[发明专利]模数转换设备

说明书

本发明描述了A/D转换设备，其包括信号处理器(10)、量化器(20，20a，20b)和控制器(30)。所述信号处理器具有连接成环路以处理模拟输入信号的电路块(BL1，BL2，BL2a)。所述量化器通过量化包括末级电路块的电路块的至少其中之一的输出来产生量化值。在每个电路块中，第一电容器(C1)的一端通过开关(SS3)连接到运算放大器(16)的输入端子，并且第二和第三电容器(C2，C3)中的每个电容器的一端直接连接到运算放大器。所述控制器根据所述量化值产生所述模拟输入信号的A/D转换结果并且改变所述电容器的连接条件，以使得所述信号处理器和所述量化器用作德耳塔‑西格玛调制器或循环A/D转换器。

技术领域

本公开内容涉及混合式模数(A/D)转换设备，其中组合了德耳塔-西格玛A/D转换器和循环A/D转换器，以使得它们能够共享其电路的一部分并且通过操作模式切换来执行其相应的A/D转换。

背景技术

已经提出了A/D转换设备，其通过利用德耳塔-西格玛(Δ∑)调制器执行模拟输入信号的A/D转换来产生A/D转换结果的最重要的比特，通过执行量化的其余部分的循环A/D转换来产生最不重要的比特，并且通过组合最重要的比特和最不重要的比特来输出模拟输入信号的A/D转换结果。

德耳塔-西格玛调制器和循环A/D转换器中的每一个均以运算放大器作为其主要部分。在对应于US 7289054B2的JP-B2-04862943中所公开的技术中，德耳塔-西格玛调制器和循环A/D转换器共享运算放大器并且通过操作模式切换来进行操作。

为了将运算放大器用作德耳塔-西格玛调制器和循环A/D转换器，需要多个开关来改变运算放大器与电容器之间的连接条件，电容器结合运算放大器工作以形成积分电路或放大器电路。

在开关接通时，其等价地用作电阻器。出于这个原因，如果开关连接在运算放大器的输入与电容器之间，则可能会降低利用运算放大器构造的电路的运算速度。可以通过减小开关的接通电阻来减小由于开关导致的运算速度降低。然而，需要增大开关的尺寸来减小其接通电阻。因此，增大了其电路面积。具体而言，由于要连接到运算放大器的开关的寄生电容随着电路面积的增大而增大，所以可能减小了利用运算放大器、开关和电容构造的反馈环路的反馈因子。因此，可能降低了运算速度和处理模拟输入信号的精确度。

此外，由于在将运算放大器用作循环A/D转换器时形成的闭环的增益(通常，二或四倍)大于将运算放大器用作德耳塔-西格玛调制器时形成的闭环的增益(通常，一倍或更少)，所以要求利用运算放大器构造的电路具有的增益带宽积更大。具体而言，循环A/D转换器的运算速度可能变成电路的操作频率的瓶颈。出于这个原因，在将运算放大器用作循环A/D转换器时开关对整体运算速度施加的影响大于将运算放大器用作德耳塔-西格玛调制器时的影响。

发明内容

考虑到以上情况，本公开内容的目的是提供用于减小由于改变运算放大器与电容器之间的连接条件的开关而导致的运算速度降低的技术。

根据本公开内容的一方面，A/D转换设备包括信号处理器、量化器和控制器。

信号处理器处理模拟输入信号并向量化器输出。信号处理器包括连接成环路的多个电路块，以使得电路块的末级电路块的输出被输入到除末级电路块之外的电路块的至少其中之一。量化器通过量化包括末级电路块的电路块的至少其中之一的输出来产生量化值。控制器产生控制信号，控制信号用于通过改变电路块中的每个电路块中的连接条件来使信号处理器和量化器用作以德耳塔-西格玛模式操作的德耳塔-西格玛调制器或以循环模式操作的循环A/D转换器。控制器根据量化值来输出模拟输入信号的A/D转换结果。