[發明專利]A/D轉換器

在審

• 申請號: 201911124958.0
• 申請日: 2019-11-18
• 公開（公告）號: CN111200437A
• 公開（公告）日: 2020-05-26
• 發明（設計）人: 中村邦彥;藤本悠;根塚智裕
• 申請（專利權）人: 株式會社電裝
• 主分類號: H03M1/12
• 分類號: H03M1/12
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 鄔少俊

1.一種A/D轉換器，用于將作為輸入信號施加的模擬信號轉換為數字值，所述A/D轉換器包括：

采樣電容器(Cs，Csp，Csm)，用于對所述模擬信號進行采樣；

積分器(3，23)，包括運算放大器(9，29)和在所述運算放大器的第一輸入端子和輸出端子之間提供的積分電容器(Cf1，Cf2，Cf1p，Cf1m，Cf2p，Cf2m)；

量化器(4，24)，用于輸出通過對所述運算放大器的輸出信號進行量化而提供的量化結果；

電荷減法單元(6，26)，包括D/A轉換器(10，10p，10m)和DAC電容器(Cd，Cdp，Cdm)，所述D/A轉換器基于所述量化結果確定用于減去所述積分電容器的電荷的DAC電壓，所述DAC電容器用于存儲與所述DAC電壓相對應的電荷；以及

子A/D轉換器(7，27，51，61，71，81)，與所述量化器并聯連接到所述OP放大器的輸出端子，并且在其輸入級具有采樣和保持配置，

其中

當所述采樣電容器的第一端子連接到所述模擬信號的輸入節點(Ni，Nip，Nim)，并且所述采樣電容器的第二端子連接到所述A/D轉換器中的模擬地時，對所述模擬信號進行采樣；

當所述采樣電容器的所述第一端子連接到模擬地，并且所述采樣電容器的所述第二端子連接到所述運算放大器的所述第一輸入端子時，執行用于將所述電荷從所述采樣電容器轉移到所述積分電容器的電荷轉移操作；

通過將所述運算放大器的所述輸出信號輸入到所述量化器來執行量化；

通過重復所述減法運算預定次數來生成所述數字值的最高有效位，其中，所述電荷減法單元基于所述量化結果減去所述積分電容器中累積的電荷；

在生成所述最高有效位之后，當通過放大與所述積分電容器中剩余的電荷相對應的電壓來提供的電壓被輸入到所述子A/D轉換器時，生成所述數字值的最低有效位；

將所述最高有效位和所述最低有效位之和作為所述數字值輸出，

在生成所述最高有效位之后，與所述子A/D轉換器中的所述A/D轉換并行地執行所述積分電容器的電荷的初始化、以及用于下一次A/D轉換的電荷轉移操作和最高有效位的生成。

2.根據權利要求1所述的A/D轉換器，其中：

所述放大器具有差分輸入配置，所述差分輸入配置用于轉換彼此互補的兩個模擬信號之間的差；并且

當所述電荷從所述采樣電容器轉移到所述積分電容器時，所述采樣電容器的所述第一端子連接到所述兩個模擬信號的公共電壓，而不是連接到所述模擬地。

3.根據權利要求1所述的A/D轉換器，其中：

所述放大器具有差分輸入配置，所述差分輸入配置用于轉換彼此互補的兩個模擬信號之間的差；并且

當所述電荷從對所述模擬信號中的一個進行采樣的所述采樣電容器中的一個轉移到所述積分電容器時，所述采樣電容器中的所述一個的第一端子連接到所述模擬信號中的另一個的輸入節點，而不是連接到所述模擬地。

4.根據權利要求1所述的A/D轉換器，其中：

所述放大器具有差分輸入配置，所述差分輸入配置用于轉換彼此互補的兩個模擬信號之間的差；并且

當所述電荷從對所述模擬信號中的一個進行采樣的所述采樣電容器中的一個轉移到所述積分電容器時，所述采樣電容器中的所述一個的第一端子連接到對所述模擬信號中的另一個進行采樣的所述采樣電容器中的另一個的第一端子，而不是連接到所述模擬地。

5.根據權利要求1至4中的任一項所述的A/D轉換器，其中：

所述子A/D轉換器(51，71，81)被配置為循環型A/D轉換器。

6.根據權利要求1至4中的任一項所述的A/D轉換器，其中：

所述A/D轉換器(61)被配置為雙速循環型A/D轉換器，其在操作時鐘的每個周期中執行兩次所述A/D轉換。

7.根據權利要求5所述的A/D轉換器，其中：

所述子A/D轉換器(71)被配置為通過使用所述量化器來執行所述量化。

8.根據權利要求5所述的A/D轉換器，其中：

所述子A/D轉換器(81)具有放大功能，所述放大功能用于放大與所述積分電容器中剩余的電荷相對應的電壓。