[发明专利]模拟-数字转换器

说明书

技术领域

本发明涉及一种将模拟信号转换为数字信号的模拟-数字转换器。

背景技术

近年来，已经在多个领域中使用将模拟信号转换为数字信号的模拟-数字转换器(ADC)。图16示出在日本专利特开No.2007-139700中公布的将电压转换为频率的VF型ADC。

在图16中，电压-脉冲转换器100包括输入切换电路104；作为电压导向单元的积分器输出导向单元105；积分器108；第一和第二比较器112和113(窗口比较器)；RS锁存电路114；第一和第二积分器输出误差检测电路116和119；OR电路120和122；第一和第二比较器连续输出判断电路117和118；以及作为标记输出部件的触发器(FF)123。

在这里，输入切换电路104切换CS+端子和CS-端子与积分器108的正或者负输入端子之间的连接。另外，积分器108包括差分放大器111；电阻器109，其一端被连接至差分放大器111的-端子(倒相输入端子)；以及电容器110，该电容器110被连接在差分放大器111的输出和-端子之间。

积分器输出导向单元105包括开关106和107，其一端分别被连接至结点106a和106b，并且其另一端被连接至基准电势。积分器输出导向单元105将积分器108的输出导向第一或者第二检测电压的附近。

第一和第二比较器112和113对从积分器108输出的电压达到第一检测电压(1V)和高于第一检测电压的第二检测电压(2V)进行检测。

FF 123基于第一和第二比较器112和113的比较结果输出标记FLAG。逆变器124输出具有与输入电压相对应的频率的输出信号CKOUT。

通过此操作，图16中所示的电路将在CS+端子101和CS-端子102之间生成的输入电压转换为脉冲。输入切换电路104基于标记FLAG和输出信号CKOUT切换上述连接。

另外，图17示出在日本专利特开No.62-289016中公布的ADC。图17中所示的ADC经由加法器201将输入模拟电压提供给将其转换为输出数字值的ADC 202。图17中所示的ADC将来自于反馈电路203的偏移校正电压反馈到加法器201。如果模拟电压没有包含超过预定电平的残留噪声，那么抖动被从抖动生成电路204提供到加法器201，从而给输入模拟电压添加了噪声。反馈电路203基于输出数字值将校正电压提供给加法器201，使得除了输出数字值的特定输出代码之外，出现上下代码的可能性相等。这校正了输入模拟电压的特定电平和与该特定电平相对应的输出数字值的特定代码之间的偏移误差。

然而，如果在日本专利特开No.2007-139700中公布的模拟-数字转换器的积分器108中存在偏移，那么该偏移被添加到输入信号中并且被通过积分器积分。为此，存在如下的问题，因为在模拟-数字转换器中出现死区，从而减少模拟-数字转换器的精确度。尤其地，输入信号的绝对值越小，偏移的影响就越大。

此外，在日本专利特开No.62-289016中公布的模拟-数字转换器使用抖动以自动地校正AD转换结果的偏移误差。然而，对在日本专利特开No.62-289016中公布的模拟-数字转换器来说，当输入信号具有小的绝对值时很难提高AD转换精确度。

发明内容

根据本发明的模拟-数字转换器包括：抖动生成电路，该抖动生成电路生成抖动；输入极性切换单元，该输入极性切换单元输入具有抖动的输入信号，并且切换具有抖动的输入信号的极性；积分器，该积分器对从输入极性切换单元输出的具有抖动的输入信号进行积分；积分器输出调节器电路，该积分器输出调节器电路调节积分器的输出电压；窗口比较器，该窗口比较器包括高压侧比较器和低压侧比较器，其中，所述高压侧比较器具有第一基准电压和比第一基准电压高的第二基准电压，所述低压侧比较器具有第三基准电压和比第三基准电压低的第四基准电压，并且所述窗口比较器将积分器的输出电压与第一至第四基准电压进行比较；控制电路，该控制电路使用窗口比较器的比较结果以控制输入极性切换单元、积分器输出调节器电路、以及窗口比较器，并且生成数字信号。控制电路进行控制，使得当积分器的输出电压达到第一基准电压或者第三基准电压时，时钟信号被反转，并且当积分器的输出电压达到第二基准电压或者第四基准电压时，符号被反转，并且基于时钟信号和所述符号来生成计数值。以在其中对数字信号进行读取的周期是抖动的一个周期的整数倍，并且在抖动的一个周期的第一个半周期中生成计数值的次数不同于在抖动的一个周期的第二个半周期中生成计数值的次数的方式，抖动生成电路生成抖动。