AD转换器、AD转换方法、AD转换程序及控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种ＡＤ转换器（１０），用于输出将模拟输入信号（Ｖ↓［ＩＮ］）数字化后的数字输出信号，其具有多个比较器（１４），其分别比较模拟输入信号（Ｖ↓［ＩＮ］）和被指定的数字的阈值数据相应的模拟阈值；高位字段确定部（１８），其根据向前述多个比较器（１４）提供不同阈值数据所得到的多个比较结果，圈定前述数字输出信号中与高位字段相对应的数据值；低位字段计算部（２０），其使用前述多个比较器来计算与位于前述高位字段低位侧的低位字段相对应的数据值的多个候补值；低位字段确定部（２２），其根据前述多个候补值来确定与前述低位字段相对应的数据值。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及AD转换器、AD转换方法、AD转换程序及控制装置。 本专利技术尤其涉及输出将模拟输入信号数字化后的数字输出信号的AD转换器、AD转 换方法、AD转换程序及控制装置。本申请与下列美国申请有关。对于承认通过文献引 用编入内容的指定国，通过引用而将下列申请所记载的内容编入本申请，作为本申请的 一部分。l.美国专利申请11/520,436申请日2006年9月13日。
技术介绍
AD转换器将模拟信号转换成数字信号。AD转换器可分类为以每l时钟脉冲量化 为l位的一位方式，以及，以l时钟脉冲量化为多位的多位方式。作为一位方式的AD转 换器，例如公知的有逐次比较型AD转换器(如，非专利文献l， 2， 3)和AS型AD转换器。 作为多位方式的AD转换器，公知的例如有闪速AD转换器。非专利文献1: Ricardo E.Suarez, Paul R.Gray and David A.Hodges, An A11-M0S Charge-Redistribution A/D Conversion Technique ，，, IEEE International Solid-State Circuits Conference, 1974， R194-195,248非专利文献2: James McCreary and Paul R.Gray， A High-Speed, All-MOS Successive-Approximation Weighted Capacitor A/D Conversion Technique, IEEE International Solid-State Circuits Conference, 1975,P.38-39，211非专利文献3: JAMES L.McCREARY and PAUL R.GRAY, All-MOS Charge Redistribution Analog-to-Digital Conversion Techniques - Part 1, IEEE JOURNAL OF SOLID-STATE CIRCUITS, VOL.SC-10, NO.6, DECEMBER 1975， P.371-379但是，多位方式的AD转换器比一位方式的AD转换器的转换时间短。但是如果要实 现多位方式的AD转换器的高分辨率，则电路规模变大。另一方面， 一位方式的AD转换 器比多位方式的AD转换器的电路规模小。但是一位方式的AD转换器如果实现某分辨率 时，因为是l位l位地转换，所以转换时间变长。还有，无论多位方式的AD转换器还是一位方式的AD转换器，因为同样是在实现高 分辨率时，量化宽度变窄，相对于噪声的似然性变小，因此精度下降。为了解决该问题 而通过运算放大器放大输入信号时，多位方式及一位方式的AD转换器的功率消耗量增 加，其精度受运算放大器的特性所影响。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是提供一种能够解决上述课题的AD转换器、AD转换方法、AD 转换程序及控制装置。