[发明专利]A/D转换器

说明书

A/D转换器具备：积分器(10)，具有具备第1输入端子与输出端子的运算放大器(11)、以及积分电容(C1)；量化器(20)，输出将运算放大器的输出信号量化而得到的量化结果；以及DAC(30)，连接于第1输入端子，决定DAC电压。积分器在积分电容与运算放大器的输出端子之间具有反馈开关(S3)。作为输入信号的模拟信号被输入到积分电容与反馈开关之间。积分电容对模拟信号进行采样。量化器基于运算放大器的输出进行量化。DAC对蓄积于积分电容的电荷依次进行减法运算，从而将模拟信号转换为数字值。

关联申请的相互参照

本申请基于2015年9月3日申请的日本专利申请号2015－173922号，在此引用其记载内容。

技术领域

本公开涉及能够以简单的构成实现高速并且高精度的A/D转换的A/D转换器。

背景技术

以环境问题和能源问题为背景，提高了对于更高速且高精度地控制汽车或工业设备而抑制排出气体、或减少使用的能源量的要求。控制汽车或工业设备的控制电路正在进行数字化，通常是在通过A/D(模拟/数字)转换器(ADC)将检测设备的物理状态的传感器所输出的模拟信号转换为数字信号后，使用数字信号处理的结果来控制设备。因此，对于高速并且高精度的ADC的要求提高。

例如，关于专利文献1记载的依次比较(SAR)型的ADC，为了减少构成ADC的电容元件的电容值的误差所引起的A/D转换的非线性误差，构成为对于在执行A/D转换时使用的电容实施颤振(dithering)。

另一方面，专利文献2以及非专利文献1中记载的ADC是利用Δ∑(Delta sigma)调制而实现高精度化的Δ∑型A/D转换器。

另外，专利文献3中记载的A/D转换器是使模拟量化器的反馈量的大小可变的增量Δ(增长Δ)型的A/D转换器。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:US8810443B2

专利文献2:US5189419A

专利文献3:US6999014B2

非专利文献

非专利文献1:K.C.-H.Chao,S.Nadeem,W.L.Lee,and C.G.Sodini,“A HigherOrder Topology for Interpolative Modulators for Oversampling A/D Converter”,IEEE Transactions on Circuits and Systems,Vol.37,No.3,Mar.1990

发明内容

专利文献1中记载的A/D转换器为了高精度化使用了被称为颤振的方法。然而，颤振虽然能够在时间方向上分散元件的误差来在表观上减少误差，但是不能完全消除在时间方向上分散的误差。另外，为了实施颤振需要追加的控制机构，担心增大元件面积和消耗电力。

另外，作为颤振以外的高精度化方法，广泛使用了在测定元件的误差之后存储与元件的误差相应的校正值，并基于校正值校正A/D转换结果的被称作修整的方法。然而，为了实现修整，需要追加用于存储校正值的存储元件及用于基于存储的校正值执行校正的校正机构。

并且，在使用在SAR型的A/D转换器中成为主流的电容DAC的电路构成中，为了高精度化，需要提高电容DAC所使用的电容元件的相对精度，总电容值必须较大。因此，在A/D转换的过程中，通过参照电压来驱动具有较大的电容值的电容DAC，因此在不能以足够低的阻抗供给参照电压的状况下，参照电压的建立(settling)需要较长的时间。由此，存在越是为了高精度化而增大电容值，高速化越困难这一问题。