[发明专利]模数转换器、模数转换方法和位移检测装置

说明书

减少了循环模数转换器中的错误。模数转换器是用于通过对模拟输入信号执行多次循环处理来将模拟输入信号转换为数字输出信号的循环模数转换器。循环处理单元执行循环处理并输出指示数字输出信号的每个位的值的数字信号。输出电路接收从循环处理单元输出的数字信号，并且将通过每隔一个循环使数字信号反相而获得的信号作为输出信号输出。在前一循环的循环处理中生成在第二循环和后续循环中输入到循环处理单元的信号。在循环处理中，执行用于使输入到循环处理的信号反相的处理。

技术领域

本公开涉及一种模数转换器、模数转换方法和位移检测装置。

背景技术

称为循环型或算法型的模数(A/D)转换器已知为一种类型的A/D转换器。例如，在日本未经审查的专利申请公开第2008-28820号中提出了通用循环A/D转换器的配置。

该A/D转换器包括模拟/数字(A/D)转换电路、数字/模拟(D/A)转换电路、放大电路、输入差分电路和两个开关。A/D转换电路将输入的模拟信号转换为数字信号。D/A转换电路将A/D转换电路的输出转换为模拟信号。放大电路放大输入的模拟信号。在日本未经审查的专利申请公开第2008-28820号中，放大电路将输入的模拟信号放大两倍。输入差分电路计算放大电路的输出与D/A转换电路的输出之间的差。通过两个开关的切换，选择模拟输入信号和输入差分电路的输出之一，并将所选的一个输入到A/D转换电路和放大电路。

在该A/D转换器中，在某个循环中采样的输入差分电路的输出在下一循环输入到A/D转换电路和放大电路，从而可以在A/D转换电路中执行递归转换。然后，通过循环的重复，可以从最高有效位开始依次序获得每个位的值。因此，通过重复N(N是2或2以上的整数)个循环，可以配置将模拟输入信号转换为具有由N和A/D转换电路的位数的乘积表示的位数的数字信号的A/D转换器。

发明内容

上述通用循环A/D转换器通过将信号在流水线A/D转换器的一级中循环N次来执行模拟/数字转换，这减小了电路尺寸。然而，由于重复使用相同的A/D转换电路，因此上述通用循环A/D转换器具有如下问题：累积诸如放大偏移之类的误差，并且因此线性度趋于恶化。例如，在上述A/D转换器中，在某个循环中生成的误差在下一循环中被放大器放大两倍，并且该误差随着放大次数的增加而增大。

鉴于以上情况做出了本公开。本公开的目的是减少循环模数转换器中的误差。

本公开的第一示例方面是模数转换器，其是用于通过对模拟输入信号执行多次循环处理来将模拟输入信号转换为数字输出信号的循环模数转换器。该模数转换器包括：循环处理单元，被配置为执行循环处理并输出指示数字输出信号的每个位的值的数字信号；以及输出电路，被配置为接收从循环处理单元输出的数字信号，并且将通过每隔一个循环使数字信号反相而获得的信号作为输出信号输出。在前一循环的循环处理中生成在第二循环和后续循环中输入到循环处理单元的信号，并且在循环处理中，执行用于使输入到循环处理单元的信号反相的处理。

本公开的第二示例方面是上述模数转换器，其中，输出电路理想地包括：D触发器，包括连接到输入端的反相输出端；以及异或电路，异或电路的一个输入接收数字信号，异或电路的另一输入连接到D触发器的输出端。

本公开的第三示例方面是上述模数转换器，其中，输出电路被理想地配置为输出数字信号作为奇数循环中的输出信号，并且输出通过使数字信号反相而获得的信号作为偶数循环中的输出信号。

本公开的第四示例方面是上述模数转换器，其中，在初始状态下，D触发器的输出端的输出值被理想地设定为“0”，并且D触发器的反相输出端的输出值被理想地设定为“1”。

本公开的第五示例方面是上述模数转换器，理想地还包括反相器电路，反相器电路被配置为将通过使循环处理单元的输出反相而获得的信号输出到循环处理单元。