，DAC6的输入“0”被选择，从DAC6输出“0本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种AD变换电路，为管线型或者逐次比较型，比较输入电压和参照电压来进行AD变换，其特征在于，具备生成所述参照电压的参照电压生成部，所述参照电压生成部根据用于设定相对于所述输入电压的输出值的模拟增益的模拟增益指令值，变更所述参照电压。

【技术特征摘要】
2014.03.14 JP 2014-0527051.一种AD变换电路，为管线型或者逐次比较型，比较输入电压和参
照电压来进行AD变换，其特征在于，
具备生成所述参照电压的参照电压生成部，
所述参照电压生成部根据用于设定相对于所述输入电压的输出值的模
拟增益的模拟增益指令值，变更所述参照电压。
2.如权利要求1所述的AD变换电路，其特征在于，
所述参照电压生成部将对基准电压乘以所述模拟增益的倒数后的值，
作为所述参照电压。
3.如权利要求2所述的AD变换电路，其特征在于，
所述AD变换电路具有管线型的结构，
所述参照电压生成部将所述基准电压设定为AD变换中的满刻度电压
以下，且设定在使得从所述输入电压的2倍的值中减去所述参照电压后的
值不超过所述满刻度电压的范围内。
4.如权利要求3所述的AD变换电路，其特征在于，
将所述基准电压与AD变换中的满刻度电压同等的情况作为模拟增益
1倍。
5.如权利要求3所述的AD变换电路，其特征在于，
所述参照电压生成部具备：
串联电阻电路，由多个电阻构成，输出以所述满刻度电压为最大值的
分压电压；
开关电路，对从所述串联电阻电路输出的所述分压电压进行切换；以
及
选择器，根据所述模拟增益来控制所述开关电路。
6.如权利要求3所述的AD变换电路，其特征在于，
具备：
模拟运算部，输出所述输入电压与所述参照电压之间的比较运算结果；
DAC，基于所述比较运算结果，对所述参照电压进行DA变换后向所
述模拟运算部输出；以及
数字处理部，对所述比较运算结果进行预先规定的位数的数字数据化
来输出。
7.如权利要求6所述的AD变换电路，其特征在于，
所述模拟运算部具有采样模式和保持模式，
所述模拟运算部具备：
2倍放大器，对所述采样模式和所述保持模式进行切换，将所述保持模
式中得到的电压放大为2倍；以及
比较器，将比较所述2倍放大器的输出电压和预先规定的阈值而得的
结果，作为所述比较运算结果来输出。
8.如权利要求7所述的AD变换电路，其特征在于，
所述模拟运算部具有：
第一电容器和第二电容器，在所述采样模式中该第一电容器和第二电
容器并联连接，被施加所述输入电压而蓄积电荷，在所述保持模式中，该
第一电容器连接在所述DAC和所述2倍放大器之间，该第二电容器连接在
所述2倍放大器的输入输出之间；
根据所述第一电容器的电容以及所述第二电容器的电容的电荷守恒定
律，决定所述2倍放大器的输入电压。
9.如权利要求6所述的AD变换电路，其特征在于，
所述DAC具有1.5bit冗余结构，
所述阈值由第一阈值和不同于所述第一阈值的第二阈值构成，
所述比较器具有：第一比较器，比较所述2倍放...

【专利技术属性】
技术研发人员：佐藤麻纪，
申请(专利权)人：株式会社东芝，
类型：发明
国别省市：日本;JP