[19]
中华人民共和国国家知识产权局
[12]发明专利申请公开说明书
[11]公开号CN 1308412A [43]公开日2001年8月15日
[21]申请号01103009.7[21]申请号01103009.7
[22]申请日2001.01.21[30]优先权
[32]2000.01.21 [33]JP [31]12706/2000
[71]申请人三洋电机株式会社
地址日本大阪府
共同申请人小林春夫
[72]发明人小林春夫 木村安行 [74]专利代理机构中国专利代理(香港)有限公司代理人刘宗杰 叶恺东
[51]Int.CI 7H03M 1/12
权利要求书 2 页 说明书 12 页 附图 16 页
[54]发明名称
[57]摘要
一种能实现低电压化及微细化、高集成化的高
速的AD转换电路。设有分别输入模拟信号对与基准
c；将反射电路输出的差动电流对进行比较后输出上
位3位反射码的比较器3a～c；将4相正弦波对进行输
出的正弦波发生电路4a～4d；将4相正弦波之间进行
插值后输出32个正弦波对的插值电路5；分别将正弦
波对进行比较的比较器6；将比较器6的输出转换为
下位5位的反射码的反射码编码器7。
01103009.7权 利 要 求 书第1/2页
1．一种将输入的模拟信号转换为上位m位及下位n位的反射码的AD转换电路，其特征是，设有
分别输入差动模拟信号对和差动基准电压对并输出反射后的差动电流对的m个反射电路；
将所述反射电路输出的差动电流对进行比较后将上位m位的反射码进行输出的m个第1比较器电路；
分别输入所述差动模拟信号对和差动基准电压对并输出多相正弦波对的多个正弦波发生电路；
将所述多相正弦波对之间进行插值并输出2n个正弦波对的插值电路；
将所述正弦波对分别比较后输出2值数据的2n个第2比较器电路；
将所述2值数据转换为n位反射码的反射码编码器电路，从所述反射码编码器电路输出下位n位的反射码。
2．权利要求项1中所述的AD转换器，其特征是设有对应时钟信号将所述差动模拟信号对的电平保持一段时间并进行输出的跟踪保持电路，在经此跟踪保持电路将所述模拟信号对输入所述反射电路及正弦波发生电路的同时，使所述第1及第2比较器与所述时钟信号同步动作。
3．权利要求项1、2中所述的AD转换电路，其特征是设有将所述模拟信号对和基准电压对的电位差进行放大并输出差动电压对的前置放大电路，此前置放大电路的输出输入到所述反射电路。 4．权利要求项3中所述的AD转换电路，其特征是所述反射电路设有所述差动电压对加载于门极的差动MOS晶体管对；向此差动MOS晶体管对输送第1电流的电流源；向一对电流路输送第2电流的电流镜向电路，将所述差动MOS晶体管的漏极分别相互交叉连接于所述一对的电流路上，从所述一对的电流路的端部输出反射后的差动电流对。
5．一种AD转换电路，设有输入差动模拟信号并将上位m位的数字信号进行输出的反射电路；输入所述差动模拟信号并将下位n位
01103009.7权 利 要 求 书 第2/2页的数字信号进行输出的正弦波发生电路；将此正弦波发生电路的输出进行插值的插值电路，输出m+n位的数字信号，其特征是，所述反射电路设有所述差动模拟信号与差动参照电压的差动电压对加载于门极的1个以上的差动M O S晶体管对；向此差动M O S晶体管对输送第1电流的电流源；向一对电流路输送第2电流的电流镜向电路，将所述差动MOS晶体管对的漏极分
别交叉连接于所述一对的电流路，从所述一对电流路的端部输出反射后的差动电流对。 6．权利要求项5中所述的AD转换电路，其特征是设有将所述差动电流对进行比较后输出反射码化的数字信号的电流比较器。 7．一种AD转换电路，设有输入差动模拟信号并将上位m位的数字信号进行输出的反射电路；输入所述差动模拟信号并将下位n位的数字信号进行输出的正弦波发生电路；将此正弦波发生电路的输出进行插值的插值电路，输出m+n位的数字信号，其特征是，所述正弦波发生电路设有所述差动模拟信号与差动参照电压的差动电压对加载于门极的多个差动M O S晶体管对；向此差动M O S晶体管对输送第1电流的电流源；向一对电流路输送第2电流的电流镜向电路，将所述差动MOS晶体管对的漏极分别交叉连接于所述一对的电流路，从所述一对电流路的端部进行正弦波电流的输出。 8．权利要求项7中所述的AD转换电路，所述插值电路是将相位错开的多个正弦波电流之间进行电流插值的插值电路，设有以规定的比例将所述正弦波电流分流为多个电流的分流装置；将多个正弦波电流之间进行电流插值的所述分流后的电流进行加法运算的加法运算装置，所述正弦波电流直接输入所述分流装置。
