模數轉換設備的制造方法
【技術領域】
[0001]本公開內容涉及混合式模數（A/D)轉換設備，其中組合了德耳塔-西格瑪A/D轉換器和循環A/D轉換器，以使得它們能夠共享其電路的一部分并且通過操作模式切換來執行其相應的A/D轉換。
【背景技術】
[0002]已經提出了 A/D轉換設備，其通過利用德耳塔-西格瑪（Λ Σ )調制器執行模擬輸入信號的A/D轉換來產生A/D轉換結果的最重要的比特，通過執行量化的其余部分的循環A/D轉換來產生最不重要的比特，并且通過組合最重要的比特和最不重要的比特來輸出模擬輸入信號的A/D轉換結果。
[0003]德耳塔-西格瑪調制器和循環A/D轉換器中的每一個均以運算放大器作為其主要部分。在對應于us 7289054Β2的JP-B2-04862943中所公開的技術中，德耳塔-西格瑪調制器和循環A/D轉換器共享運算放大器并且通過操作模式切換來進行操作。
[0004]為了將運算放大器用作德耳塔-西格瑪調制器和循環A/D轉換器，需要多個開關來改變運算放大器與電容器之間的連接條件，電容器結合運算放大器工作以形成積分電路或放大器電路。
[0005]在開關接通時，其等價地用作電阻器。出于這個原因，如果開關連接在運算放大器的輸入與電容器之間，則可能會降低利用運算放大器構造的電路的運算速度。可以通過減小開關的接通電阻來減小由于開關導致的運算速度降低。然而，需要增大開關的尺寸來減小其接通電阻。因此，增大了其電路面積。具體而言，由于要連接到運算放大器的開關的寄生電容隨著電路面積的增大而增大，所以可能減小了利用運算放大器、開關和電容構造的反饋環路的反饋因子。因此，可能降低了運算速度和處理模擬輸入信號的精確度。
[0006]此外，由于在將運算放大器用作循環A/D轉換器時形成的閉環的增益（通常，二或四倍）大于將運算放大器用作德耳塔-西格瑪調制器時形成的閉環的增益（通常，一倍或更少），所以要求利用運算放大器構造的電路具有的增益帶寬積更大。具體而言，循環A/D轉換器的運算速度可能變成電路的操作頻率的瓶頸。出于這個原因，在將運算放大器用作循環A/D轉換器時開關對整體運算速度施加的影響大于將運算放大器用作德耳塔-西格瑪調制器時的影響。
【發明內容】
[0007]考慮到以上情況，本公開內容的目的是提供用于減小由于改變運算放大器與電容器之間的連接條件的開關而導致的運算速度降低的技術。
[0008]根據本公開內容的一方面，A/D轉換設備包括信號處理器、量化器和控制器。
[0009]信號處理器處理模擬輸入信號并向量化器輸出。信號處理器包括連接成環路的多個電路塊，以使得電路塊的末級電路塊的輸出被輸入到除末級電路塊之外的電路塊的至少其中之一。量化器通過量化包括末級電路塊的電路塊的至少其中之一的輸出來產生量化值。控制器產生控制信號，控制信號用于通過改變電路塊中的每個電路塊中的連接條件來使信號處理器和量化器用作以德耳塔-西格瑪模式操作的德耳塔-西格瑪調制器或以循環模式操作的循環A/D轉換器。控制器根據量化值來輸出模擬輸入信號的A/D轉換結果。
[0010]信號處理器的電路塊中的每個電路塊包括運算放大器、第一電容器、第二電容器、第三電容器、第一開關部分、第二開關部分和第三開關部分。第一電容器、第二電容器和第三電容器中的每個電容器的一端都能夠連接到運算放大器的輸入端子。第一開關部分改變第一電容器的連接目的地，以使得在德耳塔-西格瑪模式中，第一電容器形成用于采樣并保持預設第一目標輸入的第一采樣電路或與運算放大器和第三電容器形成積分電路，并且使得在循環模式中，第一電容器與運算放大器的輸入端子斷開連接。第二開關部分改變第二電容器的連接目的地，以使得在德耳塔-西格瑪模式中，第二電容器連接在運算放大器的輸入端子與輸出端子之間，并且使得在循環模式中，第二電容器形成用于采樣并保持預設第二目標輸入的第二采樣電路或與運算放大器和第三電容器形成放大器電路。第三開關部分改變第三電容器的連接目的地，以使得在德耳塔-西格瑪模式中，第三電容器與運算放大器和第一電容器形成積分電路并保持積分電路的輸出，并且使得在循環模式中，第三電容器與運算放大器和第二電容器形成放大器電路并保持放大器電路的輸出。
[0011]第二電容器和第三電容器中的每個電容器的一端都直接連接到運算放大器的輸入端子。從電路塊中的第一個電路塊的運算放大器輸出、并且輸入到連接到環路中的電路塊中的第一個電路塊的輸出級的電路塊中的第二個電路塊的輸出被限定為輸入級輸出。將模擬輸入信號作為電路塊中的預定電路塊的第一目標輸入而輸入。將輸入級輸出作為連接到環路中的末級電路塊的輸出級的電路塊中的預定電路塊的第二目標輸入而輸入。將輸入級輸出作為除電路塊中的預定電路塊之外的電路塊中的每個電路塊的第一目標輸入和第二目標輸入而輸入。
