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JP2024165802A - Successive approximation type AD conversion circuit - Google Patents

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JP2024165802A
JP2024165802A JP2023082300A JP2023082300A JP2024165802A JP 2024165802 A JP2024165802 A JP 2024165802A JP 2023082300 A JP2023082300 A JP 2023082300A JP 2023082300 A JP2023082300 A JP 2023082300A JP 2024165802 A JP2024165802 A JP 2024165802A
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capacitor
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護 橋上
Mamoru Hashigami
弘治 齊藤
Hiroharu Saito
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Rohm Co Ltd
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Rohm Co Ltd
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Abstract

To improve accuracy of A/D conversion.SOLUTION: A successive-approximation type A/D conversion circuit (1A) includes: a correction circuit (30) configured to correct a first voltage (V1) corresponding to an analog input signal or a second voltage (V2) to be compared with the first voltage; a comparator (40) configured to generate a comparison result signal by comparing two comparison input voltages obtained through the correction; and a control circuit (50) configured to determine a value of a digital output signal for each bit by binary search from a most significant bit to a least significant bit of the digital output signal on the basis of the comparison result signal. The control circuit sets a correction amount in the correction circuit for each bit of the digital output signal during a successive approximation period.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本開示は、逐次比較型AD変換回路に関する。 This disclosure relates to a successive approximation type AD conversion circuit.

AD変換回路の一種として、バイナリサーチを利用してAD変換を行う逐次比較型AD変換回路がある。 One type of AD conversion circuit is a successive approximation type AD conversion circuit that uses a binary search to perform AD conversion.

特開2019-80292号公報JP 2019-80292 A

逐次比較型AD変換回路においてAD変換の精度向上は重要である。 Improving the accuracy of AD conversion is important in successive approximation AD conversion circuits.

本開示は、AD変換の精度向上(例えば直線性の向上)に寄与する逐次比較型AD変換回路を提供することを目的とする。 The present disclosure aims to provide a successive approximation type AD conversion circuit that contributes to improving the accuracy of AD conversion (e.g., improving linearity).

本開示に係る逐次比較型AD変換回路は、アナログ入力信号をデジタル出力信号に変換するよう構成された逐次比較型AD変換回路であって、前記アナログ入力信号に応じた第1電圧を生成するよう構成された第1電圧生成回路と、前記第1電圧との対比に供される第2電圧を生成するよう構成された第2電圧生成回路と、バイナリサーチが行われる逐次比較期間において前記第1電圧又は前記第2電圧を補正するよう構成された補正回路と、前記補正回路での補正を通じて得られる2つの比較入力電圧を受け、前記2つの比較入力電圧を比較することで比較結果信号を生成するよう構成されたコンパレータと、前記比較結果信号に基づき、前記デジタル出力信号の最上位ビットから最下位ビットに向けてバイナリサーチにより前記デジタル出力信号の値をビットごとに決定するよう構成された制御回路と、を備え、前記制御回路は、前記逐次比較期間において、前記デジタル出力信号のビットごとに前記補正回路での補正量を設定する。 The successive approximation type AD conversion circuit according to the present disclosure is a successive approximation type AD conversion circuit configured to convert an analog input signal into a digital output signal, and includes a first voltage generation circuit configured to generate a first voltage corresponding to the analog input signal, a second voltage generation circuit configured to generate a second voltage to be compared with the first voltage, a correction circuit configured to correct the first voltage or the second voltage during a successive approximation period in which a binary search is performed, a comparator configured to receive two comparison input voltages obtained through correction in the correction circuit and generate a comparison result signal by comparing the two comparison input voltages, and a control circuit configured to determine the value of the digital output signal for each bit by binary search from the most significant bit to the least significant bit of the digital output signal based on the comparison result signal, and the control circuit sets the amount of correction in the correction circuit for each bit of the digital output signal during the successive approximation period.

本開示によれば、AD変換の精度向上(例えば直線性の向上)に寄与する逐次比較型AD変換回路を提供することが可能となる。 The present disclosure makes it possible to provide a successive approximation type AD conversion circuit that contributes to improving the accuracy of AD conversion (e.g., improving linearity).

図1は、本開示の第1実施形態に係るADコンバータの全体構成図である。FIG. 1 is an overall configuration diagram of an AD converter according to a first embodiment of the present disclosure. 図2は、本開示の第1実施形態に係り、スイッチアレイにおける1つのスイッチの内部構成及び周辺回路を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing the internal configuration and peripheral circuits of one switch in a switch array according to the first embodiment of the present disclosure. 図3は、本開示の第1実施形態に係り、スイッチアレイにおける1つのスイッチの4状態を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing four states of one switch in a switch array according to the first embodiment of the present disclosure. 図4は、本開示の第1実施形態に係り、キャパシタアレイにおける複数のキャパシタの静電容量値の関係を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the capacitance values of a plurality of capacitors in a capacitor array according to the first embodiment of the present disclosure. 図5は、本開示の第1実施形態に係り、AD変換動作のフローチャートである。FIG. 5 is a flowchart of an AD conversion operation according to the first embodiment of the present disclosure. 図6は、本開示の第1実施形態に係り、サンプリング動作が行われるときのADコンバータの状態を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a state of the AD converter when a sampling operation is performed according to the first embodiment of the present disclosure. 図7は、本開示の第1実施形態に係り、状態遷移動作のフローチャートである。FIG. 7 is a flowchart of a state transition operation according to the first embodiment of the present disclosure. 図8は、本開示の第1実施形態に係り、状態遷移動作に関わるADコンバータの状態を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing states of the AD converter involved in state transition operations according to the first embodiment of the present disclosure. 図9は、本開示の第1実施形態に係り、逐次比較動作のフローチャートである。FIG. 9 is a flowchart of a successive approximation operation according to the first embodiment of the present disclosure. 図10は、本開示の第1実施形態に係り、制御回路内のレジスタの構成図である。FIG. 10 is a configuration diagram of a register in a control circuit according to the first embodiment of the present disclosure. 図11は、本開示の第1実施形態に係り、逐次比較動作が行われるときのADコンバータの状態を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing a state of the AD converter when a successive approximation operation is performed according to the first embodiment of the present disclosure. 図12は、本開示の第1実施形態に係り、電圧生成回路の構成例を示す図である。FIG. 12 is a diagram illustrating a configuration example of a voltage generating circuit according to the first embodiment of the present disclosure. 図13は、本開示の第1実施形態に係り、電圧生成回路の他の構成例を示す図である。FIG. 13 is a diagram illustrating another configuration example of the voltage generating circuit according to the first embodiment of the present disclosure. 図14は、本開示の第1実施形態に係り、電圧生成回路にて生成される電圧が理想電圧からずれる様子を示す図である。FIG. 14 is a diagram illustrating how the voltage generated by the voltage generating circuit deviates from the ideal voltage according to the first embodiment of the present disclosure. 図15は、本開示の第1実施形態に係り、ビットごとの補正量を示す図である。FIG. 15 is a diagram showing the correction amount for each bit according to the first embodiment of the present disclosure. 図16は、本開示の第1実施形態に属する実施例EX1_1に係り、補正回路と、その周辺の回路図である。FIG. 16 is a circuit diagram of a correction circuit and its periphery according to an example EX1_1 belonging to the first embodiment of the present disclosure. 図17は、本開示の第1実施形態に属する実施例EX1_2に係り、補正回路と、その周辺の回路図である。FIG. 17 is a circuit diagram of a correction circuit and its periphery according to an example EX1_2 belonging to the first embodiment of the present disclosure. 図18は、本開示の第1実施形態に属する実施例EX1_3に係り、補正回路と、その周辺の回路図である。FIG. 18 is a circuit diagram of a correction circuit and its periphery according to an example EX1_3 belonging to the first embodiment of the present disclosure. 図19は、本開示の第1実施形態に属する実施例EX1_3に係り、非補正状態における補正回路と、その周辺の回路図である。FIG. 19 is a circuit diagram of a correction circuit in a non-correction state and its periphery according to an example EX1_3 belonging to the first embodiment of the present disclosure. 図20は、本開示の第2実施形態に係るADコンバータの全体構成図である。FIG. 20 is an overall configuration diagram of an AD converter according to the second embodiment of the present disclosure. 図21は、本開示の第2実施形態に係り、サンプリング動作が行われるときのADコンバータの状態を示す図である。FIG. 21 is a diagram showing a state of the AD converter when a sampling operation is performed according to the second embodiment of the present disclosure. 図22は、本開示の第2実施形態に属する実施例EX2_1に係り、補正回路と、その周辺の回路図である。FIG. 22 is a circuit diagram of a correction circuit and its periphery according to an example EX2_1 belonging to the second embodiment of the present disclosure. 図23は、本開示の第2実施形態に属する実施例EX2_2に係り、補正回路と、その周辺の回路図である。FIG. 23 is a circuit diagram of a correction circuit and its periphery according to an example EX2_2 belonging to the second embodiment of the present disclosure. 図24は、本開示の第2実施形態に属する実施例EX2_3に係り、補正回路と、その周辺の回路図である。FIG. 24 is a circuit diagram of a correction circuit and its periphery according to an example EX2_3 belonging to the second embodiment of the present disclosure. 図25は、本開示の第2実施形態に属する実施例EX2_4に係り、補正回路と、その周辺の回路図である。FIG. 25 is a circuit diagram of a correction circuit and its periphery according to an example EX2_4 belonging to the second embodiment of the present disclosure. 図26は、本開示の第3実施形態に係るADコンバータの全体構成図である。FIG. 26 is an overall configuration diagram of an AD converter according to a third embodiment of the present disclosure. 図27は、本開示の第3実施形態に係り、逐次比較動作のフローチャートである。FIG. 27 is a flowchart of a successive approximation operation according to the third embodiment of the present disclosure. 図28は、本開示の第3実施形態に属する実施例EX3_1に係り、補正回路と、その周辺の回路図である。FIG. 28 is a circuit diagram of a correction circuit and its periphery according to an example EX3_1 belonging to the third embodiment of the present disclosure. 図29は、本開示の第3実施形態に属する実施例EX3_2に係り、補正回路と、その周辺の回路図である。FIG. 29 is a circuit diagram of a correction circuit and its periphery according to an example EX3_2 belonging to the third embodiment of the present disclosure.

以下、本開示の実施形態の例を、図面を参照して具体的に説明する。参照される各図において、同一の部分には同一の符号を付し、同一の部分に関する重複する説明を原則として省略する。尚、本明細書では、記述の簡略化上、情報、信号、物理量、機能部、回路、素子又は部品等を参照する記号又は符号を記すことによって、該記号又は符号に対応する情報、信号、物理量、機能部、回路、素子又は部品等の名称を省略又は略記することがある。例えば、後述の“WR1”によって参照される比較配線は(図1参照)、比較配線WR1と表記されることもあるし、配線WR1と略記されることもあり得るが、それらは全て同じものを指す。本明細書において、任意の回路素子、配線、ノードなど、回路を形成する複数の部位間についての接続とは、特に記述なき限り、電気的な接続を指すと解して良い。 Hereinafter, examples of the embodiments of the present disclosure will be described in detail with reference to the drawings. In each of the drawings, the same parts are given the same reference numerals, and duplicated descriptions of the same parts are omitted as a general rule. In this specification, for the sake of simplicity, a symbol or code referring to information, signal, physical quantity, functional part, circuit, element, or part, etc. may be written, and the name of the information, signal, physical quantity, functional part, circuit, element, or part, etc. corresponding to the symbol or code may be omitted or abbreviated. For example, the comparison wiring referred to by "WR1" described later (see FIG. 1) may be written as the comparison wiring WR1 or may be abbreviated as the wiring WR1, but they all refer to the same thing. In this specification, a connection between multiple parts forming a circuit, such as any circuit element, wiring, node, etc., may be understood to refer to an electrical connection unless otherwise specified.

<<第1実施形態>>
本開示の第1実施形態を説明する。図1に本開示の第1実施形態に係るADコンバータ1Aの全体構成を示す。ADコンバータ1Aは逐次比較型A/D変換回路である。ADコンバータ1Aに対してアナログ入力信号Ainが入力される。ADコンバータ1Aはアナログ入力信号Ainに対するAD変換動作を行う。アナログ入力信号Ainに対するAD変換動作では、アナログ入力信号Ainをバイナリサーチによってデジタル信号に変換し、得られたデジタル信号をデジタル出力信号Doutとして出力する。
First Embodiment
A first embodiment of the present disclosure will be described. FIG. 1 shows an overall configuration of an AD converter 1A according to the first embodiment of the present disclosure. The AD converter 1A is a successive approximation type A/D conversion circuit. An analog input signal Ain is input to the AD converter 1A. The AD converter 1A performs an AD conversion operation on the analog input signal Ain. In the AD conversion operation on the analog input signal Ain, the analog input signal Ain is converted into a digital signal by a binary search, and the obtained digital signal is output as a digital output signal Dout.

デジタル出力信号DoutはNビットのデジタル信号である。即ち、デジタル出力信号Doutは、第1番目のビットから第N番目のビットまでの計Nビットを有する。Nは2以上の任意の整数であり、例えば、8、10、12、14又は16である。ここで、第i番目のビットから見て第(i+1)番目のビットが上位側のビットであるとする。故に、第1番目~第N番目のビットの内、第1番目のビットが最下位ビットであり、第N番目のビットが最上位ビットである。iは任意の整数を表し、N以下の自然数を表すと解して良い。 The digital output signal Dout is an N-bit digital signal. That is, the digital output signal Dout has a total of N bits, from the first bit to the Nth bit. N is any integer equal to or greater than 2, for example, 8, 10, 12, 14, or 16. Here, the (i+1)th bit is considered to be the most significant bit when viewed from the ith bit. Therefore, of the first to Nth bits, the first bit is the least significant bit, and the Nth bit is the most significant bit. i represents any integer, and may be interpreted as representing a natural number equal to or less than N.

ADコンバータ1Aは、DAC10、電圧生成回路20、補正回路30、コンパレータ40、制御回路50及びスイッチSを備える。配線WR_Ainはアナログ入力信号Ainが加わるアナログ入力配線である。配線WR_VDDは所定の電源電圧VDDが加わる電源配線である。配線WR_GNDはグランドに接続される。グランドとは、基準となる0V(ゼロボルト)の電位を有する基準導電部を指す又は0Vの電位そのものを指す。基準導電部は金属等の導体を用いて形成されて良い。配線WR_GNDはグランド電圧が加わるグランド配線である。配線WR_GNDそのものがグランドであると解しても良い。グランド電圧はグランドの電位を有し、故に0Vである。電源電圧VDDは正の直流電圧値(例えば5V)を有する。アナログ入力信号Ainは0V以上且つ電源電圧VDD以下の電圧値を有する。 The AD converter 1A includes a DAC 10, a voltage generating circuit 20, a correction circuit 30, a comparator 40, a control circuit 50, and a switch S G. The wiring WR_Ain is an analog input wiring to which an analog input signal Ain is applied. The wiring WR_VDD is a power supply wiring to which a predetermined power supply voltage VDD is applied. The wiring WR_GND is connected to the ground. The ground refers to a reference conductive part having a reference potential of 0V (zero volts) or refers to the potential of 0V itself. The reference conductive part may be formed using a conductor such as metal. The wiring WR_GND is a ground wiring to which a ground voltage is applied. The wiring WR_GND itself may be considered to be the ground. The ground voltage has the potential of the ground, and is therefore 0V. The power supply voltage VDD has a positive DC voltage value (for example, 5V). The analog input signal Ain has a voltage value of 0V or more and less than the power supply voltage VDD.

DAC10は第1電圧生成回路の例である。DAC10はキャパシタ型DAC(キャパシタ型デジタル-アナログ変換器)である。キャパシタ型DACは一般に容量性DACとも称される。DAC10はキャパシタアレイ11及びスイッチアレイ12を備える。キャパシタアレイ11はキャパシタC[1]~C[N]を備え、スイッチアレイ12はスイッチS[1]~S[N]を備える。 DAC10 is an example of a first voltage generating circuit. DAC10 is a capacitor-type DAC (capacitor-type digital-to-analog converter). Capacitor-type DACs are also commonly referred to as capacitive DACs. DAC10 includes a capacitor array 11 and a switch array 12. Capacitor array 11 includes capacitors C[1] to C[N], and switch array 12 includes switches S[1] to S[N].

キャパシタC[1]~C[N]は各々に第1端及び第2端を備え、第1端及び第2端間に電荷を蓄積する。図1の構成では、キャパシタC[1]~C[N]の第1端は全て比較配線WR1に接続される。キャパシタC[1]~C[N]に対応して、夫々、スイッチS[1]~S[N]が設けられる。即ちキャパシタC[i]に対応してスイッチS[i]が設けられる。また、キャパシタC[i]はデジタル出力信号Doutにおける第i番目のビットに対応する。キャパシタC[1]~C[N]の第2端に対し、スイッチS[1]~C[N]を介して、アナログ入力信号Ain、電源電圧VDD又はグランド電圧が印加され得る。比較配線WR1における電圧を電圧V1と称する。DAC10はアナログ入力信号Ainに応じた電圧V1を生成し、電圧V1を比較配線WR1に出力する。 Each of the capacitors C[1] to C[N] has a first end and a second end, and accumulates electric charge between the first end and the second end. In the configuration of FIG. 1, the first ends of the capacitors C[1] to C[N] are all connected to the comparison wiring WR1. Switches S[1] to S[N] are provided corresponding to the capacitors C[1] to C[N], respectively. That is, a switch S[i] is provided corresponding to the capacitor C[i]. Furthermore, the capacitor C[i] corresponds to the i-th bit of the digital output signal Dout. The analog input signal Ain, the power supply voltage VDD, or the ground voltage can be applied to the second ends of the capacitors C[1] to C[N] via the switches S[1] to C[N]. The voltage on the comparison wiring WR1 is referred to as voltage V1. The DAC 10 generates a voltage V1 according to the analog input signal Ain, and outputs the voltage V1 to the comparison wiring WR1.

図2にキャパシタC[i]とスイッチS[i]と配線WR_Ain、WR_VDD及びWR_GNDとの接続関係を示す。スイッチS[1]~S[N]は各々に共通端子TCOM及び切替端子Ta、Tb及びTcを備える。スイッチS[1]~S[N]の共通端子TCOMは、夫々、キャパシタC[1]~C[N]の第2端に接続される。即ち例えば、スイッチS[1]の共通端子TCOMはキャパシタC[1]の第2端に接続され、スイッチS[2]の共通端子TCOMはキャパシタC[2]の第2端に接続される。スイッチS[3]等も同様である。スイッチS[1]~S[N]の各切替端子Taは配線WR_Ainに接続されてアナログ入力信号Ainを受ける。スイッチS[1]~S[N]の各切替端子Tbは配線WR_VDDに接続されて電源電圧VDDを受ける。スイッチS[1]~S[N]の各切替端子Tcは配線WR_GNDに接続されてグランド電圧を受ける。 FIG. 2 shows the connection relationship between the capacitor C[i], the switch S[i], and the wiring WR_Ain, WR_VDD, and WR_GND. Each of the switches S[1] to S[N] has a common terminal T COM and switching terminals Ta, Tb, and Tc. The common terminals T COM of the switches S[1] to S[N] are connected to the second ends of the capacitors C[1] to C[N], respectively. That is, for example, the common terminal T COM of the switch S[1] is connected to the second end of the capacitor C[1], and the common terminal T COM of the switch S[2] is connected to the second end of the capacitor C[2]. The same is true for the switch S[3], etc. Each switching terminal Ta of the switches S[1] to S[N] is connected to the wiring WR_Ain and receives the analog input signal Ain. Each switching terminal Tb of the switches S[1] to S[N] is connected to the wiring WR_VDD and receives the power supply voltage VDD. Each switching terminal Tc of the switches S[1] to S[N] is connected to a wiring WR_GND and receives the ground voltage.