9．权利要求项8中所述的AD转换电路，其特征是所述分流装置由门极宽度不同的多个MOS晶体管并联连接而成。
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AD转换电路
本发明涉及AD转换电路(模拟/数字转换器)，尤其涉及在能进行低电压动作的同时将电路量(电路元件数)及耗电量加以减少的高速AD转换电路。本发明的AD转换电路适合进行数字信号处理的所有产品，尤其适合计量仪器的FTT测定器、数字式示波器等产品。
作为以往最高速的AD转换电路，已知的为并联式(闪速式)A D转换电路。此种AD转换电路采用位分辨率的2次幂个比较器构成电路。例如，当分辨率为8位时，则需要256(=28)个比较器及设于其后的庞大电路量的数字编码器。
因此，以往的并联式AD转换电路不仅增大了电路量和耗电量，还增大了输入容量、劣化了高频特性。又，以往的AD转换电路采用的电路形式多为以电压范围进行运算的电压式电路，随着集成电路的微细化，电源电压降下来后此种电路形式将无以应对。 与此相对，反射-插值式(反射-插值式)AD转换电路与并联式AD转换电路相比，优点在于具有同等的高速性，且电路量、耗电量、输入容量也比并联式AD比较器要少。作为此种反射-插值式AD转换电路的领先技术，有特开平8-149006号公报等刊载的技术为例。
如上所述，并联式AD转换电路存在着电路量、耗电量、输入容量大的问题，而反射-插值式AD转换电路虽是有望解决这些问题的技术，但以往提出的多是采用场效应晶体管电路的技术，对于电源电压的低电压化、集成电路的微细化、耗电量的降低尚不能充分适应。
因而，本发明申请人对高速AD转换电路进行了返复深入地研究，终于开发出使用C M O S晶体管电路的高速A D转换电路的新结构。
也就是说，本发明的目的在于提供一种能够进一步发展以往的反射-插值式AD转换电路的电路、尤其是通过对AD转换电路输入部分的模拟前处理电路的着力研究，提供一种能够提高AD转换特性且
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实现低电压化、微细化、高集成化的AD转换电路。
本项申请中公开的发明的概要说明如下。
第1项发明的A D转换电路在将模拟信号转换为上位m位及下位n位的反射码的AD转换电路中设有若干电路，即分别输入模拟信号对和基准电压对并输出反射后的差动电流对的m个反射电路；将反射电路输出的差动电流对进行比较后将上位m位的反射码进行输出的m个第1比较器电路；分别输入模拟信号对和基准电压对并输出多相正弦波对的多个正弦波发生电路；将多相正弦波对之间进行插值并输出2n个正弦波对的插值电路；将正弦波对分别比较后输出2值数据的2n个第2比较器电路；将2值数据转换为n位反射码的反射码编码器电路。由反射码编码器电路输出下位n位的反射码。
此种电路，既能保持以往并联式AD转换电路同等的速度，又能大幅度减少总体的电路量和耗电量。
第2项发明的A D转换电路的特征是，在第1项发明中设有对应时钟信号将所述模拟信号对的电平保持一段时间并进行输出的跟踪保持电路，在经此跟踪保持电路将所述模拟信号对输入反射电路及正弦波发生电路的同时，使第1及第2比较器与时钟信号同步动作。
此种电路能防止造成信号延迟的AD转换错误的发生、提高AD 转换精度。
第3项发明的AD转换电路的特征是，在第1、第2项发明中设有将模拟信号对和基准电压对的电位差进行放大并输出差动电压对的前置放大电路，此前置放大电路的输出输入到所述反射电路。 此种电路能提高AD转换精度。
第4项发明的AD转换电路是，在第3项发明中反射电路设有差动电压对加载于门极的差动M O S晶体管对；向此差动M O S晶体管对输送第1电流的电流源；向一对电流路输送第2电流的电流镜向电路，将差动MOS晶体管对分别相互交叉连接于一对电流路上，从一对电流路的端部输出反射后的差动电流对。
此种电路因电流模由C M O S组成，有望实现低电压化。 第5项发明的A D转换电路的特征是，设有3个电路，即输入
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