该目的由权利要求中的独立权利要求记载的技术特征的组合达 成。从属权利要求规定了本专利技术的更有利的具体例子。根据本专利技术的第1形态提供一种AD转换器，输出将模拟输入信号数字化的数字输出 信号，该AD转换器具备多个比较器，其分别比较模拟输入信号和与所指定数字阈值 数据相应的模拟阈值；高位字段确定部，其根据向多个比较器提供不同阈值数据所得到 的多个比较结果，圈定数字输出信号中与高位字段相对应的数据值；低位字段计算部， 其使用多个比较器来计算与位于高位字段低位侧的低位字段相对应的数据值的多个候 补值；低位字段确定部，其根据多个候补值来确定与低位字段相对应的数据值。低位字段计算部优选分别使用分割了多个比较器得到的多个组并行计算与低位字 段相对应的数据值的候补值。高位字段确定部对多个比较器分别并行提供与高位字段相 对应的数据值相互不同的阈值数据，至少对生成了模拟输入信号大于等于与该阈值数据 相应的模拟值的比较结果的最大阈值数据，和生成模拟输入信号小于与该阈值数据相应 的模拟值的比较结果的最小阈值数据之间的数据值进行l次圈定高位字段的数据值的高 位确定过程，将高位字段的数据值确定为一个值。对将多个比较器分割成以l个为l组的多个组的每一个，低位字段计算部设定候补值 的初始值，其中将高位字段确定部所确定的数据值设为高位字段的数据值，将o设为低 位字段的数据值，对低位字段的最高位到最低位的各位，从最高位开始顺序地将候补值 中的该位设为1的阈值数据提供给该组的比较器，在模拟输入信号大于等于与阈值数据 相应的模拟阈值的情况下，将候补值的该位设为l，在小于模拟阈值的情况下，将候补 值的该位设为0，来更新候补值，将更新候补值到低位字段的最低位为止的结果所得到 的候补值，提供给低位字段确定部。对于将多个比较器以2个为1组进行分割的多个组的每一个，低位字段计算部将与低位字段相对应的数据值不同的阈值数据分别并行提供给多个比较器，通过对生成了模拟 输入信号大于等于与该阈值数据相应的模拟值的比较结果的最大阈值数据，和生成模拟 输入信号小于与该阈值数据相应的模拟值的比较结果的最小阈值数据之间的数据值进 行至少l次圈定低位字段的数据值的候补值的低位确定过程，圈定数字输出信号的低位 字段的数据值，将低位字段的数据值确定成一个值。对于多个候补值的每一个，低位字段计算部可以根据向多个比较器提供不同阈值 数据所得到的多个比较结果，至少进行l次圈定与低位字段相对应的数据值的低位确定 过程，将该候补值的低位字段数据值确定为一个值。低位字段确定部可将多个候补值的平均值确定为低位字段的数据值。低位字段确定 部可将多个候补值中与多个候补值平均值之差小于等于预先指定的最大误差值的至少一个候补值平均值确定为低位字段的数据值。AD转换器还具备符号确定部，其在确定 高位字段以及低位字段的数据值之前，向多个比较器中的至少一个提供用于指定模拟阈 值0的阈值数据，来确定模拟输入信号的符号。AD转换器还具备位数设定部，其设定数字输出信号的高位字段位数以及低位字段 位数。位数设定部根据已输出样本的数字输出信号的低位字段的多个候补值，变更高位 字段位数以及低位字段位数。根据本专利技术的第2形态，提供一种AD转换方法，是输出将模拟输入信号数字化的数字输出信号的AD转换方法，具备以下阶段高位字段确定阶段，根据向分别比较模拟 输入信号和与所指定数字阈值数据相应的模拟阈值的多个比较器提供不同阈值数据所 得到的多个比较结果，圈定数字输出信号中与高位字段相对应的数据值；低位字段计算 阶段，使用多个比较器来计算与位于高位字段低位侧的低位字段相对应的数据值的多个 候补值；低位字段确定阶段，根据多个候补值来确定与低位字段相对应的数据值。