制御回路50の制御の下、スイッチS[1]~S[N]の夫々において、共通端子TCOMが切替端子Ta、Tb及びTcの何れか1つに選択的に接続される。但し、スイッチS[i]において共通端子TCOMが切替端子Ta、Tb及びTcの何れとも接続されないことがあっても良い。 Under the control of the control circuit 50, in each of the switches S[1] to S[N], the common terminal T COM is selectively connected to one of the switching terminals Ta, Tb, and Tc. However, in the switch S[i], the common terminal T COM may not be connected to any of the switching terminals Ta, Tb, and Tc.

図3を参照し、以下では、任意のスイッチS[i]において、共通端子TCOMが切替端子Ta、Tb、Tcに接続される状態を、夫々、信号入力状態、電源接続状態、グランド接続状態と称し、共通端子TCOMが切替端子Ta、Tb及びTcの何れとも接続されない状態を開放状態と称する。スイッチS[i]の信号入力状態、電源接続状態、グランド状態では、夫々、アナログ入力信号Ain、電源電圧VDD、グランド電圧がキャパシタC[i]の第2端に加わる。尚、図1では例として、スイッチS[1]~S[N]が全て信号入力状態とされる様子が示されている。 3, in the following, in any switch S[i], the states in which the common terminal T COM is connected to the switching terminals Ta, Tb, and Tc are referred to as a signal input state, a power supply connection state, and a ground connection state, respectively, and the states in which the common terminal T COM is not connected to any of the switching terminals Ta, Tb, and Tc are referred to as an open state. In the signal input state, power supply connection state, and ground state of the switch S[i], the analog input signal Ain, the power supply voltage VDD, and the ground voltage are respectively applied to the second end of the capacitor C[i]. Note that, as an example, FIG. 1 shows a state in which all of the switches S[1] to S[N] are in the signal input state.

図1を再度参照し、スイッチSの第1端は比較配線WR1に接続され、スイッチSの第2端には所定の基準電圧VREFが印加される。基準電圧VREFは固定電位を有する。基準電圧VREFは正の直流電圧値を有していて良い。電圧生成回路20にて生成される電圧V2が基準電圧VREFであっても良い。基準電圧VREFは0Vであり得る。制御回路50によりスイッチSはオン状態又はオフ状態に制御される。オン状態、オフ状態は、以下、夫々、単にオン、オフと表現され得る。スイッチSがオンであるとき、スイッチSの第1端及び第2端間が導通して比較配線WR1の電圧V1は基準電圧VREFに固定される。スイッチSがオフであるとき、スイッチSの第1端及び第2端間は遮断される(非導通となる)。尚、図1では例として、スイッチSがオフとされる様子が示されている。 Referring again to FIG. 1, the first end of the switch S G is connected to the comparison wiring WR1, and a predetermined reference voltage V REF is applied to the second end of the switch S G. The reference voltage V REF has a fixed potential. The reference voltage V REF may have a positive DC voltage value. The voltage V2 generated by the voltage generating circuit 20 may be the reference voltage V REF . The reference voltage V REF may be 0 V. The switch S G is controlled to an on state or an off state by the control circuit 50. The on state and the off state may be simply expressed as on and off, respectively, hereinafter. When the switch S G is on, the first end and the second end of the switch S G are conductive, and the voltage V1 of the comparison wiring WR1 is fixed to the reference voltage V REF . When the switch S G is off, the first end and the second end of the switch S G are cut off (non-conductive). Note that FIG. 1 shows, as an example, a state in which the switch S G is off.

スイッチS[1]~[N]及びSの夫々をMOSFET等の任意のスイッチング素子にて構成できる。MOSFETは“metal-oxide-semiconductor field-effect transistor”の略称である。スイッチS[1]~[N]はマルチプレクサであって良い。尚、任意のスイッチに関し、制御回路50が当該スイッチを或る注目した状態に制御するとは、制御回路50が当該スイッチの状態を当該注目した状態に設定することと同義である。 Each of the switches S[1] to [N] and S G can be configured with any switching element such as a MOSFET. MOSFET is an abbreviation for "metal-oxide-semiconductor field-effect transistor". The switches S[1] to [N] may be multiplexers. Note that with respect to any switch, the control circuit 50 controlling the switch to a certain focused state is synonymous with the control circuit 50 setting the state of the switch to the focused state.

電圧生成回路20は第2電圧生成回路の例である。電圧生成回路20は、電圧V1との対比に供される電圧V2を生成し、生成した電圧V2を比較配線WR2に出力する。 The voltage generating circuit 20 is an example of a second voltage generating circuit. The voltage generating circuit 20 generates a voltage V2 to be compared with the voltage V1, and outputs the generated voltage V2 to the comparison wiring WR2.

補正回路30は、制御回路50の制御の下、電圧補正処理を実行できる。電圧補正処理において、補正回路30はDAC10にて生成された電圧V1を補正する又は電圧生成回路20にて生成された電圧V2を補正する。以下では、説明の具体化のため、補正回路30による補正が行われていない電圧V1を原電圧V1と称し、補正回路30による補正が行われた後の電圧V1を補正電圧V1と称する。同様に、補正回路30による補正が行われていない電圧V2を原電圧V2と称し、補正回路30による補正が行われた後の電圧V2を補正電圧V2と称する。 The correction circuit 30 can execute a voltage correction process under the control of the control circuit 50. In the voltage correction process, the correction circuit 30 corrects the voltage V1 generated by the DAC 10 or corrects the voltage V2 generated by the voltage generation circuit 20. In the following, for the sake of concrete explanation, the voltage V1 not corrected by the correction circuit 30 is referred to as the original voltage V1, and the voltage V1 after correction by the correction circuit 30 is referred to as the corrected voltage V1. Similarly, the voltage V2 not corrected by the correction circuit 30 is referred to as the original voltage V2, and the voltage V2 after correction by the correction circuit 30 is referred to as the corrected voltage V2.

コンパレータ40は反転入力端子、非反転入力端子及び出力端子を有する。コンパレータ40の反転入力端子に対して第1比較入力電圧である電圧Vin1が供給され、コンパレータ40の非反転入力端子に対して第2比較入力電圧である電圧Vin2が供給される。電圧Vin1は原電圧V1又は補正電圧V1である。電圧Vin2は原電圧V2又は補正電圧V2である。 The comparator 40 has an inverting input terminal, a non-inverting input terminal, and an output terminal. A voltage Vin1, which is a first comparison input voltage, is supplied to the inverting input terminal of the comparator 40, and a voltage Vin2, which is a second comparison input voltage, is supplied to the non-inverting input terminal of the comparator 40. The voltage Vin1 is the source voltage V1 or the correction voltage V1. The voltage Vin2 is the source voltage V2 or the correction voltage V2.

コンパレータ40は電圧Vin1及びVin2を比較し、電圧Vin1及びVin2の比較結果(高低関係)を示す比較結果信号SCMPを生成及び出力する。比較結果信号SCMPは“0”又は“1”の値を有する二値化信号である。尚、コンパレータ40の非反転入力端子に電圧Vin1を供給し且つコンパレータ40の反転入力端子に電圧Vin2を供給する変形も可能である。 The comparator 40 compares the voltages Vin1 and Vin2, and generates and outputs a comparison result signal S CMP indicating the comparison result (high/low relationship) of the voltages Vin1 and Vin2. The comparison result signal S CMP is a binary signal having a value of "0" or "1." It is also possible to modify the comparator 40 so that the voltage Vin1 is supplied to the non-inverting input terminal and the voltage Vin2 is supplied to the inverting input terminal of the comparator 40.

コンパレータ40は、“Vin1<Vin2”の成立時において“1”の値を有する比較結果信号SCMPを自身の出力端子から出力し、“Vin1>Vin2”の成立時において“0”の値を有する比較結果信号SCMPを自身の出力端子から出力する。“Vin1=Vin2”の成立時において比較結果信号SCMPは“0”又は“1”の値を有する。“Vin1>Vin2”は電圧Vin1が電圧Vin2よりも高いことを表し、“Vin1<Vin2”は電圧Vin1が電圧Vin2よりも低いことを表す。電圧等の物理量を含む他の式についても同様である。 The comparator 40 outputs a comparison result signal S CMP having a value of "1" from its output terminal when "Vin1<Vin2" is true, and outputs a comparison result signal S CMP having a value of "0" from its output terminal when "Vin1>Vin2" is true. When "Vin1=Vin2" is true, the comparison result signal S CMP has a value of "0" or "1.""Vin1>Vin2" indicates that the voltage Vin1 is higher than the voltage Vin2, and "Vin1<Vin2" indicates that the voltage Vin1 is lower than the voltage Vin2. The same applies to other equations that include physical quantities such as voltages.

制御回路50は比較結果信号SCMPを受ける。制御回路50はAD変換動作を全体的に制御し、AD変換動作によって得られたデジタル出力信号Doutを出力する。制御回路50にはレジスタ51が設けられ、レジスタ51にデジタル出力信号Doutの値を格納することができる。制御回路50はDAC10に対して制御信号CNTDAC(DAC入力信号)を供給することで、スイッチS[1]~S[N]の状態を個別に制御する。制御回路50はスイッチSに対して制御信号CNTを供給することで、スイッチSの状態を制御する。制御回路50には更に補正制御部52が設けられる。補正制御部52は補正回路30による電圧補正処理の実行制御を行う(詳細は後述)。 The control circuit 50 receives the comparison result signal S CMP . The control circuit 50 controls the overall AD conversion operation and outputs a digital output signal Dout obtained by the AD conversion operation. The control circuit 50 is provided with a register 51, and the value of the digital output signal Dout can be stored in the register 51. The control circuit 50 controls the states of the switches S[1] to S[N] individually by supplying a control signal CNT DAC (DAC input signal) to the DAC 10. The control circuit 50 controls the state of the switch S G by supplying a control signal CNT G to the switch S G. The control circuit 50 is further provided with a correction control unit 52. The correction control unit 52 controls the execution of the voltage correction process by the correction circuit 30 (details will be described later).

図1のDAC10において、任意の整数iに関し、キャパシタC[i+1]の静電容量値はキャパシタC[i]の静電容量値よりも大きい。ここでは、図4に示す如く、DAC10内のキャパシタC[i]は“2i-1・CUNT”の静電容量値を有するものとする。故に、図1のDAC10において、任意の整数iに関し、キャパシタC[i+1]の静電容量値はキャパシタC[i]の静電容量値の2倍である。CUNTは所定の単位容量値を表す。 In the DAC 10 of Figure 1, for any integer i, the capacitance value of the capacitor C[i+1] is greater than the capacitance value of the capacitor C[i]. Here, as shown in Figure 4, it is assumed that the capacitor C[i] in the DAC 10 has a capacitance value of "2 i-1 ·C UNT ". Therefore, in the DAC 10 of Figure 1, for any integer i, the capacitance value of the capacitor C[i+1] is twice the capacitance value of the capacitor C[i]. C UNT represents a predetermined unit capacitance value.

図5にAD変換動作のフローチャートを示す。AD変換動作では、まずステップS1のサンプリング動作が行われ、次いで、ステップS2の状態遷移動作を経てからステップS3の逐次比較動作が行われ、最後にステップS4の結果出力動作が行われる。以下、サンプリング動作が行われる期間をサンプリング期間と称し、逐次比較動作が行われる期間を逐次比較期間と称する。電圧補正処理は逐次比較動作が行われるときに有意に機能し、故に補正制御部52は逐次比較期間において補正回路30に電圧補正処理を実行させる。ステップS1、S2及びS4において補正制御部52は補正回路30に電圧補正処理を実行させない(但し電圧補正処理を実行させることがあっても良い)。 Figure 5 shows a flowchart of the AD conversion operation. In the AD conversion operation, first, a sampling operation is performed in step S1, then a state transition operation is performed in step S2, followed by a successive approximation operation in step S3, and finally a result output operation in step S4. Hereinafter, the period during which the sampling operation is performed is referred to as the sampling period, and the period during which the successive approximation operation is performed is referred to as the successive approximation period. The voltage correction process functions effectively when the successive approximation operation is performed, and therefore the correction control unit 52 causes the correction circuit 30 to perform the voltage correction process in the successive approximation period. In steps S1, S2, and S4, the correction control unit 52 does not cause the correction circuit 30 to perform the voltage correction process (however, it may sometimes cause the correction circuit 30 to perform the voltage correction process).

図6はサンプリング期間におけるADコンバータ1Aの状態を示す。サンプリング期間は所定時間長さを有する。サンプリング期間において、制御回路50は、DAC10内の全スイッチS[1]~S[N]を信号入力状態に制御し、且つ、スイッチSをオンに制御する。 6 shows the state of the AD converter 1A during a sampling period. The sampling period has a predetermined length of time. During the sampling period, the control circuit 50 controls all the switches S[1] to S[N] in the DAC 10 to a signal input state, and controls the switch S to be on.

サンプリング期間において、配線WR_Ainがスイッチアレイ12を介してキャパシタアレイ11に接続されることで、アナログ入力信号Ainに応じた電荷がキャパシタアレイ11中の各キャパシタ(C[1]~C[N])に蓄積される。サンプリング期間においてスイッチSがオンに制御されるため、キャパシタアレイ11中の各キャパシタが基準電圧VREFを基準にしてアナログ入力信号Ainにより充電される。尚、サンプリング期間において電圧生成回路20及びコンパレータ40の動作は停止していて良い。 During the sampling period, the wiring WR_Ain is connected to the capacitor array 11 via the switch array 12, and electric charges corresponding to the analog input signal Ain are accumulated in each capacitor (C[1] to C[N]) in the capacitor array 11. Since the switch SG is controlled to be on during the sampling period, each capacitor in the capacitor array 11 is charged by the analog input signal Ain with reference to the reference voltage VREF . Note that the operation of the voltage generating circuit 20 and the comparator 40 may be stopped during the sampling period.

ステップS2における状態遷移動作の流れの一例を図7に示す。図7の例では、状態遷移動作において、ステップS21、S22、S23の動作が、この順番で実行される。但し、ステップS21及びS22の動作は同時に行われても良い。ステップS21では、DAC10のスイッチS[1]~S[N]の状態が全て信号入力状態から開放状態に切り替えられる。ステップS22では、スイッチSの状態がオンからオフに切り替えられる。ステップS22の後、ステップS3の逐次比較動作が完了するまでスイッチSはオフ状態に維持される。ステップS23では、DAC10のスイッチS[1]~S[N]の状態が電源接続状態又はグランド接続状態に切り替えられる。 FIG. 7 shows an example of the flow of the state transition operation in step S2. In the example of FIG. 7, the operations of steps S21, S22, and S23 are executed in this order in the state transition operation. However, the operations of steps S21 and S22 may be executed simultaneously. In step S21, the state of all the switches S[1] to S[N] of the DAC 10 is switched from a signal input state to an open state. In step S22, the state of the switch S G is switched from on to off. After step S22, the switch S G is maintained in the off state until the successive approximation operation in step S3 is completed. In step S23, the state of the switches S[1] to S[N] of the DAC 10 is switched to a power supply connection state or a ground connection state.

図8に、ステップS21~S23の動作を経た後のADコンバータ1Aの状態を示す。図8の例では、ステップS23にてDAC10のスイッチS[1]~S[N]の状態が全てグランド接続状態に切り替えられることが想定されている。尚、ステップS23の動作は省略され得る。 Figure 8 shows the state of the AD converter 1A after steps S21 to S23. In the example of Figure 8, it is assumed that the states of the switches S[1] to S[N] of the DAC 10 are all switched to the ground connection state in step S23. Note that the operation of step S23 may be omitted.

図9にステップS3の逐次比較動作のフローチャートを示す。図10にレジスタ51(図1参照)の構造を示す。レジスタ51はNビット分の記憶容量を有し、値Rg[1]~Rg[N]を格納する。値Rg[1]~Rg[N]は夫々に“0”又は“1”である。任意の整数iに関し、値Rg[i+1]は値Rg[i]の上位側ビットの値である。逐次比較動作において値Rg[1]~Rg[N]が上位ビット側から1ビットずつ決定され、決定された値Rg[i]がデジタル出力信号Doutにおける第i番目のビットの値となる。 Figure 9 shows a flowchart of the successive approximation operation in step S3. Figure 10 shows the structure of register 51 (see Figure 1). Register 51 has a storage capacity of N bits and stores values Rg[1] to Rg[N]. Each of values Rg[1] to Rg[N] is either "0" or "1". For any integer i, value Rg[i+1] is the value of the most significant bit of value Rg[i]. In the successive approximation operation, values Rg[1] to Rg[N] are determined bit by bit from the most significant bit side, and the determined value Rg[i] becomes the value of the i-th bit in digital output signal Dout.

逐次比較期間においてスイッチS[1]~S[N]が個別に電源接続状態又はグランド接続状態に設定される。サンプリング期間中にキャパシタアレイ11に蓄積された電荷が逐次比較期間中にキャパシタC[1]~C[N]に分配される。分配の状態は逐次比較期間中のスイッチS[1]~S[N]の状態に依存し、故に逐次比較期間中のスイッチS[1]~S[N]の状態に依存して電圧V1が変化する。制御回路50は、逐次比較動作において(換言すれば逐次比較期間において)、比較結果信号SCMPに基づきバイナリサーチによりスイッチアレイ12の状態を順次切り替えながら値Rg[1]~Rg[N](即ちデジタル出力信号Doutの値)をビットごとに決定する。 During the successive approximation period, the switches S[1] to S[N] are individually set to a power supply connection state or a ground connection state. The charge stored in the capacitor array 11 during the sampling period is distributed to the capacitors C[1] to C[N] during the successive approximation period. The state of distribution depends on the state of the switches S[1] to S[N] during the successive approximation period, and therefore the voltage V1 changes depending on the state of the switches S[1] to S[N] during the successive approximation period. In the successive approximation operation (in other words, during the successive approximation period), the control circuit 50 determines the values Rg[1] to Rg[N] (i.e., the value of the digital output signal Dout) for each bit while sequentially switching the state of the switch array 12 by binary search based on the comparison result signal S CMP .

