[發明專利]模數轉換器、模數轉換方法和位移檢測裝置

在審

• 申請號: 201910572714.2
• 申請日: 2019-06-28
• 公開（公告）號: CN110661528A
• 公開（公告）日: 2020-01-07
• 發明（設計）人: 河合章生;麥倉俊
• 申請（專利權）人: 株式會社三豐
• 主分類號: H03M1/12
• 分類號: H03M1/12;H03M1/46
• 代理公司: 11105 北京市柳沈律師事務所
• 代理人: 邸萬奎

1.一種模數轉換器，包括：

循環處理單元，被配置為通過對模擬輸入信號執行多次循環處理以按照從高階位到低階位的順序采集每個位的值，來將模擬輸入信號轉換成具有多個位的數字信號；和

控制單元，被配置為控制所述循環處理單元，使得循環處理的周期根據循環處理的循環次數而縮短。

2.根據權利要求1所述的模數轉換器，

其中，“N”表示2或更大的整數，并且

所述循環處理單元通過對模擬輸入信號執行N次循環處理以在每次循環處理中采集1位值，來將模擬輸入信號轉換成具有N位的數字信號。

3.根據權利要求2所述的模數轉換器，

其中，當“τ”表示所述模數轉換器的時間常數并且“i”表示1至N的整數時，

第(i+1)次循環處理和第i次循環處理之間的循環處理的周期T_i由以下表達式表示：

Ti>τ{(N-1)ln2+ln(N-1)}。

4.根據權利要求3所述的模數轉換器，

其中，在第一循環處理中使用的輸入信號是模擬輸入信號，

在第(i+1)次循環處理中使用的輸入信號是在第i次循環處理中采樣的采樣信號，

在第i次循環處理中獲得的第i位為“1”的情況下，所述循環處理單元從輸入信號的電壓中減去參考電壓，并且對通過將減后的值放大兩倍而獲得的電壓進行采樣，以產生采樣信號，并且

在第i位為“0”的情況下，所述循環處理單元對通過將輸入信號放大兩倍而獲得的電壓進行采樣，以產生采樣信號。

5.根據權利要求4所述的模數轉換器，

其中，在輸入信號具有比參考電壓更高的電壓的情況下，第i位為“1”，并且

在輸入信號具有比參考電壓更低的電壓的情況下，第i位為“0”。

6.根據權利要求5所述的模數轉換器，

其中，所述循環處理單元包括：

比較器，將輸入信號與參考電壓進行比較，以輸出比較結果作為第i位；

D/A轉換電路，在第i位為“1”的情況下輸出參考電壓；

減法器，其輸出通過從輸入信號中減去所述D/A轉換電路的輸出電壓而獲得的電壓；

放大器，將從所述減法器輸出的電壓放大兩倍；以及

采樣保持電路，對由所述放大器放大的電壓進行采樣，以輸出采樣信號。

7.根據權利要求3所述的模數轉換器，

其中，在第一次循環處理中使用的輸入信號是模擬輸入信號，

在第(i+1)次循環處理中使用的輸入信號是在第i次循環處理中采樣的采樣信號，

在第i次循環處理中獲得的第i位為“1”的情況下，所述循環處理單元對通過從將輸入信號放大兩倍而獲得的電壓中減去參考電壓而獲得的電壓進行采樣，以產生采樣信號，并且

在第i位為“0”的情況下，所述循環處理單元對通過將參考電壓加到通過將輸入信號放大兩倍而獲得的電壓上而獲得的電壓進行采樣，以產生采樣信號。

8.根據權利要求7所述的模數轉換器，

其中，在輸入信號具有比接地電壓更高的電壓的情況下，第i位為“1”，并且

在輸入信號具有電壓比接地電壓更低的電壓的情況下，第i位為“0”。

9.根據權利要求8所述的模數轉換器，

其中，所述循環處理單元包括：

比較器，將輸入信號與接地電壓進行比較，以輸出比較結果作為第i位；

D/A轉換電路，其在第i位為“1”的情況下輸出通過反轉參考電壓的符號而獲得的電壓，并且在第i位為“0”的情況下輸出參考電壓；

放大器，將輸入信號的電壓放大兩倍；

加法器，將由所述放大器放大的電壓和所述D/A轉換電路的輸出電壓彼此相加；以及

采樣保持電路，對由所述加法器相加的電壓進行采樣，以輸出采樣信號。