根据本专利技术的第3形态，提供一种AD转换程序，是通过计算机计算将模拟输入信号 数字化的数字输出信号的AD转换程序，该程序使计算机具有如下部的功能高位字段 确定部，其根据向分别比较模拟输入信号和与所指定数字阈值数据相应的模拟阈值的多 个比较器提供不同阈值数据所得到的多个比较结果，圈定数字输出信号中与高位字段相 对应的数据值；低位字段计算部，其使用多个比较器来计算与位于高位字段低位侧的低 位本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种ＡＤ转换器，输出将模拟输入信号数字化的数字输出信号，其特征在于，该ＡＤ转换器具备：　多个比较器，其分别比较前述模拟输入信号和与所指定数字阈值数据相应的模拟阈值；　高位字段确定部，其根据向前述多个比较器提供不同阈值数据所得到的 多个比较结果，圈定前述数字输出信号中与高位字段相对应的数据值；　低位字段计算部，其使用前述多个比较器来计算与位于前述高位字段低位侧的低位字段相对应的数据值的多个候补值；　低位字段确定部，其根据前述多个候补值来确定与前述低位字段相 对应的数据值。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2006-9-13 11/520,4361.一种AD转换器，输出将模拟输入信号数字化的数字输出信号，其特征在于，该AD转换器具备多个比较器，其分别比较前述模拟输入信号和与所指定数字阈值数据相应的模拟阈值；高位字段确定部，其根据向前述多个比较器提供不同阈值数据所得到的多个比较结果，圈定前述数字输出信号中与高位字段相对应的数据值；低位字段计算部，其使用前述多个比较器来计算与位于前述高位字段低位侧的低位字段相对应的数据值的多个候补值；低位字段确定部，其根据前述多个候补值来确定与前述低位字段相对应的数据值。2. 根据权利要求1所述的AD转换器，其特征在于，前述低位字段计算部分别 使用将前述多个比较器进行分割的多个组来并行计算与前述低位字段相对应的数 据值的候补值。3. 根据权利要求2所述的AD转换器，其特征在于，前述高位字段确定部，将 与前述高位字段相对应的数据值相互不同的阈值数据分别并行提供给前述多个比 较器，通过对生成了前述模拟输入信号大于等于与该阈值数据对应的模拟值的比较 结果的最大前述阈值数据，和生成了前述模拟输入信号小于与相应的阈值数据对应 的模拟值的比较结果的最小前述阈值数据之间的数据值至少进行l次圈定前述高位 字段的数据值的高位确定过程，将前述高位字段的数据值确定为一个值。4. 根据权利要求3所述的AD转换器，其特征在于，前述低位字段计算部对将 前述多个比较器以l个为l组进行分割的多个组分别设定前述候补值的初始值，其中 将前述高位字段确定部所确定的数据值设为前述高位字段的数据值，将0设为前述低位字段的数据值；对前述低位字段的最高位到最低位的各位，从最高位开始顺序地将前述候补值 中的该位设为l的前述阈值数据提供给该组的前述比较器，在前述模拟输入信号大 于等于与前述阈值数据相应的前述模拟阈值的情况下，将前述候补值的该位设为l， 在小于前述模拟阈值的情况下，将前述候补值的该位设为0，来更新前述候补值；将更新前述候补值到前述低位字段的最低位为止的结果所得到的前述候补值， 提供给前述低位字段确定部。5. 根据权利要求3所述的AD转换器，其特征在于，对将前述多个比较器以2个 为l组进行分割得到的多个组的每一个，前述低位字段计算部将与前述低位字段相 对应的数据值不同的阈值数据分别并行提供给前述多个比较器，通过对生成了前述 模拟输入信号大于等于与相应的阈值数据相对应的模拟值的比较结果的最大前述 阈值数据，和生成了前述模拟输入信号小于与相应的阈值数据相对应的模拟值的比 较结果的最小前述阀值数据之间的数据值至少进行l次圈定前述低位字段数据值的 候补值的低位确定过程，圈定前述数字输出信号的前述低位字段的数据值，来将前 述低位字段的数据值确定为一个值。6. 根据权利要求1所述的AD转换器，其特征在于，对前述多个候补值的每一个，前述低位字段计算部，根据向前述多个比较器提供不同阈值数据所得到的多个 比...

【专利技术属性】
技术研发人员：仓持泰秀，松泽昭，
申请(专利权)人：爱德万测试株式会社，国立大学法人东京工业大学，
类型：发明
国别省市：JP[日本]