図9の逐次比較動作では、まずステップS30にて、制御回路50にて管理される変数jに対しNの値が代入される。その後、ステップS31に進む。ステップS31において補正制御部52は補正回路30に電圧補正処理を実行させる。この際、補正制御部52はデジタル出力信号Doutのビットごとに補正回路30での補正量ΔVを設定する。補正量ΔVは電圧量である。デジタル出力信号Doutにおける第j番目のビットの値を決定するときに電圧補正処理にて使用される補正量を特に補正量ΔV[j]と称する。1回目のステップS31では“j=N”であるため補正量ΔV[N]による電圧補正処理が実行される。 In the successive approximation operation of Fig. 9, first, in step S30, a value of N is substituted for a variable j managed by the control circuit 50. Then, the process proceeds to step S31. In step S31, the correction control unit 52 causes the correction circuit 30 to execute a voltage correction process. At this time, the correction control unit 52 sets a correction amount ΔV C in the correction circuit 30 for each bit of the digital output signal Dout. The correction amount ΔV C is a voltage amount. The correction amount used in the voltage correction process when determining the value of the j-th bit in the digital output signal Dout is particularly referred to as the correction amount ΔV C [j]. In the first step S31, "j = N", so the voltage correction process is executed using the correction amount ΔV C [N].

補正量ΔV[j]は正の電圧値を持つ場合もあるし、負の電圧値を持つ場合もある。補正量ΔV[N]~ΔV[1]は互いに異なる場合もあるし、補正量ΔV[N]~ΔV[1]の内、幾つかの補正量の値が一致する場合もある。但し、少なくとも、補正量ΔV[N]~ΔV[1]の中には、互いに異なる値を持つ2以上の補正量が含まれる。 The correction amount ΔV C [j] may have a positive voltage value or a negative voltage value. The correction amounts ΔV C [N] to ΔV C [1] may be different from each other, or some of the correction amounts ΔV C [N] to ΔV C [1] may have the same value. However, at least two or more correction amounts having different values are included in the correction amounts ΔV C [N] to ΔV C [1].

電圧補正処理にて電圧V1の補正が行われる場合、原電圧V1に対して補正量ΔV[j]が加算されることで補正電圧V1が生成され(即ち原電圧V1と補正量ΔV[j]との和が補正電圧V1として生成され)、補正電圧V1が電圧Vin1としてコンパレータ40の反転入力端子に供給されると共に原電圧V2が電圧Vin2としてコンパレータ40の非反転入力端子に供給される。電圧補正処理にて電圧V2の補正が行われる場合、原電圧V2に対して補正量ΔV[j]が加算されることで補正電圧V2が生成され(即ち原電圧V2と補正量ΔV[j]との和が補正電圧V2として生成され)、補正電圧V2が電圧Vin2としてコンパレータ40の非反転入力端子に供給されると共に原電圧V1が電圧Vin1としてコンパレータ40の反転入力端子に供給される。 When the voltage V1 is corrected by the voltage correction process, the correction voltage V1 is generated by adding the correction amount ΔV C [j] to the original voltage V1 (i.e., the sum of the original voltage V1 and the correction amount ΔV C [j] is generated as the correction voltage V1), and the correction voltage V1 is supplied as voltage Vin1 to the inverting input terminal of the comparator 40, and the original voltage V2 is supplied as voltage Vin2 to the non-inverting input terminal of the comparator 40. When the voltage V2 is corrected by the voltage correction process, the correction voltage V2 is generated by adding the correction amount ΔV C [j] to the original voltage V2 (i.e., the sum of the original voltage V2 and the correction amount ΔV C [j] is generated as the correction voltage V2), and the correction voltage V2 is supplied as voltage Vin2 to the non-inverting input terminal of the comparator 40, and the original voltage V1 is supplied as voltage Vin1 to the inverting input terminal of the comparator 40.

ステップS31の後、ステップS32に進む。ステップS32において、制御回路50はスイッチS[j]を電源接続状態に制御し且つスイッチS[1]~S[j-1]を全てグランド接続状態に制御する。但し、“j=1”の状態でステップS32の処理が実行される場合にあっては、スイッチS[1]~S[j-1]は存在しないので、ステップS32にて単にスイッチS[1]が電源接続状態に制御される。例として図11に、“j=N”であるときにおけるステップS32での各スイッチの状態を示す。 After step S31, the process proceeds to step S32. In step S32, the control circuit 50 controls switch S[j] to a power supply connected state and controls switches S[1] to S[j-1] to all be connected to ground. However, when the process of step S32 is executed in the state of "j=1", switches S[1] to S[j-1] do not exist, so in step S32, switch S[1] is simply controlled to be in a power supply connected state. As an example, FIG. 11 shows the state of each switch in step S32 when "j=N".

ステップS32に続くステップS33において、制御回路50は、現時点の比較結果信号SCMPの値を取得する(即ち直近のステップS32の状態にてコンパレータ40から出力される比較結果信号SCMPの値を取得する)。取得した値が“1”であれば(ステップS33のY)ステップS34に進んで制御回路50はステップS34及びS35の処理を行う一方、取得した値が“0”であれば(ステップS33のN)ステップS36に進んで制御回路50はステップS36及びS37の処理を行う。 In step S33 following step S32, the control circuit 50 acquires the value of the current comparison result signal S CMP (i.e., acquires the value of the comparison result signal S CMP output from the comparator 40 in the state of the most recent step S32). If the acquired value is "1" (Y in step S33), the process proceeds to step S34, where the control circuit 50 performs the processes of steps S34 and S35, whereas if the acquired value is "0" (N in step S33), the process proceeds to step S36, where the control circuit 50 performs the processes of steps S36 and S37.

ステップS34において制御回路50は値Rg[j]を“1”に決定する。続くステップS35において制御回路50はスイッチS[j]を電源接続状態で維持する。以後、図9の逐次比較動作が終了するまでスイッチS[j]は電源接続状態で維持される。即ち例えば“j=N”の成立状態でステップS35に至ったとき、図9の逐次比較動作が終了するまでスイッチS[N]は電源接続状態で維持される。“j=N-1”の成立状態でステップS35に至ったときなども同様である。ステップS35の後、ステップS38に進む。ステップS35では実質的に何も実行されないので、ステップS35は省略されても良い。 In step S34, the control circuit 50 determines the value Rg[j] to be "1". In the following step S35, the control circuit 50 maintains the switch S[j] in a power supply connected state. Thereafter, the switch S[j] is maintained in a power supply connected state until the successive comparison operation in FIG. 9 is completed. That is, for example, when step S35 is reached with "j=N" held, the switch S[N] is maintained in a power supply connected state until the successive comparison operation in FIG. 9 is completed. The same is true when step S35 is reached with "j=N-1" held. After step S35, the process proceeds to step S38. Since nothing is actually executed in step S35, step S35 may be omitted.

ステップS36において制御回路50は値Rg[j]を“0”に決定する。続くステップS37において制御回路50はスイッチS[j]の状態を電源接続状態からグランド接続状態に切り替える。以後、図9の逐次比較動作が終了するまでスイッチS[j]はグランド接続状態で維持される。即ち例えば“j=N”の成立状態でステップS37に至ったとき、図9の逐次比較動作が終了するまでスイッチS[N]はグランド接続状態で維持される。“j=N-1”の成立状態でステップS37に至ったときなども同様である。ステップS37の後、ステップS38に進む。 In step S36, the control circuit 50 determines the value Rg[j] to be "0". In the following step S37, the control circuit 50 switches the state of the switch S[j] from the power supply connected state to the ground connected state. Thereafter, the switch S[j] is maintained in the ground connected state until the successive comparison operation of FIG. 9 is completed. That is, for example, when step S37 is reached with "j=N" held, the switch S[N] is maintained in the ground connected state until the successive comparison operation of FIG. 9 is completed. The same applies when step S37 is reached with "j=N-1" held. After step S37, proceed to step S38.

ステップS38において制御回路50は変数jが1であるかを確認する。変数jが1でない場合には(ステップS38のN)、ステップS39に進み、変数jより1を減算してからステップS31に戻ってステップS31以降の処理を繰り返す。例えば、2回目のステップS31の処理では電圧補正処理にて使用される補正量が補正量ΔV[N]から補正量ΔV[N-1]に切り替えられ、3回目のステップS31の処理では電圧補正処理にて使用される補正量が補正量ΔV[N-1]から補正量ΔV[N-2]に切り替えられる。4回目以降のステップS31も同様である。また例えば、2回目のステップS32の処理ではスイッチS[N-1]が電源接続状態に設定され且つスイッチS[1]~S[N-1]がグランド接続状態に設定されることになる。この際、1回目のステップS33にて“SCMP=1”であったならば2回目のステップS32にてスイッチS[N]は電源接続状態とされ、1回目のステップS33にて“SCMP=0”であったならば2回目のステップS32にてスイッチS[N]はグランド接続状態とされる。3回目以降のステップS32も同様である。 In step S38, the control circuit 50 checks whether the variable j is 1. If the variable j is not 1 (N in step S38), the process proceeds to step S39, where 1 is subtracted from the variable j, and the process returns to step S31 to repeat the process from step S31 onward. For example, in the second process of step S31, the correction amount used in the voltage correction process is switched from the correction amount ΔV C [N] to the correction amount ΔV C [N-1], and in the third process of step S31, the correction amount used in the voltage correction process is switched from the correction amount ΔV C [N-1] to the correction amount ΔV C [N-2]. The same applies to step S31 from the fourth time onward. Also, for example, in the second process of step S32, the switch S[N-1] is set to a power supply connection state, and the switches S[1] to S[N-1] are set to a ground connection state. At this time, if "S CMP = 1" is determined in step S33 for the first time, the switch S[N] is set to a power supply connection state in step S32 for the second time, and if "S CMP = 0" is determined in step S33 for the first time, the switch S[N] is set to a ground connection state in step S32 for the second time. The same applies to steps S32 for the third time and thereafter.

ステップS31~S37から成る処理を単位比較動作と称する。そうすると、逐次比較動作は第1~第N単位比較動作を含む。“j=N”のときに実行される単位比較動作が第N単位比較動作であり、“j=N-1”のときに実行される単位比較動作が第(N-1)単位比較動作であり、・・・、“j=1”のときに実行される単位比較動作が第1単位比較動作である。第j単位比較動作において値Rg[j]が決定される、即ちデジタル出力信号Doutの第j番目のビットの値が決定される。 The process consisting of steps S31 to S37 is referred to as a unit comparison operation. In this case, the successive comparison operation includes the first to Nth unit comparison operations. The unit comparison operation executed when "j=N" is the Nth unit comparison operation, the unit comparison operation executed when "j=N-1" is the (N-1)th unit comparison operation, ..., the unit comparison operation executed when "j=1" is the first unit comparison operation. In the jth unit comparison operation, the value Rg[j] is determined, that is, the value of the jth bit of the digital output signal Dout is determined.

ステップS38において“j=1”である場合(ステップS38のY)、図9の逐次比較動作を終了する。この段階では、値Rg[1]~Rg[N]が全て決定済みである。 If "j=1" in step S38 (Y in step S38), the successive approximation operation in FIG. 9 ends. At this stage, all values Rg[1] to Rg[N] have been determined.

ステップS4(図5参照)の結果出力動作において、制御回路50は、ステップS3の逐次比較動作にて決定された値Rg[1]~Rg[N]を有するデジタル信号をデジタル出力信号Doutとして出力する。デジタル出力信号Doutを利用する任意の回路(不図示)に対してデジタル出力信号Doutが出力される。ステップS4の結果出力動作は、ステップS3の逐次比較動作の実行中に開始されても良い。即ち逐次比較動作にて値Rg[N]が決定され次第、制御回路50は、デジタル出力信号Dout中の値Rg[N]を出力して良い。同様に、逐次比較動作にて値Rg[N-1]が決定され次第、制御回路50は、デジタル出力信号Dout中の値Rg[N-1]を出力して良い。値Rg[N-2]~Rg[1]についても同様である。 In the result output operation of step S4 (see FIG. 5), the control circuit 50 outputs a digital signal having values Rg[1] to Rg[N] determined in the successive approximation operation of step S3 as a digital output signal Dout. The digital output signal Dout is output to any circuit (not shown) that uses the digital output signal Dout. The result output operation of step S4 may be started while the successive approximation operation of step S3 is being performed. That is, as soon as the value Rg[N] is determined in the successive approximation operation, the control circuit 50 may output the value Rg[N] in the digital output signal Dout. Similarly, as soon as the value Rg[N-1] is determined in the successive approximation operation, the control circuit 50 may output the value Rg[N-1] in the digital output signal Dout. The same applies to the values Rg[N-2] to Rg[1].

図12に示す如く、電圧生成回路20は、予め定められた基準電圧を電圧V2として生成及び出力する基準電圧源20_1であって良い。この場合、基準電圧源20_1の出力端子が比較配線WR2に接続され、基準電圧源20_1は比較配線WR2に対して電圧V2を出力する。基準電圧源20_1から出力される電圧V2は原電圧V2である。基準電圧源20_1から出力される電圧V2が上記基準電圧VREFとして利用されて良い。 12, the voltage generating circuit 20 may be a reference voltage source 20_1 that generates and outputs a predetermined reference voltage as a voltage V2. In this case, the output terminal of the reference voltage source 20_1 is connected to the comparison wiring WR2, and the reference voltage source 20_1 outputs the voltage V2 to the comparison wiring WR2. The voltage V2 output from the reference voltage source 20_1 is the source voltage V2. The voltage V2 output from the reference voltage source 20_1 may be used as the reference voltage VREF .

或いは、図13に示す如く、電圧生成回路20はDA変換回路(デジタル-アナログ変換器)であるDAC20_2であっても良い。この場合、DAC20_2に対してデジタル信号Dinが入力される。DAC20_2はデジタル信号Dinをアナログ信号に変換し、得られたアナログ信号(アナログ電圧信号)を電圧V2として比較配線WR2に出力する。DAC20_2は例えばR-2Rラダー型のDA変換回路であって良い。DAC20_2から出力される電圧V2は原電圧V2である。デジタル信号Dinは、制御回路50からDAC20_2に供給される、又は、ADコンバータ1Aの外部回路(不図示)からDAC20_2に供給される。基本的に、デジタル信号Dinは不変である。但し、デジタル信号Dinは変更され得る。DAC20_2から出力される電圧V2が上記基準電圧VREFとして利用されて良い。 Alternatively, as shown in FIG. 13, the voltage generating circuit 20 may be a DAC 20_2 which is a DA conversion circuit (digital-analog converter). In this case, a digital signal Din is input to the DAC 20_2. The DAC 20_2 converts the digital signal Din into an analog signal, and outputs the obtained analog signal (analog voltage signal) as a voltage V2 to the comparison wiring WR2. The DAC 20_2 may be, for example, an R-2R ladder type DA conversion circuit. The voltage V2 output from the DAC 20_2 is the source voltage V2. The digital signal Din is supplied to the DAC 20_2 from the control circuit 50, or is supplied to the DAC 20_2 from an external circuit (not shown) of the AD converter 1A. Basically, the digital signal Din is unchanged. However, the digital signal Din may be changed. The voltage V2 output from the DAC 20_2 may be used as the reference voltage V REF .

逐次比較期間では、各スイッチの切り替えに伴う電流発生及びADコンバータ1Aの駆動電流の変化など、様々な変動要因により電圧生成回路20から出力される電圧V2(原電圧V2)が理想電圧VIDEALから変動する。理想電圧VIDEALの値は電圧生成回路20から出力される電圧V2(原電圧V2)の設計値に相当する。理想電圧VIDEALからの変動はAD変換における精度の劣化要因(直線性の劣化要因)となる。当該変動の向き及び大きさは、逐次比較期間の中でも様々に変化する。具体的には、当該変動の向き及び大きさは、第1~第N単位比較動作の内、或る単位比較動作の実行期間と他の単位比較動作の実行期間との間でも相違する。例えば、第N単位比較動作の実行期間では、原電圧V2が理想電圧VIDEALより1mVだけ高くなる一方で、第(N-1)単位比較動作の実行期間では、原電圧V2が理想電圧VIDEALより2mVだけ低くなる、といったことが生じる。 During the successive approximation period, the voltage V2 (source voltage V2) output from the voltage generating circuit 20 fluctuates from the ideal voltage V IDEAL due to various fluctuation factors, such as current generation accompanying switching of each switch and changes in the drive current of the AD converter 1A. The value of the ideal voltage V IDEAL corresponds to the design value of the voltage V2 (source voltage V2) output from the voltage generating circuit 20. The fluctuation from the ideal voltage V IDEAL is a factor of deterioration of the accuracy (deterioration of linearity) in the AD conversion. The direction and magnitude of the fluctuation change in various ways even during the successive approximation period. Specifically, the direction and magnitude of the fluctuation differ between the execution period of a certain unit comparison operation and the execution period of another unit comparison operation among the first to Nth unit comparison operations. For example, during the execution period of the Nth unit comparison operation, the source voltage V2 is 1 mV higher than the ideal voltage V IDEAL , whereas during the execution period of the (N-1)th unit comparison operation, the source voltage V2 is 2 mV lower than the ideal voltage V IDEAL .

図14の実線折れ線610は、第8単位比較動作の実行期間(デジタル出力信号Doutの第8番目のビットの値を決定するための期間)と、第7単位比較動作の実行期間と、・・・、第1単位比較動作の実行期間と、の間で、理想電圧VIDEALから見た原電圧V2の変動の向き及び大きさが様々に変化することを表している。 The solid polygonal line 610 in FIG. 14 represents various changes in the direction and magnitude of fluctuation of the source voltage V2 as viewed from the ideal voltage V IDEAL during the execution period of the eighth unit comparison operation (the period for determining the value of the eighth bit of the digital output signal Dout), the execution period of the seventh unit comparison operation, ..., the execution period of the first unit comparison operation.

一方で、理想電圧VIDEALからの変動の向き及び大きさは、ADコンバータ1Aの回路パターン等に依存した概略一定の傾向を有している。故にそれらを実験等を介して評価し、評価結果に基づき適正な補正量を予め決定可能である。即ち例えば、第N単位比較動作の実行期間にて原電圧V2が理想電圧VIDEALより正のオフセット電圧ΔVOFFSETだけ高くなることが分かっている場合、図9の逐次比較動作中の“j=N”であるときにおいて、原電圧V2からオフセット電圧ΔVOFFSETを減じる電圧補正処理、又は、原電圧V1にオフセット電圧ΔVOFFSETを加算する電圧補正処理を実行すれば良い。第(N-1)~第1単位比較動作も同様である。 On the other hand, the direction and magnitude of the fluctuation from the ideal voltage V IDEAL have a roughly constant tendency depending on the circuit pattern of the AD converter 1A, etc. Therefore, it is possible to evaluate them through experiments, etc., and to determine an appropriate correction amount in advance based on the evaluation results. That is, for example, if it is known that the source voltage V2 is higher than the ideal voltage V IDEAL by a positive offset voltage ΔV OFFSET during the execution period of the Nth unit comparison operation, when "j=N" during the successive comparison operation in FIG. 9, a voltage correction process of subtracting the offset voltage ΔV OFFSET from the source voltage V2 or a voltage correction process of adding the offset voltage ΔV OFFSET to the source voltage V1 may be executed. The same applies to the (N-1)th to first unit comparison operations.

