[发明专利]∑δ型模拟·数字变换器

说明书

本发明涉及一种将模拟电压变换成数字值的模拟·数字变换器(ADC)，特别是涉及利用开关电容电路的∑δ型的ADC。

美国专利第6,037,887号公开了具有程控增益的∑δ型的ADC。但是，该ADC具有双向的模拟信号输入范围，即，具有对信号地电位对称的模拟输入信号范围(例如-10～+10V)。

在各种计量应用中，需要具有单极模拟信号输入范围(例如0～+10V)的ADC变换器。但是，以往的∑δ型的ADC不能适应这个要求，所以双向信号输入范围有一半是没有用的。

本发明的目的是要提供一种具有单极模拟信号输入范围的∑δ型的ADC。

本发明的∑δ型的ADC，是对于某一偏压具有非对称模拟信号输入范围的∑δ型的ADC，采用了具有与输入时钟信号同步并对模拟输入电压进行取样的脉冲取样部件，和在进行了所述脉冲取样的电压上将相互不同的减法运算电压或加法运算电压有选择地进行加法运算的加减法运算部件，和将根据该选择的加法运算所得电压进行积分的积分器，和将根据该积分所得到的电压与所述偏压比较的电压比较器，和将该电压比较器的输出信号只延迟所述输入时钟信号的1个时钟周期的延迟部件，和对应于该延迟部件的输出信号在所述加减法运算部件中控制选择减法运算电压或加法运算电压的控制部件的结构。

下面，对附图进行简单说明。

图1是作为本发明的∑δ型的ADC一个应用例的血糖计的结构框图。

图2出示了图1中∑δ型的ADC中的模拟输入电压的变动例。

图3为图1中∑δ型的ADC的实施例1的电路图。

图4A～图4F为图3中各种控制时钟信号波形的脉冲波形图。

图5A～图5E为图3中各种电压波形的脉冲波形图。

图6为图1中∑δ型的ADC的实施例2的电路图。

图7为图1中∑δ型的ADC的实施例3的电路图。

实施例

图1是作为本发明的∑δ型的ADC一个应用例的血糖计的结构图。图1的血糖计是为了测定由血液中糖分浓度引起的电流值，而具有血糖值传感器1，和开关2，和运算放大器3，和反馈电阻Rf，和∑δ型的ADC4。运算放大器3的反相输入端子与血糖值传感器1的一个端子连接，而运算放大器3的非反相输入端子与偏压Vb连接。反馈电阻Rf连接在运算放大器3的输出端子和其反相输入端子之间。血糖值传感器1的另一个端子通过开关2接在比偏压Vb低的传感器电压Vs(-)上。

根据图1的结构，运算放大器3的输入阻抗非常大，其两输入端子间的电位差通常为0V。当开关2接通时，偏压Vb与传感器电压Vs(-)的电位差施加在血糖值传感器1上，结果对应附着血液的一方向的传感器电流Is流向血糖值传感器1。所以，运算放大器3的输出电压为Vb+Rf·Is，该电压给予∑δ型的ADC4模拟输入电压Vin。在这里，通常Vin＞Vb。∑δ型的ADC4与输入时钟信号CKin同步动作，把模拟输入电压Vin高精度地变换成数字输出信号Dout。

图2出示了图1中∑δ型的ADC4中的模拟输入电压Vin的变动例。在这里，将偏压Vb设为1.00V，并且模拟输入电压Vin通常的变动幅度是从1.00V到1.50V。但是，∑δ型的ADC4模拟输入信号范围要有一点余量，是从0.75V到1.75V。即，图1中δω型的ADC4具有相对于偏压Vb(＝1.00V)的非对称模拟输入信号范围。所以，1.25V的输入电压相当于数字输出Dout的中央值。后述的减法运算电压(ΔVP)为0.75V，同样，后述的加法运算电压(ΔVM)为0.25V。