[0012]根據以上方面，在循環模式中，在將與運算放大器一起形成放大器電路的第二和第三電容器中的每個電容器的一端連接到運算放大器16的輸入端子的路徑中不存在開關，以使得第二和第三電容器可以直接連接到運算放大器16的輸入端子。此外，在電荷在第二電容器與第三電容器之間移動所經過的路徑中不存在開關。因此，在A/D轉換設備中，德耳塔-西格瑪調制器和循環A/D轉換器共享運算放大器。因此，可以減小A/D轉換設備的尺寸。此外，在循環模式中，利用直接連接到運算放大器的輸入端子的第二電容器和第三電容器形成電路。因此，開關的影響不會降低循環A/D轉換器的運算速度，從而可以實現高速操作。
[0013]本公開內容可以以諸如具有A/D轉換設備的系統之類的各種形式來實現。
【附圖說明】
[0014]根據參考附圖做出的以下【具體實施方式】，本公開內容的上述及其它目的、特征和優點將變得更加顯而易見。在附圖中:
[0015]圖1是示出根據本公開內容的第一實施例的A/D轉換設備的概觀的示圖；
[0016]圖2是用于解釋重置操作中的電路塊中的連接條件的示圖；
[0017]圖3A是用于解釋德耳塔-西格瑪采樣操作中的電路塊中的連接條件的示圖，并且圖3B是用于解釋德耳塔-西格瑪保持操作中的電路塊中的連接條件的示圖；
[0018]圖4A是用于解釋循環采樣操作中的電路塊中的連接條件的示圖，并且圖4B是用于解釋循環保持操作中的電路塊中的連接條件的示圖；
[0019]圖5是A/D轉換設備的時序圖；
[0020]圖6是示出了信號處理器與量化器之間的功能連接關系的功能塊圖；
[0021]圖7A是用于解釋在德耳塔-西格瑪模式的采樣階段中發揮作用的塊的示圖，并且圖7B是用于解釋在德耳塔-西格瑪模式的保持階段中發揮作用的塊的示圖；
[0022]圖8是用于解釋在德耳塔-西格瑪模式的采樣階段和循環模式的奇數階段重疊的階段中發揮作用的塊的示圖；
[0023]圖9A是用于解釋在循環模式的奇數階段中發揮作用的塊的示圖，并且圖9B是用于解釋在循環模式的偶數階段中發揮作用的塊的示圖；
[0024]圖10是示出根據修改的量化器的示圖；
[0025]圖11是使用圖10的量化器時的功能塊圖；以及
[0026]圖12是具有實現德耳塔-西格瑪模式中的CIFF德耳塔-西格瑪調制器的功能的A/D轉換設備的功能塊圖。
【具體實施方式】
[0027]下文參考附圖描述了本公開內容的實施例。
[0028]<總體結構>
[0029]根據實施例的模數（A/D)轉換設備I用作用于處理模擬輸入信號的德耳塔-西格瑪（Λ Σ )A/D轉換器，并且還用作用于處理量化的其余部分的循環A/D轉換器。因此，A/D轉換設備I是用于產生模擬輸入信號的A/D轉換結果Do的混合式A/D轉換設備。
[0030]如圖I中所示，A/D轉換設備I包括信號處理器10、量化器20和控制器30。
[0031]〈信號處理器〉
[0032]信號處理器10包括第一電路塊BLl和第二電路塊BL2。由于第一電路塊BL2和第二電路塊BL2除了電容器的電容之外具有相同的結構，因此在下文中將它們統一簡稱為“電路塊BL”，除非另外進行區分。
[0033]電路塊BL具有德耳塔-西格瑪輸入端子Tis、循環輸入端子Tic和輸出端子To。模擬輸入信號Vin作為A/D轉換目標而被施加到第一電路塊BLl的德耳塔-西格瑪輸入端子Tis。將從第一電路塊BLl的輸出端子To輸出的輸出電壓Vol施加到第二電路塊BL2的德耳塔-西格瑪輸入端子Tis和循環輸入端子Tic，并且還將輸出電壓Vol供應到量化器20?將從第二電路塊BL2的輸出端子To輸出的輸出電壓Vo2施加到第一電路塊BLl的循環輸入端子Tic，并且還將輸出電壓Vo2供應到量化器20。
[0034]電路塊BL包括第一電容器電路11、第二電容器電路12、第三電容器電路13、公共接地電路14和運算放大器16。
[0035]運算放大器16的非倒相輸入端子連接到提供參考電勢的接地線（即，模擬接地）。運算放大器16的輸出端子連接到電路塊BL的輸出端子To。
[0036]運算放大器16的倒相輸入端子連接到第一電容器電路11、第二電容器電路12和第三電容器電路13。公共接地電路14具有連接在運算放大器16的倒相輸入端子與模擬接