実際には、補正量情報を格納した不揮発性メモリ(不図示)を補正制御部52に設けておくと良い。補正量情報は補正量ΔV[N]~ΔV[1]を特定する情報であり、補正制御部52は補正量情報に基づき補正回路30を制御することでステップS31の処理を実現する。ADコンバータ1Aの設計段階において、ビットごとのオフセット電圧ΔVOFFSETを評価して評価結果に基づき補正量情報を定めておけば良い。 In practice, it is preferable to provide a non-volatile memory (not shown) storing the correction amount information in the correction control unit 52. The correction amount information is information for specifying the correction amounts ΔV C [N] to ΔV C [1], and the correction control unit 52 realizes the process of step S31 by controlling the correction circuit 30 based on the correction amount information. In the design stage of the AD converter 1A, it is preferable to evaluate the offset voltage ΔV OFFSET for each bit and determine the correction amount information based on the evaluation result.

図15の実線折れ線620は、補正量情報にて特定される補正量ΔVの例を表す。但し、実線折れ線620による補正量ΔVは、図14の実線折れ線610にて表される実電圧V2に加算するための補正量であるとする。つまり、図14の実線折れ線610にて表される実電圧V2に対し図15の実線折れ線620にて表される補正量ΔVを加算することで、理想電圧VIDEALと一致する補正電圧V2が得られる。或いは、実線折れ線620による補正量ΔVの極性を反転させたものを実電圧V1に加算しても良い。何れせよ、電圧補正処理により上記オフセット電圧ΔVOFFSETの影響が相殺される。 A solid line 620 in Fig. 15 represents an example of the correction amount ΔV C specified by the correction amount information. However, the correction amount ΔV C according to the solid line 620 is a correction amount to be added to the real voltage V2 represented by the solid line 610 in Fig. 14. In other words, by adding the correction amount ΔV C represented by the solid line 620 in Fig. 15 to the real voltage V2 represented by the solid line 610 in Fig. 14, a correction voltage V2 that coincides with the ideal voltage V IDEAL can be obtained. Alternatively, the polarity of the correction amount ΔV C according to the solid line 620 may be inverted and added to the real voltage V1. In any case, the influence of the offset voltage ΔV OFFSET is offset by the voltage correction process.

第1実施形態は、以下の実施例EX1_1~EX1_3を含む。第1実施形態にて上述した事項は、特に記述無き限り且つ矛盾無き限り、以下の実施例EX1_1~EX1_3に適用される。但し、各実施例において、第1実施形態で上述した事項と矛盾する事項については各実施例での記載が優先されて良い。 The first embodiment includes the following Examples EX1_1 to EX1_3. Unless otherwise specified and unless there is a contradiction, the matters described above in the first embodiment are applied to the following Examples EX1_1 to EX1_3. However, in each example, for matters that contradict the matters described above in the first embodiment, the description in each example may take precedence.

[実施例EX1_1]
実施例EX1_1を説明する。図16は、実施例EX1_1に係るADコンバータ1Aの一部構成図である。実施例EX1_1では補正回路30として補正回路30A_1が用いられる。補正回路30A_1は、電圧補正処理において、DAC10により生成された電圧V1を補正する。このため、実施例EX1_1では逐次比較期間において、電圧Vin1は補正電圧V1であり、電圧Vin2は原電圧V2である。
[Example EX1_1]
An example EX1_1 will be described. Fig. 16 is a partial configuration diagram of an AD converter 1A according to the example EX1_1. In the example EX1_1, a correction circuit 30A_1 is used as the correction circuit 30. The correction circuit 30A_1 corrects the voltage V1 generated by the DAC 10 in the voltage correction process. Therefore, in the example EX1_1, in the successive approximation period, the voltage Vin1 is the correction voltage V1, and the voltage Vin2 is the source voltage V2.

補正回路30A_1は配線WR1とコンパレータ40の反転入力端子との間に直列に挿入された加算器であって良い。この場合、第j単位比較動作の実行期間において(図9参照)、補正回路30A_1は、DAC10から出力される原電圧V1に対し補正量ΔV[j]を加算することで補正電圧V1を生成する(即ち原電圧V1と補正量ΔV[j]との和を補正電圧V1として生成する)。第j単位比較動作の実行期間において、“ΔV[j]>0”であれば補正量ΔV[j]の大きさだけ、補正電圧V1は原電圧V1より高くなり、“ΔV[j]<0”であれば補正量ΔV[j]の大きさだけ、補正電圧V1は原電圧V1より低くなる。補正制御部52は第j単位比較動作の実行期間において補正回路30A_1を制御することで補正量ΔV[j]を所望に設定する。 The correction circuit 30A_1 may be an adder inserted in series between the wiring WR1 and the inverting input terminal of the comparator 40. In this case, during the execution period of the jth unit comparison operation (see FIG. 9), the correction circuit 30A_1 generates the correction voltage V1 by adding the correction amount ΔV C [j] to the source voltage V1 output from the DAC 10 (i.e., the sum of the source voltage V1 and the correction amount ΔV C [j] is generated as the correction voltage V1). During the execution period of the jth unit comparison operation, if "ΔV C [j]>0", the correction voltage V1 becomes higher than the source voltage V1 by the amount of the correction amount ΔV C [j], and if "ΔV C [j]<0", the correction voltage V1 becomes lower than the source voltage V1 by the amount of the correction amount ΔV C [j]. The correction control unit 52 controls the correction circuit 30A_1 during the execution period of the jth unit comparison operation to set the correction amount ΔV C [j] as desired.

[実施例EX1_2]
実施例EX1_2を説明する。図17は、実施例EX1_2に係るADコンバータ1Aの一部構成図である。実施例EX1_2では補正回路30として補正回路30A_2が用いられる。補正回路30A_2は、電圧補正処理において、電圧生成回路20により生成された電圧V2を補正する。このため、実施例EX1_2では逐次比較期間において、電圧Vin1は原電圧V1であり、電圧Vin2は補正電圧V2である。
[Example EX1_2]
An example EX1_2 will be described. Fig. 17 is a partial configuration diagram of an AD converter 1A according to the example EX1_2. In the example EX1_2, a correction circuit 30A_2 is used as the correction circuit 30. The correction circuit 30A_2 corrects the voltage V2 generated by the voltage generation circuit 20 in the voltage correction process. Therefore, in the example EX1_2, in the successive approximation period, the voltage Vin1 is the source voltage V1, and the voltage Vin2 is the correction voltage V2.

補正回路30A_2は配線WR2とコンパレータ40の非反転入力端子との間に直列に挿入された加算器であって良い。この場合、第j単位比較動作の実行期間において(図9参照)、補正回路30A_2は、電圧生成回路20から出力される原電圧V2に対し補正量ΔV[j]を加算することで補正電圧V2を生成する(即ち原電圧V2と補正量ΔV[j]との和を補正電圧V2として生成する)。第j単位比較動作の実行期間において、“ΔV[j]>0”であれば補正量ΔV[j]の大きさだけ、補正電圧V2は原電圧V2より高くなり、“ΔV[j]<0”であれば補正量ΔV[j]の大きさだけ、補正電圧V2は原電圧V2より低くなる。補正制御部52は第j単位比較動作の実行期間において補正回路30A_2を制御することで補正量ΔV[j]を所望に設定する。 The correction circuit 30A_2 may be an adder inserted in series between the wiring WR2 and the non-inverting input terminal of the comparator 40. In this case, during the execution period of the j-th unit comparison operation (see FIG. 9), the correction circuit 30A_2 generates the correction voltage V2 by adding the correction amount ΔV C [j] to the source voltage V2 output from the voltage generating circuit 20 (i.e., the sum of the source voltage V2 and the correction amount ΔV C [j] is generated as the correction voltage V2). During the execution period of the j-th unit comparison operation, if "ΔV C [j]>0", the correction voltage V2 becomes higher than the source voltage V2 by the amount of the correction amount ΔV C [j], and if "ΔV C [j]<0", the correction voltage V2 becomes lower than the source voltage V2 by the amount of the correction amount ΔV C [j]. The correction control unit 52 sets the correction amount ΔV C [j] as desired by controlling the correction circuit 30A_2 during the execution period of the j-th unit comparison operation.

[実施例EX1_3]
実施例EX1_3を説明する。図18は、実施例EX1_3に係るADコンバータ1Aの一部構成図である。実施例EX1_3では補正回路30として補正回路30A_3が用いられる。補正回路30A_3は、電圧補正処理において、DAC10により生成された電圧V1を補正する。このため、実施例EX1_3では逐次比較期間において、電圧Vin1は補正電圧V1であり、電圧Vin2は原電圧V2である。
[Example EX1_3]
An example EX1_3 will be described. Fig. 18 is a partial configuration diagram of an AD converter 1A according to the example EX1_3. In the example EX1_3, a correction circuit 30A_3 is used as the correction circuit 30. The correction circuit 30A_3 corrects the voltage V1 generated by the DAC 10 in the voltage correction process. Therefore, in the example EX1_3, in the successive approximation period, the voltage Vin1 is the correction voltage V1, and the voltage Vin2 is the source voltage V2.

補正回路30A_3はM個の補正単位回路Uを備える。各補正単位回路Uは補正用キャパシタC及び補正用スイッチSを備える。Mは2以上の任意の整数を表す。通常は、Mは3以上の整数値を持つ又はMは4以上の整数値を持つ。M個の補正単位回路Uは補正単位回路U[1]~U[M]から成る。補正単位回路U[i]における補正用キャパシタC及び補正用スイッチSを、夫々、補正用キャパシタC[i]及び補正用スイッチS[i]と称する。補正単位回路U[1]~U[M]は互いに同じ構成を有する。但し、補正用キャパシタC[1]~C[M]の中に、静電容量値の異なる2以上のキャパシタが含まれていて良く、補正用キャパシタC[1]~C[M]の静電容量値は全て互いに異なっていても良い。 The correction circuit 30A_3 includes M correction unit circuits U C. Each correction unit circuit U C includes a correction capacitor C C and a correction switch S C. M represents any integer of 2 or more. Usually, M has an integer value of 3 or more, or M has an integer value of 4 or more. The M correction unit circuits U C are composed of correction unit circuits U C [1] to U C [M]. The correction capacitor C C and the correction switch S C in the correction unit circuit U C [i] are referred to as the correction capacitor C C [i] and the correction switch S C [i], respectively. The correction unit circuits U C [1] to U C [M] have the same configuration. However, the correction capacitors C C [1] to C C [M] may include two or more capacitors with different capacitance values, and the capacitance values of the correction capacitors C C [1] to C C [M] may all be different from each other.

補正回路30A_3において、補正用キャパシタC[1]~C[M]の夫々の第1端は比較配線WR1に接続される。補正用スイッチS[i]は、電源配線WR_VDD及びグランド配線WR_GNDに接続されると共に補正用キャパシタC[i]の第2端に接続され、電源電圧VDD又はグランド電圧を補正用キャパシタC[i]の第2端に供給する。補正用スイッチS[i]の状態は、補正制御部52から補正回路30A_3に供給される制御信号CNTに応じて、補正用キャパシタC[i]の第2端に電源電圧VDDを与える状態(以下、ハイ側状態と称する)と、補正用キャパシタC[i]の第2端にグランド電圧を与える状態(以下、ロー側状態と称する)と、で切り替わる。 In the correction circuit 30A_3, the first terminals of the correction capacitors C C [1] to C C [M] are connected to the comparison wiring WR1. The correction switch S C [i] is connected to the power supply wiring WR_VDD and the ground wiring WR_GND and is also connected to the second terminal of the correction capacitor C C [i], and supplies the power supply voltage VDD or the ground voltage to the second terminal of the correction capacitor C C [i]. The state of the correction switch S C [i] is switched between a state in which the power supply voltage VDD is provided to the second terminal of the correction capacitor C C [i] (hereinafter referred to as a high-side state) and a state in which the ground voltage is provided to the second terminal of the correction capacitor C C [i] (hereinafter referred to as a low-side state) according to a control signal CNT C provided from the correction control unit 52 to the correction circuit 30A_3.

補正制御部52は、補正回路30A_3に制御信号CNTを与えることで、補正用スイッチS[1]~S[M]の状態を個別にハイ側状態又はロー側状態に設定し、これによって補正用キャパシタCごとに、補正用キャパシタCの第2端に対し電源電圧VDD及びグランド電圧の何れを供給するかを制御できる。図18では、例として、補正用キャパシタC[1]~C[M]の各第2端に電源電圧VDDが供給される様子が図示されている。 The correction control unit 52 provides a control signal CNT C to the correction circuit 30A_3 to set the states of the correction switches S C [1] to S C [M] individually to the high side state or the low side state, thereby controlling, for each correction capacitor C C , whether the power supply voltage VDD or the ground voltage is supplied to the second terminal of the correction capacitor C C. In FIG. 18, as an example, a state in which the power supply voltage VDD is supplied to each second terminal of the correction capacitors C C [1] to C C [M] is illustrated.

サンプリング期間において、補正制御部52は補正回路30A_3を基準状態である非補正状態に設定する。補正回路30A_3を非補正状態に設定するとは、補正回路30A_3における補正用スイッチS[1]~S[M]の状態を非補正状態に設定することを意味する。図19に示す如く、非補正状態において、補正用スイッチS[1]~S[M]の内、補正用スイッチS[1]~S[MHF]がロー側状態に設定され且つ補正用スイッチS[MHF+1]~S[M]がハイ側状態に設定される。MHFはMより小さな自然数を表す。Mが偶数であるとき“MHF=M/2”であって良い。Mが奇数であるとき“MHF=(M+1)/2”又は“MHF=(M-1)/2”であって良い。尚、サンプリング期間ではスイッチSがオンとされるため、補正用キャパシタC[1]~C[MHF]には基準電圧VREF及びグランド電圧間の差に応じた電荷が蓄積され、補正用キャパシタC[MHF+1]~C[M]には基準電圧VREF及び電源電圧VDD間の差に応じた電荷が蓄積される(それらの蓄積の様子は図示せず)。 In the sampling period, the correction control unit 52 sets the correction circuit 30A_3 to a non-correction state, which is a reference state. Setting the correction circuit 30A_3 to a non-correction state means setting the states of the correction switches S C [1] to S C [M] in the correction circuit 30A_3 to a non-correction state. As shown in FIG. 19, in the non-correction state, among the correction switches S C [1] to S C [M], the correction switches S C [1] to S C [M HF ] are set to a low-side state and the correction switches S C [M HF +1] to S C [M] are set to a high-side state. M HF represents a natural number smaller than M. When M is an even number, "M HF =M/2" may be satisfied. When M is an odd number, "M HF =(M+1)/2" or "M HF =(M-1)/2" may be satisfied. During the sampling period, the switch S G is turned on, so that charges corresponding to the difference between the reference voltage V REF and the ground voltage are stored in the correction capacitors C C [1] to C C [M HF ], and charges corresponding to the difference between the reference voltage V REF and the power supply voltage VDD are stored in the correction capacitors C C [M HF +1] to C C [M] (the manner in which these charges are stored is not shown).

スイッチSがオフであるとき、“1≦i≦MHF”を満たす整数iについて、補正用スイッチS[i]をロー側状態からハイ側状態に切り替えれば(即ち補正用キャパシタC[i]の第2端に供給される電圧をグランド電圧から電源電圧VDDに切り替えれば)比較配線WR1における電圧V1は上昇し、その上昇の大きさは補正用キャパシタC[i]の静電容量値に依存する。スイッチSがオフであるとき、“MHF+1≦i≦M”を満たす整数iについて、補正用スイッチS[i]をハイ側状態からロー側状態に切り替えれば(即ち補正用キャパシタC[i]の第2端に供給される電圧を電源電圧VDDからグランド電圧に切り替えれば)比較配線WR1における電圧V1は低下し、その低下の大きさは補正用キャパシタC[i]の静電容量値に依存する。 When the switch S G is off, for an integer i that satisfies "1≦i≦M HF ," if the correction switch S C [i] is switched from a low-side state to a high-side state (i.e., if the voltage supplied to the second end of the correction capacitor C C [i] is switched from the ground voltage to the power supply voltage VDD), the voltage V1 in the comparison wiring WR1 rises, and the magnitude of the rise depends on the capacitance value of the correction capacitor C C [i]. When the switch S G is off, for an integer i that satisfies "M HF +1≦i≦M," if the correction switch S C [i] is switched from a high-side state to a low-side state (i.e., if the voltage supplied to the second end of the correction capacitor C C [i] is switched from the power supply voltage VDD to the ground voltage), the voltage V1 in the comparison wiring WR1 falls, and the magnitude of the fall depends on the capacitance value of the correction capacitor C C [i].

補正回路30A_3が非補正状態とされる状態は、補正回路30A_3による電圧補正処理が実行されていない状態に相当する。逐次比較期間において、補正制御部52は、補正回路30A_3の状態を非補正状態から変更することで、電圧V1に対する電圧補正処理を実現する。 The state in which the correction circuit 30A_3 is in the non-correction state corresponds to a state in which the voltage correction process by the correction circuit 30A_3 is not being performed. During the successive approximation period, the correction control unit 52 changes the state of the correction circuit 30A_3 from the non-correction state to realize the voltage correction process for the voltage V1.

即ち、第j単位比較動作において(図9参照)“ΔV[j]>0”であるとき、補正回路30A_3が非補正状態に設定されているときと比べて比較配線WR1の電位が補正量ΔV[j]の大きさだけ上昇するよう、補正制御部52は補正用スイッチS[1]~S[M]を個別にロー側状態又はハイ側状態に設定する。例えば、第j単位比較動作において“ΔV[j]>0”であるとき、補正制御部52は、非補正状態を起点に、補正量ΔV[j]の大きさに応じて補正用スイッチS[1]~S[MHF]の何れか1以上をロー側状態からハイ側状態に切り替える。 That is, when "ΔV C [j]>0" in the jth unit comparison operation (see FIG. 9), the correction control unit 52 sets the correction switches S C [1] to S C [M] individually to the low-side state or the high-side state so that the potential of the comparison wiring WR1 increases by the magnitude of the correction amount ΔV C [j] compared to when the correction circuit 30A_3 is set to the non-correction state. For example, when "ΔV C [ j]>0" in the jth unit comparison operation, the correction control unit 52 switches one or more of the correction switches S C [1] to S C [M HF ] from the low-side state to the high-side state according to the magnitude of the correction amount ΔV C [j], starting from the non-correction state.

逆に、第j単位比較動作において(図9参照)“ΔV[j]<0”であるとき、補正回路30A_3が非補正状態に設定されているときと比べて比較配線WR1の電位が補正量ΔV[j]の大きさだけ低下するよう、補正制御部52は補正用スイッチS[1]~S[M]を個別にロー側状態又はハイ側状態に設定する。例えば、第j単位比較動作において“ΔV[j]<0”であるとき、補正制御部52は、非補正状態を起点に、補正量ΔV[j]の大きさに応じて補正用スイッチS[MHF+1]~S[M]の何れか1以上をハイ側状態からロー側状態に切り替える。 Conversely, when "ΔV C [j]<0" in the jth unit comparison operation (see FIG. 9), the correction control unit 52 sets the correction switches S C [1] to S C [M] individually to the low-side state or the high-side state so that the potential of the comparison wiring WR1 decreases by the magnitude of the correction amount ΔV C [j] compared to when the correction circuit 30A_3 is set to the non-correction state. For example, when "ΔV C [ j]<0" in the jth unit comparison operation, the correction control unit 52 switches one or more of the correction switches S C [M HF +1] to S C [M] from the high-side state to the low-side state according to the magnitude of the correction amount ΔV C [j], starting from the non-correction state.

<<第2実施形態>>
本開示の第2実施形態を説明する。第2実施形態及び後述の第3実施形態は第1実施形態を基礎とする実施形態であり、第2及び第3実施形態において特に述べない事項に関しては、矛盾の無い限り、第1実施形態の記載が第2及び第3実施形態にも適用される。但し、第2実施形態の記載を解釈するにあたり、第1及び第2実施形態間で矛盾する事項については第2実施形態の記載が優先されて良い(後述の第3実施形態についても同様)。
<<Second embodiment>>
The second embodiment of the present disclosure will be described. The second embodiment and the third embodiment described later are based on the first embodiment, and for matters not specifically described in the second and third embodiments, the description of the first embodiment also applies to the second and third embodiments unless there is a contradiction. However, when interpreting the description of the second embodiment, the description of the second embodiment may take precedence over any matters that contradict between the first and second embodiments (the same applies to the third embodiment described later).

第1実施形態に示したADコンバータ1Aの構成及び動作を、差動入力構成を持つADコンバータに適用しても良い。当該適用が施されたADコンバータ1Bの全体構成を図20に示す。ADコンバータ1Bは、ADコンバータ1Aと同様、逐次比較型A/D変換回路である。ADコンバータ1Bに対してアナログ入力信号AinP及びAinNが入力される。ADコンバータ1Bはアナログ入力信号AinP及びAinN間の差信号ADifに対してAD変換動作を行う。差信号ADifはアナログ入力信号AinNの電位から見たアナログ入力信号AinPの電位を有するアナログ信号であるとする。 The configuration and operation of the AD converter 1A shown in the first embodiment may be applied to an AD converter having a differential input configuration. The overall configuration of an AD converter 1B to which this application is applied is shown in FIG. 20. The AD converter 1B is a successive approximation type A/D conversion circuit, similar to the AD converter 1A. Analog input signals AinP and AinN are input to the AD converter 1B. The AD converter 1B performs AD conversion operation on a difference signal ADif between the analog input signals AinP and AinN. The difference signal ADif is an analog signal having the potential of the analog input signal AinP as viewed from the potential of the analog input signal AinN.

差信号Adifに対するAD変換動作では、差信号Adifをバイナリサーチによってデジタル信号に変換し、得られたデジタル信号をデジタル出力信号Doutとして出力する。デジタル出力信号Doutは第1実施形態と同様にNビットのデジタル信号である。アナログ入力信号AinNの電圧はグランド電圧であって良く、この場合、差電圧Adifはアナログ入力信号AinPと等価である。或いは、アナログ入力信号AinNは0Vとは異なる他の固定電位を有してしても良い。 In the AD conversion operation for the difference signal Adif, the difference signal Adif is converted into a digital signal by a binary search, and the obtained digital signal is output as the digital output signal Dout. The digital output signal Dout is an N-bit digital signal, as in the first embodiment. The voltage of the analog input signal AinN may be the ground voltage, in which case the difference voltage Adif is equivalent to the analog input signal AinP. Alternatively, the analog input signal AinN may have another fixed potential different from 0 V.

更に或いは、アナログ入力信号AinNは、アナログ入力信号AinPの電位から見て高電位側にも低電位側にも変動する信号であって良い。この場合、“AinP=AinN”であるときにデジタル出力信号Doutは所定の中間値を持ち、“AinP>AinN”であるときに差信号Adifの大きさの増大につれてデジタル出力信号Doutの値が中間値から増大し、“AinP<AinN”であるときに差信号Adifの大きさの増大につれてデジタル出力信号Doutの値が中間値から減少する。 Further alternatively, the analog input signal AinN may be a signal that fluctuates to either the high potential side or the low potential side as viewed from the potential of the analog input signal AinP. In this case, when "AinP = AinN", the digital output signal Dout has a predetermined intermediate value, and when "AinP > AinN", the value of the digital output signal Dout increases from the intermediate value as the magnitude of the difference signal Adif increases, and when "AinP < AinN", the value of the digital output signal Dout decreases from the intermediate value as the magnitude of the difference signal Adif increases.

ADコンバータ1Bは2つの電圧生成ブロックを備える。ADコンバータ1Bにおける各電圧生成ブロックは第1実施形態にて述べたDAC10及びスイッチSを備える。各電圧生成ブロックにおけるDAC10及びスイッチSの構成は、第1実施形態にて述べたDAC10及びスイッチSの構成と同じである。故に、各電圧生成ブロックにおいて、DAC10はキャパシタC[1]~C[N]から成るキャパシタアレイ11及びスイッチS[1]~S[N]から成るスイッチアレイ12を備える。各電圧生成ブロックにおけるキャパシタC[1]~C[N]及びスイッチS[1]~S[N]間の接続関係は、第1実施形態におけるキャパシタC[1]~C[N]及びスイッチS[1]~S[N]間の接続関係と同じである。 The AD converter 1B has two voltage generation blocks. Each voltage generation block in the AD converter 1B has the DAC 10 and the switch S G described in the first embodiment. The configuration of the DAC 10 and the switch S G in each voltage generation block is the same as the configuration of the DAC 10 and the switch S G described in the first embodiment. Therefore, in each voltage generation block, the DAC 10 has a capacitor array 11 consisting of capacitors C[1] to C[N] and a switch array 12 consisting of switches S[1] to S[N]. The connection relationship between the capacitors C[1] to C[N] and the switches S[1] to S[N] in each voltage generation block is the same as the connection relationship between the capacitors C[1] to C[N] and the switches S[1] to S[N] in the first embodiment.

以下では、ADコンバータ1Bに設けられる2つの電圧生成ブロックの内、一方の電圧生成ブロックに設けられるDAC10及びスイッチSを夫々DAC10P及びスイッチSGPと称し、他方の電圧生成ブロックに設けられるDAC10及びスイッチSを夫々DAC10N及びスイッチSGNと称する。ADコンバータ1Bには、上記2つの電圧生成ブロックに加えて、補正回路30、コンパレータ40及び制御回路50が設けられる。 In the following, of the two voltage generation blocks provided in the AD converter 1B, the DAC 10 and the switch S G provided in one voltage generation block will be referred to as DAC 10P and switch S GP , respectively, and the DAC 10 and the switch S G provided in the other voltage generation block will be referred to as DAC 10N and switch S GN , respectively. In addition to the two voltage generation blocks, the AD converter 1B is provided with a correction circuit 30, a comparator 40, and a control circuit 50.

ADコンバータ1Bにおいて、配線WR_AinPはアナログ入力信号AinPが加わるアナログ入力配線であり、配線WR_AinNはアナログ入力信号AinNが加わるアナログ入力配線である。第1実施形態と同様、配線WR_VDDは所定の電源電圧VDDが加わる電源配線であり、配線WR_GNDはグランド電圧が加わるグランド配線である。アナログ入力信号AinP、AinNは、夫々、DAC10P、10Nに対するアナログ入力信号Ainに相当する。 In the AD converter 1B, the wiring WR_AinP is an analog input wiring to which the analog input signal AinP is applied, and the wiring WR_AinN is an analog input wiring to which the analog input signal AinN is applied. As in the first embodiment, the wiring WR_VDD is a power supply wiring to which a predetermined power supply voltage VDD is applied, and the wiring WR_GND is a ground wiring to which a ground voltage is applied. The analog input signals AinP and AinN correspond to the analog input signals Ain for the DACs 10P and 10N, respectively.

図20の構成では、DAC10PのキャパシタC[1]~C[N]の第1端が全て比較配線WR1に接続され、DAC10NのキャパシタC[1]~C[N]の第1端が全て比較配線WR2に接続される。比較配線WR1における電圧が電圧V1であって且つ比較配線WR2における電圧が電圧V2である点は第1実施形態と同様である。DAC10P及び10Nの夫々において、キャパシタC[i]に対応してスイッチS[i]が設けられる。DAC10P及び10Nの夫々において、キャパシタC[i]はデジタル出力信号Doutにおける第i番目のビットに対応する。 In the configuration of FIG. 20, the first ends of the capacitors C[1] to C[N] of DAC 10P are all connected to the comparison wiring WR1, and the first ends of the capacitors C[1] to C[N] of DAC 10N are all connected to the comparison wiring WR2. As in the first embodiment, the voltage in the comparison wiring WR1 is voltage V1 and the voltage in the comparison wiring WR2 is voltage V2. In each of DACs 10P and 10N, a switch S[i] is provided corresponding to the capacitor C[i]. In each of DACs 10P and 10N, the capacitor C[i] corresponds to the i-th bit in the digital output signal Dout.

スイッチS[1]~S[N]は各々に共通端子TCOM及び切替端子Ta、Tb及びTcを備える(図2参照)。DAC10P及び10Nの夫々において、スイッチS[i]の共通端子TCOMはキャパシタC[i]の第2端に接続される。DAC10PにおけるスイッチS[1]~S[N]の各切替端子Taは配線WR_AinPに接続されてアナログ入力信号AinPを受ける。故にDAC10Pにおいて、スイッチS[i]の信号入力状態ではアナログ入力信号AinPがキャパシタC[i]の第2端に加わる。DAC10NにおけるスイッチS[1]~S[N]の各切替端子Taは配線WR_AinNに接続されてアナログ入力信号AinNを受ける。故にDAC10Nにおいて、スイッチS[i]の信号入力状態ではアナログ入力信号AinNがキャパシタC[i]の第2端に加わる。DAC10P及び10Nの夫々において、スイッチS[1]~S[N]の各切替端子Tbは配線WR_VDDに接続されて電源電圧VDDを受ける。DAC10P及び10Nの夫々において、スイッチS[1]~S[N]の各切替端子Tcは配線WR_GNDに接続されてグランド電圧を受ける。 Each of the switches S[1] to S[N] has a common terminal T COM and switching terminals Ta, Tb, and Tc (see FIG. 2). In each of the DACs 10P and 10N, the common terminal T COM of the switch S[i] is connected to the second end of the capacitor C[i]. Each of the switching terminals Ta of the switches S[1] to S[N] in the DAC 10P is connected to the wiring WR_AinP to receive the analog input signal AinP. Therefore, in the DAC 10P, in the signal input state of the switch S[i], the analog input signal AinP is applied to the second end of the capacitor C[i]. Each of the switching terminals Ta of the switches S[1] to S[N] in the DAC 10N is connected to the wiring WR_AinN to receive the analog input signal AinN. Therefore, in the DAC 10N, in the signal input state of the switch S[i], the analog input signal AinN is applied to the second end of the capacitor C[i]. In each of the DACs 10P and 10N, the switching terminals Tb of the switches S[1] to S[N] are connected to the wiring WR_VDD and receive the power supply voltage VDD. In each of the DACs 10P and 10N, the switching terminals Tc of the switches S[1] to S[N] are connected to the wiring WR_GND and receive the ground voltage.

DAC10Pにおいて、スイッチS[i]の信号入力状態、電源接続状態、グランド状態では、夫々、アナログ入力信号AinP、電源電圧VDD、グランド電圧がキャパシタC[i]の第2端に加わる(図3参照)。DAC10Nにおいて、スイッチS[i]の信号入力状態、電源接続状態、グランド状態では、夫々、アナログ入力信号AinN、電源電圧VDD、グランド電圧がキャパシタC[i]の第2端に加わる(図3参照)。尚、図20では、例として、DAC10P及び10NにおけるスイッチS[1]~S[N]が全て信号入力状態とされる様子が示されている。 In DAC 10P, when switch S[i] is in the signal input state, power connection state, or ground state, the analog input signal AinP, power supply voltage VDD, and ground voltage are applied to the second end of capacitor C[i] (see FIG. 3). In DAC 10N, when switch S[i] is in the signal input state, power connection state, or ground state, the analog input signal AinN, power supply voltage VDD, and ground voltage are applied to the second end of capacitor C[i] (see FIG. 3). Note that FIG. 20 shows, as an example, a state in which switches S[1] to S[N] in DACs 10P and 10N are all in the signal input state.

スイッチSGPの第1端は比較配線WR1に接続され、スイッチSGPの第2端には所定の基準電圧VREFが印加される。スイッチSGNの第1端は比較配線WR2に接続され、スイッチSGNの第2端には所定の基準電圧VREFが印加される。基準電圧VREFは第1実施形態で述べた通りである。制御回路50によりスイッチSGP及びSGNはオン状態又はオフ状態に制御される。スイッチSGPがオンであるとき、スイッチSGPの第1端及び第2端間が導通して比較配線WR1の電圧V1は基準電圧VREFに固定される。スイッチSGPがオフであるとき、スイッチSGPの第1端及び第2端間は遮断される(非導通となる)。スイッチSGNがオンであるとき、スイッチSGNの第1端及び第2端間が導通して比較配線WR2の電圧V2は基準電圧VREFに固定される。スイッチSGNがオフであるとき、スイッチSGNの第1端及び第2端間は遮断される(非導通となる)。尚、図20では例として、スイッチSGP及びSGNがオフとされる様子が示されている。 A first terminal of the switch SGP is connected to the comparison wiring WR1, and a predetermined reference voltage VREF is applied to a second terminal of the switch SGP . A first terminal of the switch SGN is connected to the comparison wiring WR2, and a predetermined reference voltage VREF is applied to a second terminal of the switch SGN . The reference voltage VREF is as described in the first embodiment. The switches SGP and SGN are controlled to be in an on or off state by the control circuit 50. When the switch SGP is on, the first terminal and the second terminal of the switch SGP are conductive, and the voltage V1 of the comparison wiring WR1 is fixed to the reference voltage VREF . When the switch SGP is off, the first terminal and the second terminal of the switch SGP are cut off (non-conductive). When the switch SGN is on, the first and second terminals of the switch SGN are conductive, and the voltage V2 of the comparison wiring WR2 is fixed to the reference voltage VREF . When the switch SGN is off, the first and second terminals of the switch SGN are cut off (non-conductive). Note that, as an example, FIG. 20 shows a state in which the switches SGP and SGN are off.

第1実施形態と同様、補正回路30は、制御回路50の制御の下、電圧補正処理を実行できる。電圧補正処理において、補正回路30はDAC10Pにて生成された電圧V1を補正する又はDAC10Nにて生成された電圧V2を補正する。第1実施形態と同様に、補正回路30による補正が行われていない電圧V1を原電圧V1と称し、補正回路30による補正が行われた後の電圧V1を補正電圧V1と称する。第1実施形態と同様に、補正回路30による補正が行われていない電圧V2を原電圧V2と称し、補正回路30による補正が行われた後の電圧V2を補正電圧V2と称する。 As in the first embodiment, the correction circuit 30 can execute a voltage correction process under the control of the control circuit 50. In the voltage correction process, the correction circuit 30 corrects the voltage V1 generated by the DAC 10P or corrects the voltage V2 generated by the DAC 10N. As in the first embodiment, the voltage V1 that has not been corrected by the correction circuit 30 is referred to as the original voltage V1, and the voltage V1 after correction by the correction circuit 30 is referred to as the corrected voltage V1. As in the first embodiment, the voltage V2 that has not been corrected by the correction circuit 30 is referred to as the original voltage V2, and the voltage V2 after correction by the correction circuit 30 is referred to as the corrected voltage V2.

第1実施形態と同様、コンパレータ40の反転入力端子に対して第1比較入力電圧である電圧Vin1が供給され、コンパレータ40の非反転入力端子に対して第2比較入力電圧である電圧Vin2が供給される。電圧Vin1は原電圧V1又は補正電圧V1である。電圧Vin2は原電圧V2又は補正電圧V2である。コンパレータ40は電圧Vin1及びVin2を比較し、電圧Vin1及びVin2の比較結果(高低関係)を示す比較結果信号SCMPを生成及び出力する。電圧Vin1及びVin2の高低関係に応じた比較結果信号SCMPの生成方法は第1実施形態で述べた通りである。 As in the first embodiment, a voltage Vin1, which is a first comparison input voltage, is supplied to the inverting input terminal of the comparator 40, and a voltage Vin2, which is a second comparison input voltage, is supplied to the non-inverting input terminal of the comparator 40. The voltage Vin1 is the source voltage V1 or the correction voltage V1. The voltage Vin2 is the source voltage V2 or the correction voltage V2. The comparator 40 compares the voltages Vin1 and Vin2, and generates and outputs a comparison result signal S CMP indicative of the comparison result (high-low relationship) of the voltages Vin1 and Vin2. The method of generating the comparison result signal S CMP in accordance with the high-low relationship of the voltages Vin1 and Vin2 is as described in the first embodiment.

制御回路50は比較結果信号SCMPを受ける。制御回路50はAD変換動作を全体的に制御し、AD変換動作によって得られたデジタル出力信号Doutを出力する。第1実施形態と同様、制御回路50にはレジスタ51及び補正制御部52が設けられる。レジスタ51にデジタル出力信号Doutの値を格納することができる。制御回路50はDAC10P及び10Nの夫々に対して制御信号CNTDAC(DAC入力信号)を供給することで、スイッチS[1]~S[N]の状態を個別に制御する。制御回路50はスイッチSGP及びSGNの夫々に対して制御信号CNTを供給することで、スイッチSGP及びSGNの状態を制御する。 The control circuit 50 receives the comparison result signal S CMP . The control circuit 50 controls the overall AD conversion operation and outputs a digital output signal Dout obtained by the AD conversion operation. As in the first embodiment, the control circuit 50 is provided with a register 51 and a correction control unit 52. The value of the digital output signal Dout can be stored in the register 51. The control circuit 50 controls the states of the switches S[1] to S[N] individually by supplying a control signal CNT DAC (DAC input signal) to each of the DACs 10P and 10N. The control circuit 50 controls the states of the switches S GP and S GN by supplying a control signal CNT G to each of the switches S GP and S GN .

DAC10P及び10Nの夫々において、キャパシタC[1]~C[n]の静電容量値は第1実施形態と同様に設定される(図4参照)。 In each of DACs 10P and 10N, the capacitance values of capacitors C[1] to C[n] are set in the same manner as in the first embodiment (see Figure 4).

ADコンバータ1BにおけるAD変換動作では、第1実施形態と同様に、ステップS1~S4の動作が順次実行される(図5参照)。 In the AD conversion operation in the AD converter 1B, steps S1 to S4 are executed sequentially, as in the first embodiment (see FIG. 5).

図21はサンプリング期間におけるADコンバータ1Bの状態を示す。サンプリング期間は所定時間長さを有する。サンプリング期間において、制御回路30は、DAC10P及び10N内の全スイッチS[1]~S[N]を信号入力状態に制御し、且つ、スイッチSGP及びSGNをオンに制御する。 21 shows the state of the AD converter 1B during a sampling period. The sampling period has a predetermined length of time. During the sampling period, the control circuit 30 controls all the switches S[1] to S[N] in the DACs 10P and 10N to a signal input state, and controls the switches SGP and SGN to be on.

サンプリング期間では、配線WR_AinPがDAC10P内でスイッチアレイ12を介してキャパシタアレイ11に接続され、これによってアナログ入力信号AinPに応じた電荷がDAC10Pのキャパシタアレイ11中の各キャパシタ(C[1]~C[N])に蓄積される。この際、DAC10Pにおけるキャパシタアレイ11中の各キャパシタ(C[1]~C[N])は基準電圧VREFを基準にしてアナログ入力信号AinPにより充電される。同様に、サンプリング期間では、配線WR_AinNがDAC10N内でスイッチアレイ12を介してキャパシタアレイ11に接続され、これによってアナログ入力信号AinNに応じた電荷がDAC10Nのキャパシタアレイ11中の各キャパシタ(C[1]~C[N])に蓄積される。この際、DAC10Nにおけるキャパシタアレイ11中の各キャパシタ(C[1]~C[N])は基準電圧VREFを基準にしてアナログ入力信号AinNにより充電される。 During the sampling period, the wiring WR_AinP is connected to the capacitor array 11 via the switch array 12 in the DAC 10P, and thus, charges corresponding to the analog input signal AinP are stored in each capacitor (C[1] to C[N]) in the capacitor array 11 of the DAC 10P. At this time, each capacitor (C[1] to C[N]) in the capacitor array 11 in the DAC 10P is charged by the analog input signal AinP with reference to the reference voltage V REF . Similarly, during the sampling period, the wiring WR_AinN is connected to the capacitor array 11 via the switch array 12 in the DAC 10N, and thus, charges corresponding to the analog input signal AinN are stored in each capacitor (C[1] to C[N]) in the capacitor array 11 of the DAC 10N. At this time, each capacitor (C[1] to C[N]) in the capacitor array 11 in the DAC 10N is charged by the analog input signal AinN with reference to the reference voltage V REF .

ステップS2における状態遷移動作では、第1実施形態に示す状態遷移動作と同様の動作が、2つの電圧生成ブロックの夫々に対して実行される。状態遷移動作において、ステップS21、S22、S23の動作が、この順番で実行されて良い(図7参照)。尚、DAC10Pを含む電圧生成ブロックに対する状態遷移動作では、ステップS22にてスイッチSGPの状態がオンからオフに切り替えられる。DAC10Nを含む電圧生成ブロックに対する状態遷移動作では、ステップS22にてスイッチSGNの状態がオンからオフに切り替えられる。ステップS22の後、逐次比較動作が完了するまでスイッチSGP及びSGNはオフ状態に維持される。 In the state transition operation in step S2, the same operation as the state transition operation shown in the first embodiment is performed for each of the two voltage generation blocks. In the state transition operation, the operations of steps S21, S22, and S23 may be performed in this order (see FIG. 7). In the state transition operation for the voltage generation block including DAC 10P, the state of switch SGP is switched from on to off in step S22. In the state transition operation for the voltage generation block including DAC 10N, the state of switch SGN is switched from on to off in step S22. After step S22, switches SGP and SGN are maintained in the off state until the successive approximation operation is completed.

ステップS3の逐次比較動作においてレジスタ31の値Rg[1]~Rg[N]が上位ビット側から1ビットずつ決定され、決定された値Rg[i]がデジタル出力信号Doutにおける第i番目のビットの値となる。制御回路30は、逐次比較動作において(換言すれば逐次比較期間において)、比較結果信号SCMPに基づきバイナリサーチによりDAC10P及び10Nのスイッチアレイ12の状態を順次切り替えながら値Rg[1]~Rg[N](即ちデジタル出力信号Doutの値)をビットごとに決定する。 In the successive approximation operation in step S3, the values Rg[1] to Rg[N] of the register 31 are determined bit by bit from the most significant bit side, and the determined value Rg[i] becomes the value of the i-th bit in the digital output signal Dout. In the successive approximation operation (in other words, during the successive approximation period), the control circuit 30 determines the values Rg[1] to Rg[N] (i.e., the value of the digital output signal Dout) for each bit while sequentially switching the states of the switch arrays 12 of the DACs 10P and 10N by binary search based on the comparison result signal S CMP.

ADコンバータ1Bにおいて、ステップS3における逐次比較動作のフローチャートは図9のそれと同じであり、第1実施形態における逐次比較動作が本実施形態にも適用される。但し、第1実施形態にてスイッチS[j]の状態が電源接続状態に制御、設定、維持、切り替えられる場合、第2実施形態ではDAC10P及びDAC10Nの夫々におけるスイッチS[j]の状態が電源接続状態に制御、設定、維持、切り替えられると解される。同様に、第1実施形態にてスイッチS[j]の状態がグランド接続状態に制御、設定、維持、切り替えられる場合、第2実施形態ではDAC10P及びDAC10Nの夫々におけるスイッチS[j]の状態がグランド接続状態に制御、設定、維持、切り替えられると解される。 In the AD converter 1B, the flowchart of the successive approximation operation in step S3 is the same as that in FIG. 9, and the successive approximation operation in the first embodiment is also applied to this embodiment. However, if the state of the switch S[j] is controlled, set, maintained, or switched to the power supply connection state in the first embodiment, it is understood that the state of the switch S[j] in each of DAC 10P and DAC 10N is controlled, set, maintained, or switched to the power supply connection state in the second embodiment. Similarly, if the state of the switch S[j] is controlled, set, maintained, or switched to the ground connection state in the first embodiment, it is understood that the state of the switch S[j] in each of DAC 10P and DAC 10N is controlled, set, maintained, or switched to the ground connection state in the second embodiment.

ステップS4(図7参照)の結果出力動作において、制御回路30は、ステップS3の逐次比較動作にて決定された値Rg[1]~Rg[N]を有するデジタル信号を、デジタル出力信号Doutとして出力する。 In the result output operation of step S4 (see FIG. 7), the control circuit 30 outputs a digital signal having the values Rg[1] to Rg[N] determined by the successive approximation operation of step S3 as a digital output signal Dout.

ADコンバータ1Bは、図1のADコンバータ1Aにおいて電圧生成回路20をDAC10Nにより構成した回路であると考えることができる。ADコンバータ1Bにおいて、DAC10P、10Nは夫々第1、第2電圧生成回路の例である。ADコンバータ1Bでは、アナログ入力信号AinNに応じた電圧V2を用いて電圧V1及びV2が逐次比較期間にて比較される。しかしながら、この場合においても、第1実施形態と同様に、様々な変動要因により電圧V2が理想から変動し、当該変動の向き及び大きさは、第1~第N単位比較動作の内、或る単位比較動作の実行期間と他の単位比較動作の実行期間との間でも相違する。このため、第1実施形態のADコンバータ1Aと同様に、デジタル出力信号Doutのビットごとに補正量Vを設定する。 The AD converter 1B can be considered as a circuit in which the voltage generating circuit 20 in the AD converter 1A in FIG. 1 is configured with the DAC 10N. In the AD converter 1B, the DACs 10P and 10N are examples of the first and second voltage generating circuits, respectively. In the AD converter 1B, the voltages V1 and V2 are compared in a successive approximation period using the voltage V2 according to the analog input signal AinN. However, in this case as well, similar to the first embodiment, the voltage V2 fluctuates from the ideal due to various fluctuation factors, and the direction and magnitude of the fluctuation also differ between the execution period of a certain unit comparison operation and the execution period of another unit comparison operation among the first to Nth unit comparison operations. For this reason, similar to the AD converter 1A in the first embodiment, a correction amount V C is set for each bit of the digital output signal Dout.

第2実施形態は、以下の実施例EX2_1~EX2_4を含む。第2実施形態にて上述した事項は、特に記述無き限り且つ矛盾無き限り、以下の実施例EX2_1~EX2_4に適用される。但し、各実施例において、第2実施形態で上述した事項と矛盾する事項については各実施例での記載が優先されて良い。 The second embodiment includes the following Examples EX2_1 to EX2_4. Unless otherwise specified and unless there is a contradiction, the matters described above in the second embodiment are applied to the following Examples EX2_1 to EX2_4. However, in each example, for matters that contradict the matters described above in the second embodiment, the description in each example may take precedence.

[実施例EX2_1]
実施例EX2_1を説明する。図22は、実施例EX2_1に係るADコンバータ1Bの一部構成図である。実施例EX2_1では補正回路30として補正回路30B_1が用いられる。補正回路30B_1は、電圧補正処理において、DAC10Pにより生成された電圧V1を補正する。このため、実施例EX2_1では逐次比較期間において、電圧Vin1は補正電圧V1であり、電圧Vin2は原電圧V2である。
[Example EX2_1]
An example EX2_1 will be described. Fig. 22 is a partial configuration diagram of an AD converter 1B according to the example EX2_1. In the example EX2_1, a correction circuit 30B_1 is used as the correction circuit 30. The correction circuit 30B_1 corrects the voltage V1 generated by the DAC 10P in the voltage correction process. Therefore, in the example EX2_1, in the successive approximation period, the voltage Vin1 is the correction voltage V1, and the voltage Vin2 is the source voltage V2.

補正回路30B_1は配線WR1とコンパレータ40の反転入力端子との間に直列に挿入された加算器あって良い。この場合、第j単位比較動作の実行期間において(図9参照)、補正回路30B_1は、DAC10Pから出力される原電圧V1に対し補正量ΔV[j]を加算することで補正電圧V1を生成する(即ち原電圧V1と補正量ΔV[j]との和を補正電圧V1として生成する)。第j単位比較動作の実行期間において、“ΔV[j]>0”であれば補正量ΔV[j]の大きさだけ、補正電圧V1は原電圧V1より高くなり、“ΔV[j]<0”であれば補正量ΔV[j]の大きさだけ、補正電圧V1は原電圧V1より低くなる。補正制御部52は第j単位比較動作の実行期間において補正回路30B_1を制御することで補正量ΔV[j]を所望に設定する。 The correction circuit 30B_1 may be an adder inserted in series between the wiring WR1 and the inverting input terminal of the comparator 40. In this case, during the execution period of the jth unit comparison operation (see FIG. 9), the correction circuit 30B_1 generates the correction voltage V1 by adding the correction amount ΔV C [j] to the source voltage V1 output from the DAC 10P (i.e., the sum of the source voltage V1 and the correction amount ΔV C [j] is generated as the correction voltage V1). During the execution period of the jth unit comparison operation, if "ΔV C [j]>0", the correction voltage V1 becomes higher than the source voltage V1 by the amount of the correction amount ΔV C [j], and if "ΔV C [j]<0", the correction voltage V1 becomes lower than the source voltage V1 by the amount of the correction amount ΔV C [j]. The correction control unit 52 sets the correction amount ΔV C [j] as desired by controlling the correction circuit 30B_1 during the execution period of the jth unit comparison operation.

[実施例EX2_2]
実施例EX2_2を説明する。図23は、実施例EX2_2に係るADコンバータ1Bの一部構成図である。実施例EX2_2では補正回路30として補正回路30B_2が用いられる。補正回路30B_2は、電圧補正処理において、DAC10Nにより生成された電圧V2を補正する。このため、実施例EX2_2では逐次比較期間において、電圧Vin1は原電圧V1であり、電圧Vin2は補正電圧V2である。
[Example EX2_2]
An example EX2_2 will be described. Fig. 23 is a partial configuration diagram of an AD converter 1B according to the example EX2_2. In the example EX2_2, a correction circuit 30B_2 is used as the correction circuit 30. The correction circuit 30B_2 corrects the voltage V2 generated by the DAC 10N in the voltage correction process. Therefore, in the example EX2_2, in the successive approximation period, the voltage Vin1 is the source voltage V1, and the voltage Vin2 is the correction voltage V2.

補正回路30B_2は配線WR2とコンパレータ40の非反転入力端子との間に直列に挿入された加算器あって良い。この場合、第j単位比較動作の実行期間において(図9参照)、補正回路30B_2は、DAC10Nから出力される原電圧V2に対し補正量ΔV[j]を加算することで補正電圧V2を生成する(即ち原電圧V2と補正量ΔV[j]との和を補正電圧V2として生成する)。第j単位比較動作の実行期間において、“ΔV[j]>0”であれば補正量ΔV[j]の大きさだけ、補正電圧V2は原電圧V2より高くなり、“ΔV[j]<0”であれば補正量ΔV[j]の大きさだけ、補正電圧V2は原電圧V2より低くなる。補正制御部52は第j単位比較動作の実行期間において補正回路30B_2を制御することで補正量ΔV[j]を所望に設定する。 The correction circuit 30B_2 may be an adder inserted in series between the wiring WR2 and the non-inverting input terminal of the comparator 40. In this case, during the execution period of the j-th unit comparison operation (see FIG. 9), the correction circuit 30B_2 generates the correction voltage V2 by adding the correction amount ΔV C [j] to the source voltage V2 output from the DAC 10N (i.e., the sum of the source voltage V2 and the correction amount ΔV C [j] is generated as the correction voltage V2). During the execution period of the j-th unit comparison operation, if "ΔV C [j]>0", the correction voltage V2 becomes higher than the source voltage V2 by the amount of the correction amount ΔV C [j], and if "ΔV C [j]<0", the correction voltage V2 becomes lower than the source voltage V2 by the amount of the correction amount ΔV C [j]. The correction control unit 52 sets the correction amount ΔV C [j] as desired by controlling the correction circuit 30B_2 during the execution period of the j-th unit comparison operation.

[実施例EX2_3]
実施例EX2_3を説明する。図24は、実施例EX2_3に係るADコンバータ1Bの一部構成図である。実施例EX2_3では補正回路30として補正回路30B_3が用いられる。補正回路30B_3は、電圧補正処理において、DAC10Pにより生成された電圧V1を補正する。このため、実施例EX2_3では逐次比較期間において、電圧Vin1は補正電圧V1であり、電圧Vin2は原電圧V2である。
[Example EX2_3]
An example EX2_3 will be described. Fig. 24 is a partial configuration diagram of an AD converter 1B according to the example EX2_3. In the example EX2_3, a correction circuit 30B_3 is used as the correction circuit 30. The correction circuit 30B_3 corrects the voltage V1 generated by the DAC 10P in the voltage correction process. Therefore, in the example EX2_3, in the successive approximation period, the voltage Vin1 is the correction voltage V1, and the voltage Vin2 is the source voltage V2.

補正回路30B_3は実施例EX1_3に係る補正回路30A_3(図18参照)と同様の構成を持ち、実施例EX1_3の記載が実施例EX2_3にも適用される。この適用の際、実施例EX1_3の記載における補正回路30A_3及びスイッチSは、実施例EX2_3において補正回路30B_3及びスイッチSGPに読み替えられる。 The correction circuit 30B_3 has a configuration similar to that of the correction circuit 30A_3 according to the embodiment EX1_3 (see FIG. 18), and the description of the embodiment EX1_3 is also applied to the embodiment EX2_3. In this application, the correction circuit 30A_3 and the switch S_G in the description of the embodiment EX1_3 are replaced with the correction circuit 30B_3 and the switch S_GP in the embodiment EX2_3.

補正回路30A_3と同様に、補正回路30B_3の各補正用キャパシタCの第1端は比較配線WR1に接続される。サンプリング期間において、補正制御部52は補正回路30B_3(換言すれば補正用スイッチS[1]~S[M]の状態)を基準状態である非補正状態に設定する。非補正状態の意義は上述した通りである(図19参照)。補正回路30B_3が非補正状態とされる状態は、補正回路30B_3による電圧補正処理が実行されていない状態に相当する。尚、サンプリング期間ではスイッチSGPがオンとされるため、補正回路30B_3において補正用キャパシタC[1]~C[MHF]には基準電圧VREF及びグランド電圧間の差に応じた電荷が蓄積され、補正用キャパシタC[MHF+1]~C[M]には基準電圧VREF及び電源電圧VDD間の差に応じた電荷が蓄積される(それらの蓄積の様子は図示せず)。 Similar to the correction circuit 30A_3, the first end of each correction capacitor C C of the correction circuit 30B_3 is connected to the comparison wiring WR1. During the sampling period, the correction control unit 52 sets the correction circuit 30B_3 (in other words, the state of the correction switches S C [1] to S C [M]) to the non-correction state, which is the reference state. The meaning of the non-correction state is as described above (see FIG. 19). The state in which the correction circuit 30B_3 is in the non-correction state corresponds to the state in which the voltage correction process by the correction circuit 30B_3 is not being performed. Note that, since the switch S GP is turned on during the sampling period, in the correction circuit 30B_3, charges corresponding to the difference between the reference voltage V REF and the ground voltage are accumulated in the correction capacitors C C [1] to C C [M HF ], and charges corresponding to the difference between the reference voltage V REF and the power supply voltage VDD are accumulated in the correction capacitors C C [M HF +1] to C C [M] (the manner of accumulation is not shown).

逐次比較期間において、補正制御部52は、補正回路30B_3の状態を非補正状態から変更することで、電圧V1に対する電圧補正処理を実現する。 During the successive approximation period, the correction control unit 52 changes the state of the correction circuit 30B_3 from the non-correction state to realize voltage correction processing for the voltage V1.

即ち、第j単位比較動作において(図9参照)“ΔV[j]>0”であるとき、補正回路30B_3が非補正状態に設定されているときと比べて比較配線WR1の電位が補正量ΔV[j]の大きさだけ上昇するよう、補正制御部52は補正回路30B_3内の補正用スイッチS[1]~S[M]を個別にロー側状態又はハイ側状態に設定する。例えば、第j単位比較動作において“ΔV[j]>0”であるとき、補正制御部52は、非補正状態を起点に、補正量ΔV[j]の大きさに応じて補正回路30B_3内の補正用スイッチS[1]~S[MHF]の何れか1以上をロー側状態からハイ側状態に切り替える。 That is, when "ΔV C [j]>0" in the jth unit comparison operation (see FIG. 9), the correction control unit 52 sets the correction switches S C [1] to S C [M] in the correction circuit 30B_3 to a low-side state or a high-side state individually so that the potential of the comparison wiring WR1 rises by the magnitude of the correction amount ΔV C [j] compared to when the correction circuit 30B_3 is set in the non-correction state. For example, when "ΔV C [j]>0" in the jth unit comparison operation, the correction control unit 52 switches one or more of the correction switches S C [1] to S C [M HF ] in the correction circuit 30B_3 from the low-side state to the high-side state according to the magnitude of the correction amount ΔV C [j], starting from the non-correction state.

逆に、第j単位比較動作において(図9参照)“ΔV[j]<0”であるとき、補正回路30B_3が非補正状態に設定されているときと比べて比較配線WR1の電位が補正量ΔV[j]の大きさだけ低下するよう、補正制御部52は補正回路30B_3内の補正用スイッチS[1]~S[M]を個別にロー側状態又はハイ側状態に設定する。例えば、第j単位比較動作において“ΔV[j]<0”であるとき、補正制御部52は、非補正状態を起点に、補正量ΔV[j]の大きさに応じて補正回路30B_3内の補正用スイッチS[MHF+1]~S[M]の何れか1以上をハイ側状態からロー側状態に切り替える。 Conversely, when "ΔV C [j]<0" in the jth unit comparison operation (see FIG. 9), the correction control unit 52 sets the correction switches S C [1] to S C [M] in the correction circuit 30B_3 to a low-side state or a high-side state individually so that the potential of the comparison wiring WR1 decreases by the magnitude of the correction amount ΔV C [ j] compared to when the correction circuit 30B_3 is set in the non-correction state. For example, when "ΔV C [ j]<0" in the jth unit comparison operation, the correction control unit 52 switches one or more of the correction switches S C [M HF +1] to S C [M] in the correction circuit 30B_3 from the high-side state to the low-side state according to the magnitude of the correction amount ΔV C [j], starting from the non-correction state.

[実施例EX2_4]
実施例EX2_4を説明する。図25は、実施例EX2_4に係るADコンバータ1Bの一部構成図である。実施例EX2_4では補正回路30として補正回路30B_4が用いられる。補正回路30B_4は、電圧補正処理において、DAC10Nにより生成された電圧V2を補正する。このため、実施例EX2_4では逐次比較期間において、電圧Vin1は原電圧V1であり、電圧Vin2は補正電圧V2である。
[Example EX2_4]
An example EX2_4 will be described. Fig. 25 is a partial configuration diagram of an AD converter 1B according to the example EX2_4. In the example EX2_4, a correction circuit 30B_4 is used as the correction circuit 30. The correction circuit 30B_4 corrects the voltage V2 generated by the DAC 10N in the voltage correction process. Therefore, in the example EX2_4, in the successive approximation period, the voltage Vin1 is the source voltage V1, and the voltage Vin2 is the correction voltage V2.

補正回路30B_4は実施例EX1_3に係る補正回路30A_3(図18参照)と同様の構成を持ち、実施例EX1_3の記載が実施例EX2_4にも適用される。この適用の際、実施例EX1_3の記載における補正回路30A_3及びスイッチSは、実施例EX2_4において補正回路30B_4及びスイッチSGNに読み替えられる。 The correction circuit 30B_4 has a configuration similar to that of the correction circuit 30A_3 according to the embodiment EX1_3 (see FIG. 18), and the description of the embodiment EX1_3 is also applied to the embodiment EX2_4. In this application, the correction circuit 30A_3 and the switch S_G in the description of the embodiment EX1_3 are replaced with the correction circuit 30B_4 and the switch S_GN in the embodiment EX2_4.

但し、補正回路30A_3とは異なり、補正回路30B_4の各補正用キャパシタCの第1端は比較配線WR2に接続される。サンプリング期間において、補正制御部52は補正回路30B_4(換言すれば補正用スイッチS[1]~S[M]の状態)を基準状態である非補正状態に設定する。非補正状態の意義は上述した通りである(図19参照)。補正回路30B_4が非補正状態とされる状態は、補正回路30B_4による電圧補正処理が実行されていない状態に相当する。尚、サンプリング期間ではスイッチSGNがオンとされるため、補正回路30B_4において補正用キャパシタC[1]~C[MHF]には基準電圧VREF及びグランド電圧間の差に応じた電荷が蓄積され、補正用キャパシタC[MHF+1]~C[M]には基準電圧VREF及び電源電圧VDD間の差に応じた電荷が蓄積される(それらの蓄積の様子は図示せず)。 However, unlike the correction circuit 30A_3, the first end of each correction capacitor C C of the correction circuit 30B_4 is connected to the comparison wiring WR2. During the sampling period, the correction control unit 52 sets the correction circuit 30B_4 (in other words, the state of the correction switches S C [1] to S C [M]) to the non-correction state, which is the reference state. The meaning of the non-correction state is as described above (see FIG. 19). The state in which the correction circuit 30B_4 is in the non-correction state corresponds to a state in which the voltage correction process by the correction circuit 30B_4 is not being performed. In addition, since the switch SGN is turned on during the sampling period, charges corresponding to the difference between the reference voltage VREF and the ground voltage are stored in the correction capacitors C C [1] to C C [ MHF ] in the correction circuit 30B_4, and charges corresponding to the difference between the reference voltage VREF and the power supply voltage VDD are stored in the correction capacitors C C [ MHF + 1 ] to C C [M] (the manner in which these charges are stored is not shown).

逐次比較期間において、補正制御部52は、補正回路30B_4の状態を非補正状態から変更することで、電圧V2に対する電圧補正処理を実現する。 During the successive approximation period, the correction control unit 52 changes the state of the correction circuit 30B_4 from the non-correction state to achieve voltage correction processing for the voltage V2.

即ち、第j単位比較動作において(図9参照)“ΔV[j]>0”であるとき、補正回路30B_4が非補正状態に設定されているときと比べて比較配線WR2の電位が補正量ΔV[j]の大きさだけ上昇するよう、補正制御部52は補正回路30B_4内の補正用スイッチS[1]~S[M]を個別にロー側状態又はハイ側状態に設定する。例えば、第j単位比較動作において“ΔV[j]>0”であるとき、補正制御部52は、非補正状態を起点に、補正量ΔV[j]の大きさに応じて補正回路30B_4内の補正用スイッチS[1]~S[MHF]の何れか1以上をロー側状態からハイ側状態に切り替える。 That is, when "ΔV C [j]>0" in the jth unit comparison operation (see FIG. 9), the correction control unit 52 sets the correction switches S C [1] to S C [M] in the correction circuit 30B_4 to a low-side state or a high-side state individually so that the potential of the comparison wiring WR2 rises by the magnitude of the correction amount ΔV C [ j] compared to when the correction circuit 30B_4 is set in the non-correction state. For example, when "ΔV C [ j]>0" in the jth unit comparison operation, the correction control unit 52 switches one or more of the correction switches S C [1] to S C [M HF ] in the correction circuit 30B_4 from the low-side state to the high-side state according to the magnitude of the correction amount ΔV C [j], starting from the non-correction state.

逆に、第j単位比較動作において(図9参照)“ΔV[j]<0”であるとき、補正回路30B_4が非補正状態に設定されているときと比べて比較配線WR2の電位が補正量ΔV[j]の大きさだけ低下するよう、補正制御部52は補正回路30B_4内の補正用スイッチS[1]~S[M]を個別にロー側状態又はハイ側状態に設定する。例えば、第j単位比較動作において“ΔV[j]<0”であるとき、補正制御部52は、非補正状態を起点に、補正量ΔV[j]の大きさに応じて補正回路30B_4内の補正用スイッチS[MHF+1]~S[M]の何れか1以上をハイ側状態からロー側状態に切り替える。 Conversely, when "ΔV C [j]<0" in the jth unit comparison operation (see FIG. 9), the correction control unit 52 sets the correction switches S C [1] to S C [M] in the correction circuit 30B_4 to a low-side state or a high-side state individually so that the potential of the comparison wiring WR2 decreases by the magnitude of the correction amount ΔV C [ j] compared to when the correction circuit 30B_4 is set in the non-correction state. For example, when "ΔV C [ j]<0" in the jth unit comparison operation, the correction control unit 52 switches one or more of the correction switches S C [M HF +1] to S C [M] in the correction circuit 30B_4 from the high-side state to the low-side state according to the magnitude of the correction amount ΔV C [j], starting from the non-correction state.

<<第3実施形態>>
本開示の第3実施形態を説明する。第1及び第2実施形態に示した電圧補正処理は、キャパシタ型DACを利用しない形態の逐次比較型A/D変換回路にも適用できる。これについて第3実施形態で説明する。
<<Third embodiment>>
The voltage correction process shown in the first and second embodiments can also be applied to a successive approximation type A/D conversion circuit that does not use a capacitor-type DAC. This will be described in the third embodiment.

図26に本開示の第3実施形態に係るADコンバータ1Cの全体構成を示す。ADコンバータ1Cは、キャパシタ型DACを利用しない形態の逐次比較型A/D変換回路である。ADコンバータ1Cに対してアナログ入力信号Ainが入力される。ADコンバータ1Cはアナログ入力信号Ainに対するAD変換動作を行う。アナログ入力信号Ainに対するAD変換動作では、アナログ入力信号Ainをバイナリサーチによってデジタル信号に変換し、得られたデジタル信号をデジタル出力信号Doutとして出力する。 Figure 26 shows the overall configuration of an AD converter 1C according to a third embodiment of the present disclosure. The AD converter 1C is a successive approximation type A/D conversion circuit that does not use a capacitor-type DAC. An analog input signal Ain is input to the AD converter 1C. The AD converter 1C performs an AD conversion operation on the analog input signal Ain. In the AD conversion operation on the analog input signal Ain, the analog input signal Ain is converted into a digital signal by a binary search, and the obtained digital signal is output as a digital output signal Dout.

尚、第1~第3実施形態の何れにおいても共通の記号“Ain”及び“Dout”が用いられているが、第3実施形態で述べるアナログ入力信号Ain及びデジタル出力信号Doutは、ADコンバータ1Cへのアナログ入力信号Ain及びADコンバータ1Cからのデジタル出力信号Doutを指す。デジタル出力信号Doutの構造は第1実施形態と同様である。即ち、デジタル出力信号DoutはNビットのデジタル信号である。 Note that the common symbols "Ain" and "Dout" are used in all of the first to third embodiments, but the analog input signal Ain and digital output signal Dout described in the third embodiment refer to the analog input signal Ain to the AD converter 1C and the digital output signal Dout from the AD converter 1C. The structure of the digital output signal Dout is the same as in the first embodiment. In other words, the digital output signal Dout is an N-bit digital signal.

ADコンバータ1Cは、S/H回路110、DAC120、補正回路130、コンパレータ140及び制御回路150を備える。アナログ入力信号Ainは所定のダイナミックレンジ内の電圧値を有する。ダイナミックレンジは所定の下限電圧VMINから所定の上限電圧VMAXまでの電圧範囲である。“VMAX>VMIN”が成立する。下限電圧VMINは0V以外でも良いが、ここでは下限電圧VMINは0Vであるとする。 The AD converter 1C includes an S/H circuit 110, a DAC 120, a correction circuit 130, a comparator 140, and a control circuit 150. The analog input signal Ain has a voltage value within a predetermined dynamic range. The dynamic range is a voltage range from a predetermined lower limit voltage VMIN to a predetermined upper limit voltage VMAX . " VMAX > VMIN " holds. The lower limit voltage VMIN may be other than 0V, but it is assumed here that the lower limit voltage VMIN is 0V.

S/H回路110はサンプルホールド回路であって、第1電圧生成回路の例である。S/H回路110に対してアナログ入力信号Ainが入力される。S/H回路110はアナログ入力信号Ainをサンプリングし、ホールド指定信号を受けたタイミングにおけるアナログ入力信号Ainを保持することで電圧Vaを生成する。電圧Vaはホールド指定信号を受けたタイミングにおけるアナログ入力信号Ainの電圧値を持つ。S/H回路110は比較配線WRaに接続され、比較配線WRaに対して電圧Vaを出力する。ホールド指定信号は、制御回路150から、又は、ADコンバータ1Cの外部回路(不図示)からS/H回路110に供給される。 The S/H circuit 110 is a sample-and-hold circuit and is an example of a first voltage generating circuit. An analog input signal Ain is input to the S/H circuit 110. The S/H circuit 110 samples the analog input signal Ain and generates a voltage Va by holding the analog input signal Ain at the timing when the hold designation signal is received. The voltage Va has the voltage value of the analog input signal Ain at the timing when the hold designation signal is received. The S/H circuit 110 is connected to the comparison wiring WRa and outputs the voltage Va to the comparison wiring WRa. The hold designation signal is supplied to the S/H circuit 110 from the control circuit 150 or from an external circuit (not shown) of the AD converter 1C.

DAC120は第2電圧生成回路の例である。DAC120は、電圧Vaとの対比に供される電圧Vbを生成し、生成した電圧Vbを比較配線WRbに出力する。DAC120はDA変換回路(デジタル-アナログ変換器)である。例えば、DAC120はR-2Rラダー型のDA変換回路であって良い。DAC120は制御回路150から供給されるデジタルの制御信号DACINをDA変換によってアナログ信号に変換し、得られたアナログ信号(アナログ電圧信号)を電圧Vbとして比較配線WRbに出力する。DAC120に対して上述の上限電圧VMAX及び下限電圧VMIN(ここでは0V)が電源電圧として入力され、DAC120は下限電圧VMINから上限電圧VMAXまでの電圧を電圧Vbとして生成及び出力できる。 The DAC 120 is an example of a second voltage generating circuit. The DAC 120 generates a voltage Vb to be compared with the voltage Va, and outputs the generated voltage Vb to the comparison wiring WRb. The DAC 120 is a DA conversion circuit (digital-analog converter). For example, the DAC 120 may be an R-2R ladder type DA conversion circuit. The DAC 120 converts a digital control signal DAC IN supplied from the control circuit 150 into an analog signal by DA conversion, and outputs the obtained analog signal (analog voltage signal) as a voltage Vb to the comparison wiring WRb. The above-mentioned upper limit voltage V MAX and lower limit voltage V MIN (here, 0 V) are input to the DAC 120 as a power supply voltage, and the DAC 120 can generate and output a voltage from the lower limit voltage V MIN to the upper limit voltage V MAX as a voltage Vb.

補正回路130は、制御回路150の制御の下、電圧補正処理を実行できる。電圧補正処理において、補正回路130はS/H回路110にて生成された電圧Vaを補正する又はDAC120にて生成された電圧Vbを補正する。以下では、説明の具体化のため、補正回路130による補正が行われていない電圧Vaを原電圧Vaと称し、補正回路130による補正が行われた後の電圧Vaを補正電圧Vaと称する。同様に、補正回路130による補正が行われていない電圧Vbを原電圧Vbと称し、補正回路130による補正が行われた後の電圧Vbを補正電圧Vbと称する。 The correction circuit 130 can execute a voltage correction process under the control of the control circuit 150. In the voltage correction process, the correction circuit 130 corrects the voltage Va generated by the S/H circuit 110 or corrects the voltage Vb generated by the DAC 120. In the following, for the sake of concrete explanation, the voltage Va that has not been corrected by the correction circuit 130 is referred to as the original voltage Va, and the voltage Va after correction by the correction circuit 130 is referred to as the corrected voltage Va. Similarly, the voltage Vb that has not been corrected by the correction circuit 130 is referred to as the original voltage Vb, and the voltage Vb after correction by the correction circuit 130 is referred to as the corrected voltage Vb.

コンパレータ140は反転入力端子、非反転入力端子及び出力端子を有する。コンパレータ140の反転入力端子に対して第1比較入力電圧である電圧Vinaが供給され、コンパレータ140の非反転入力端子に対して第2比較入力電圧である電圧Vinbが供給される。電圧Vinaは原電圧Va又は補正電圧Vaである。電圧Vinbは原電圧Vb又は補正電圧Vbである。 The comparator 140 has an inverting input terminal, a non-inverting input terminal, and an output terminal. A voltage Vina, which is a first comparison input voltage, is supplied to the inverting input terminal of the comparator 140, and a voltage Vinb, which is a second comparison input voltage, is supplied to the non-inverting input terminal of the comparator 140. The voltage Vina is the source voltage Va or the correction voltage Va. The voltage Vinb is the source voltage Vb or the correction voltage Vb.

コンパレータ140は電圧Vina及びVinbを比較し、電圧Vina及びVinbの比較結果(高低関係)を示す比較結果信号SCMPを生成及び出力する。比較結果信号SCMPは“0”又は“1”の値を有する二値化信号である。尚、コンパレータ140の非反転入力端子に電圧Vinaを供給し且つコンパレータ140の反転入力端子に電圧Vinbを供給する変形も可能である。第3実施形態で述べる比較結果信号SCMPは、コンパレータ140から出力される信号であるとする。 The comparator 140 compares the voltages Vina and Vinb, and generates and outputs a comparison result signal S CMP indicating the comparison result (high/low relationship) of the voltages Vina and Vinb. The comparison result signal S CMP is a binary signal having a value of "0" or "1". It is also possible to modify the embodiment so that the voltage Vina is supplied to the non-inverting input terminal of the comparator 140 and the voltage Vinb is supplied to the inverting input terminal of the comparator 140. The comparison result signal S CMP described in the third embodiment is a signal output from the comparator 140.

コンパレータ140は、“Vina<Vinb”の成立時において“1”の値を有する比較結果信号SCMPを自身の出力端子から出力し、“Vina>Vinb”の成立時において“0”の値を有する比較結果信号SCMPを自身の出力端子から出力する。“Vina=Vinb”の成立時において比較結果信号SCMPは“0”又は“1”の値を有する。 The comparator 140 outputs a comparison result signal S CMP having a value of "1" from its output terminal when "Vina<Vinb" is true, and outputs a comparison result signal S CMP having a value of "0" from its output terminal when "Vina>Vinb" is true. When "Vina=Vinb" is true, the comparison result signal S CMP has a value of "0" or "1".

制御回路150は比較結果信号SCMPを受ける。制御回路150はAD変換動作を全体的に制御し、AD変換動作によって得られたデジタル出力信号Doutを出力する。制御回路150にはレジスタ151が設けられ、レジスタ151にデジタル出力信号Doutの値を格納することができる。制御回路150はS/H回路110に対してデジタルの制御信号DACIN(DAC入力信号)を供給することで、制御信号DACINに応じた電圧VbをDAC120から出力させる。制御回路150には更に補正制御部152が設けられる。補正制御部152は補正回路130による電圧補正処理の実行制御を行う(詳細は後述)。 The control circuit 150 receives the comparison result signal S CMP . The control circuit 150 controls the overall AD conversion operation and outputs a digital output signal Dout obtained by the AD conversion operation. The control circuit 150 is provided with a register 151, and the value of the digital output signal Dout can be stored in the register 151. The control circuit 150 supplies a digital control signal DAC IN (DAC input signal) to the S/H circuit 110, thereby causing the DAC 120 to output a voltage Vb corresponding to the control signal DAC IN . The control circuit 150 is further provided with a correction control unit 152. The correction control unit 152 controls the execution of voltage correction processing by the correction circuit 130 (details will be described later).

ADコンバータ1CにおけるAD変換動作では、まず、S/H回路110に対するホールド指定信号の入力に応答してS/H回路110により電圧Vaが生成及び出力される。その後、比較配線WRaにおける電圧が電圧Vaに維持された状態で逐次比較動作が行われる。 In the AD conversion operation of the AD converter 1C, first, in response to the input of a hold designation signal to the S/H circuit 110, the S/H circuit 110 generates and outputs a voltage Va. Then, a successive comparison operation is performed with the voltage on the comparison wiring WRa maintained at voltage Va.

図27にADコンバータ1Cにおける逐次比較動作のフローチャートを示す。尚、レジスタ151は図10に示すレジスタ51と同じものであるとする。第3実施形態における値Rg[1]~Rg[N]はレジスタ151にて記憶されるNビットの値であるとする。ADコンバータ1A又は1Bと同様に、ADコンバータ1Cにおいて、逐次比較動作により値Rg[1]~Rg[N]が上位ビット側から1ビットずつ決定され、決定された値Rg[i]がデジタル出力信号Doutにおける第i番目のビットの値となる。逐次比較動作が実行される期間は逐次比較期間と称される。制御回路150は、逐次比較動作において(換言すれば逐次比較期間において)、比較結果信号SCMPに基づきバイナリサーチにより制御信号DACINの変更を通じて電圧Vbを順次変化させながら値Rg[1]~Rg[N](即ちデジタル出力信号Doutの値)をビットごとに決定する。 FIG. 27 shows a flowchart of the successive approximation operation in the AD converter 1C. The register 151 is the same as the register 51 shown in FIG. 10. The values Rg[1] to Rg[N] in the third embodiment are N-bit values stored in the register 151. As in the AD converter 1A or 1B, in the AD converter 1C, the values Rg[1] to Rg[N] are determined bit by bit from the most significant bit side by the successive approximation operation, and the determined value Rg[i] becomes the value of the i-th bit in the digital output signal Dout. The period during which the successive approximation operation is performed is called the successive approximation period. In the successive approximation operation (in other words, in the successive approximation period), the control circuit 150 determines the values Rg[1] to Rg[N] (i.e., the value of the digital output signal Dout ) for each bit while sequentially changing the voltage Vb through the change of the control signal DAC IN by binary search based on the comparison result signal S CMP.

図27の逐次比較動作では、まずステップS130にて、制御回路150にて管理される変数jに対しNの値が代入される。その後、ステップS131に進む。ステップS131において、制御回路150は、第j番目のビット用の制御信号DACINをDAC120に与え、第j番目のビット用の制御信号DACINをDA変換するようDAC120を制御する。これにより、デジタル出力信号Doutにおける第j番目のビットの値(即ち値R[j])を決定するための電圧VbがDAC120にて生成され且つ比較配線WRbに出力される。 27, first, in step S130, the value of N is substituted for the variable j managed by the control circuit 150. Then, the process proceeds to step S131. In step S131, the control circuit 150 provides the control signal DAC IN for the jth bit to the DAC 120, and controls the DAC 120 to perform DA conversion of the control signal DAC IN for the jth bit. As a result, a voltage Vb for determining the value of the jth bit in the digital output signal Dout (i.e., the value R[j]) is generated by the DAC 120 and output to the comparison wiring WRb.

ここで生成される電圧Vbは、バイナリサーチの方法に基づく適正な電圧である。“j=N”であるときの制御信号DACINのデジタル値は一定であるが、“j<N”であるときの制御信号DACINのデジタル値は、バイナリサーチの方法に基づき、過去に得られた比較結果信号SCMPに依存して決定される。ステップS131の後、ステップS132に進む。 The voltage Vb generated here is a proper voltage based on the binary search method. The digital value of the control signal DAC IN when "j=N" is constant, but the digital value of the control signal DAC IN when "j<N" is determined depending on the comparison result signal S CMP obtained in the past based on the binary search method. After step S131, proceed to step S132.

ステップS132において補正制御部152は補正回路130に電圧補正処理を実行させる。この際、補正制御部152はデジタル出力信号Doutのビットごとに補正回路130での補正量ΔVを設定する。補正量ΔVは電圧量である。第1及び第2実施形態と同様に、デジタル出力信号Doutにおける第j番目のビットの値を決定するときに電圧補正処理にて使用される補正量を特に補正量ΔV[j]と称する。1回目のステップS132では“j=N”であるため補正量ΔV[N]による電圧補正処理が実行される。補正量ΔV[j]は正の電圧値を持つ場合もあるし、負の電圧値を持つ場合もある。補正量ΔV[N]~ΔV[1]は互いに異なる場合もあるし、補正量ΔV[N]~ΔV[1]の内、幾つかの補正量の値が一致する場合もある。但し、少なくとも、補正量ΔV[N]~ΔV[1]の中には、互いに異なる値を持つ2以上の補正量が含まれる。 In step S132, the correction control unit 152 causes the correction circuit 130 to execute the voltage correction process. At this time, the correction control unit 152 sets a correction amount ΔV C in the correction circuit 130 for each bit of the digital output signal Dout. The correction amount ΔV C is a voltage amount. As in the first and second embodiments, the correction amount used in the voltage correction process when determining the value of the j-th bit in the digital output signal Dout is particularly referred to as the correction amount ΔV C [j]. In the first step S132, since "j=N", the voltage correction process is executed using the correction amount ΔV C [N]. The correction amount ΔV C [j] may have a positive voltage value or a negative voltage value. The correction amounts ΔV C [N] to ΔV C [1] may be different from each other, or the values of some of the correction amounts ΔV C [N] to ΔV C [1] may be the same. However, at least the correction amounts ΔV C [N] to ΔV C [1] include two or more correction amounts having different values.

電圧補正処理にて電圧Vaの補正が行われる場合、原電圧Vaに対して補正量ΔV[j]が加算されることで補正電圧Vaが生成され(即ち原電圧Vaと補正量ΔV[j]との和が補正電圧Vaとして生成され)、補正電圧Vaが電圧Vinaとしてコンパレータ140の反転入力端子に供給されると共に原電圧Vbが電圧Vinbとしてコンパレータ140の非反転入力端子に供給される。電圧補正処理にて電圧Vbの補正が行われる場合、原電圧Vbに対して補正量ΔV[j]が加算されることで補正電圧Vbが生成され(即ち原電圧Vbと補正量ΔV[j]との和が補正電圧Vbとして生成され)、補正電圧Vbが電圧Vinbとしてコンパレータ140の非反転入力端子に供給されると共に原電圧Vaが電圧Vinaとしてコンパレータ140の反転入力端子に供給される。 When the voltage Va is corrected by the voltage correction process, the correction voltage Va is generated by adding the correction amount ΔV C [j] to the source voltage Va (i.e., the sum of the source voltage Va and the correction amount ΔV C [j] is generated as the correction voltage Va), and the correction voltage Va is supplied as voltage Vina to the inverting input terminal of the comparator 140, and the source voltage Vb is supplied as voltage Vinb to the non-inverting input terminal of the comparator 140. When the voltage Vb is corrected by the voltage correction process, the correction voltage Vb is generated by adding the correction amount ΔV C [j] to the source voltage Vb (i.e., the sum of the source voltage Vb and the correction amount ΔV C [j] is generated as the correction voltage Vb), and the correction voltage Vb is supplied as voltage Vinb to the non-inverting input terminal of the comparator 140, and the source voltage Va is supplied as voltage Vina to the inverting input terminal of the comparator 140.

ステップS132に続くステップS133において、制御回路150は、現時点の比較結果信号SCMPの値を取得する(即ち直近のステップS132の状態にてコンパレータ140から出力される比較結果信号SCMPの値を取得する)。取得した値が“1”であれば(ステップS133のY)ステップS134に進む一方、取得した値が“0”であれば(ステップS133のN)ステップS135に進む。 In step S133 following step S132, the control circuit 150 acquires the value of the current comparison result signal S CMP (i.e., acquires the value of the comparison result signal S CMP output from the comparator 140 in the state of the most recent step S132). If the acquired value is "1" (Y in step S133), the process proceeds to step S134, whereas if the acquired value is "0" (N in step S133), the process proceeds to step S135.

ステップS134において制御回路150は値Rg[j]を“0”に決定する。ステップS135において制御回路150は値Rg[j]を“1”に決定する。ステップS134又はS135の後、ステップS136に進む。 In step S134, the control circuit 150 determines the value Rg[j] to be "0". In step S135, the control circuit 150 determines the value Rg[j] to be "1". After step S134 or S135, the process proceeds to step S136.

ステップS136において制御回路150は変数jが1であるかを確認する。変数jが1でない場合には(ステップS136のN)、ステップS137に進み、変数jより1を減算してからステップS131に戻ってステップS131以降の処理を繰り返す。例えば、1回目のステップS131の処理において、制御回路150は“Vb=VMAX/2”となるように制御信号DACINをDAC120に与える(但し、実際の電圧Vbには誤差が含まれ得る)。その後、値R[N]が“0”に決定された場合には、バイナリサーチの方法に基づき、2回目のステップS131の処理において、制御回路150は“Vb=VMAX/4”となるように制御信号DACINをDAC120に与える(但し、実際の電圧Vbには誤差が含まれ得る)。逆に、値R[N]が“1”に決定された場合には、バイナリサーチの方法に基づき、2回目のステップS131の処理において、制御回路150は“Vb=3・VMAX/4”となるように制御信号DACINをDAC120に与える(但し、実際の電圧Vbには誤差が含まれ得る)。3回目以降のステップS131も同様にバイナリサーチの方法に基づき電圧Vbが調整される。 In step S136, the control circuit 150 checks whether the variable j is 1. If the variable j is not 1 (N in step S136), the process proceeds to step S137, where 1 is subtracted from the variable j, and the process returns to step S131 to repeat the process from step S131 onwards. For example, in the first process of step S131, the control circuit 150 provides the control signal DAC IN to the DAC 120 so that "Vb = V MAX /2" (however, the actual voltage Vb may contain an error). After that, if the value R[N] is determined to be "0", in the second process of step S131, the control circuit 150 provides the control signal DAC IN to the DAC 120 so that "Vb = V MAX /4" (however, the actual voltage Vb may contain an error) based on the binary search method. Conversely, if the value R[N] is determined to be "1", in the second processing of step S131, based on the binary search method, the control circuit 150 provides the control signal DAC IN to the DAC 120 so that "Vb = 3·V MAX /4" (however, the actual voltage Vb may contain an error). In the third and subsequent processing of steps S131, the voltage Vb is similarly adjusted based on the binary search method.

また、2回目のステップS132の処理では電圧補正処理にて使用される補正量が補正量ΔV[N]から補正量ΔV[N-1]に切り替えられ、3回目のステップS132の処理では電圧補正処理にて使用される補正量が補正量ΔV[N-1]から補正量ΔV[N-2]に切り替えられる。4回目以降のステップS132も同様である。 In the second processing of step S132, the correction amount used in the voltage correction process is switched from the correction amount ΔV C [N] to the correction amount ΔV C [N-1], and in the third processing of step S132, the correction amount used in the voltage correction process is switched from the correction amount ΔV C [N-1] to the correction amount ΔV C [N-2]. The same applies to the fourth and subsequent processing of step S132.

第3実施形態では、ステップS131~S135から成る処理が単位比較動作と称される。そうすると、逐次比較動作は第1~第N単位比較動作を含む。“j=N”のときに実行される単位比較動作が第N単位比較動作であり、“j=N-1”のときに実行される単位比較動作が第(N-1)単位比較動作であり、・・・、“j=1”のときに実行される単位比較動作が第1単位比較動作である。第j単位比較動作において値Rg[j]が決定される、即ちデジタル出力信号Doutの第j番目のビットの値が決定される。 In the third embodiment, the process consisting of steps S131 to S135 is referred to as a unit comparison operation. In this case, the successive comparison operation includes the first to Nth unit comparison operations. The unit comparison operation executed when "j=N" is the Nth unit comparison operation, the unit comparison operation executed when "j=N-1" is the (N-1)th unit comparison operation, ..., the unit comparison operation executed when "j=1" is the first unit comparison operation. In the jth unit comparison operation, the value Rg[j] is determined, that is, the value of the jth bit of the digital output signal Dout is determined.

ステップS136において“j=1”である場合(ステップS136のY)、図27の逐次比較動作を終了する。この段階では、値Rg[1]~Rg[N]が全て決定済みである。 If "j=1" in step S136 (Y in step S136), the successive approximation operation in FIG. 27 ends. At this stage, all values Rg[1] to Rg[N] have been determined.

逐次比較動作が終了すると、制御回路150は結果出力動作を行う。結果出力動作において、制御回路150は逐次比較動作にて決定された値Rg[1]~Rg[N]を有するデジタル信号をデジタル出力信号Doutとして出力する。デジタル出力信号Doutを利用する任意の回路(不図示)に対してデジタル出力信号Doutが出力される。結果出力動作は逐次比較動作の実行中に開始されても良い。即ち逐次比較動作にて値Rg[N]が決定され次第、制御回路150は、デジタル出力信号Dout中の値Rg[N]を出力して良い。同様に、逐次比較動作にて値Rg[N-1]が決定され次第、制御回路150は、デジタル出力信号Dout中の値Rg[N-1]を出力して良い。値Rg[N-2]~Rg[1]についても同様である。 When the successive approximation operation is completed, the control circuit 150 performs a result output operation. In the result output operation, the control circuit 150 outputs a digital signal having values Rg[1] to Rg[N] determined by the successive approximation operation as a digital output signal Dout. The digital output signal Dout is output to any circuit (not shown) that uses the digital output signal Dout. The result output operation may be started while the successive approximation operation is being performed. That is, as soon as the value Rg[N] is determined by the successive approximation operation, the control circuit 150 may output the value Rg[N] in the digital output signal Dout. Similarly, as soon as the value Rg[N-1] is determined by the successive approximation operation, the control circuit 150 may output the value Rg[N-1] in the digital output signal Dout. The same applies to the values Rg[N-2] to Rg[1].

ADコンバータ1Cにおいても、第1実施形態と同様に、様々な変動要因により電圧Vbが理想から変動し、当該変動の向き及び大きさは、第1~第N単位比較動作の内、或る単位比較動作の実行期間と他の単位比較動作の実行期間との間でも相違する。このため、第1実施形態と同様にデジタル出力信号Doutのビットごとに補正量Vを設定する。 In the AD converter 1C, similarly to the first embodiment, the voltage Vb fluctuates from the ideal due to various fluctuation factors, and the direction and magnitude of the fluctuation differs between the execution period of a certain unit comparison operation and the execution period of another unit comparison operation among the first to Nth unit comparison operations. For this reason, similarly to the first embodiment, a correction amount V C is set for each bit of the digital output signal Dout.

第3実施形態は、以下の実施例EX3_1及びEX3_2を含む。第3実施形態にて上述した事項は、特に記述無き限り且つ矛盾無き限り、以下の実施例EX3_1及びEX3_2に適用される。但し、各実施例において、第3実施形態で上述した事項と矛盾する事項については各実施例での記載が優先されて良い。 The third embodiment includes the following Examples EX3_1 and EX3_2. Unless otherwise specified and unless there is a contradiction, the matters described above in the third embodiment are applied to the following Examples EX3_1 and EX3_2. However, in each example, for matters that contradict the matters described above in the third embodiment, the description in each example may take precedence.

[実施例EX3_1]
実施例EX3_1を説明する。図28は、実施例EX3_1に係るADコンバータ1Cの一部構成図である。実施例EX3_1では補正回路130として補正回路130_1が用いられる。補正回路130_1は、電圧補正処理において、S/H回路110により生成された電圧Vaを補正する。このため、実施例EX3_1では逐次比較期間において、電圧Vinaは補正電圧Vaであり、電圧Vinbは原電圧Vbである。
[Example EX3_1]
An example EX3_1 will be described. Fig. 28 is a partial configuration diagram of an AD converter 1C according to the example EX3_1. In the example EX3_1, a correction circuit 130_1 is used as the correction circuit 130. The correction circuit 130_1 corrects the voltage Va generated by the S/H circuit 110 in the voltage correction process. Therefore, in the example EX3_1, in the successive approximation period, the voltage Vina is the correction voltage Va, and the voltage Vinb is the source voltage Vb.

補正回路130_1は配線WRaとコンパレータ140の反転入力端子との間に直列に挿入された加算器であって良い。この場合、第j単位比較動作の実行期間において(図27参照)、補正回路130_1は、S/H回路110から出力される原電圧Vaに対し補正量ΔV[j]を加算することで補正電圧Vaを生成する(即ち原電圧Vaと補正量ΔV[j]との和を補正電圧Vaとして生成する)。第j単位比較動作の実行期間において、“ΔV[j]>0”であれば補正量ΔV[j]の大きさだけ、補正電圧Vaは原電圧Vaより高くなり、“ΔV[j]<0”であれば補正量ΔV[j]の大きさだけ、補正電圧Vaは原電圧Vaより低くなる。補正制御部152は第j単位比較動作の実行期間において補正回路130_1を制御することで補正量ΔV[j]を所望に設定する。 The correction circuit 130_1 may be an adder inserted in series between the wiring WRa and the inverting input terminal of the comparator 140. In this case, during the execution period of the jth unit comparison operation (see FIG. 27), the correction circuit 130_1 generates the correction voltage Va by adding the correction amount ΔV C [j] to the source voltage Va output from the S/H circuit 110 (i.e., the sum of the source voltage Va and the correction amount ΔV C [j] is generated as the correction voltage Va). During the execution period of the jth unit comparison operation, if "ΔV C [j]>0", the correction voltage Va becomes higher than the source voltage Va by the amount of the correction amount ΔV C [j], and if "ΔV C [j]<0", the correction voltage Va becomes lower than the source voltage Va by the amount of the correction amount ΔV C [j]. The correction control unit 152 controls the correction circuit 130_1 during the execution period of the jth unit comparison operation to set the correction amount ΔV C [j] as desired.

[実施例EX3_2]
実施例EX3_2を説明する。図29は、実施例EX3_2に係るADコンバータ1Cの一部構成図である。実施例EX3_2では補正回路130として補正回路130_2が用いられる。補正回路130_2は、電圧補正処理において、DAC120により生成された電圧Vbを補正する。このため、実施例EX3_2では逐次比較期間において、電圧Vinaは原電圧Vaであり、電圧Vinbは補正電圧Vbである。
[Example EX3_2]
An example EX3_2 will be described. Fig. 29 is a partial configuration diagram of an AD converter 1C according to the example EX3_2. In the example EX3_2, a correction circuit 130_2 is used as the correction circuit 130. The correction circuit 130_2 corrects the voltage Vb generated by the DAC 120 in the voltage correction process. Therefore, in the example EX3_2, in the successive approximation period, the voltage Vina is the source voltage Va, and the voltage Vinb is the correction voltage Vb.

補正回路130_2は配線WRbとコンパレータ140の非反転入力端子との間に直列に挿入された加算器であって良い。この場合、第j単位比較動作の実行期間において(図27参照)、補正回路130_2は、DAC120から出力される原電圧Vbに対し補正量ΔV[j]を加算することで補正電圧Vbを生成する(即ち原電圧Vbと補正量ΔV[j]との和を補正電圧Vbとして生成する)。第j単位比較動作の実行期間において、“ΔV[j]>0”であれば補正量ΔV[j]の大きさだけ、補正電圧Vbは原電圧Vbより高くなり、“ΔV[j]<0”であれば補正量ΔV[j]の大きさだけ、補正電圧Vbは原電圧Vbより低くなる。補正制御部152は第j単位比較動作の実行期間において補正回路130_2を制御することで補正量ΔV[j]を所望に設定する。 The correction circuit 130_2 may be an adder inserted in series between the wiring WRb and the non-inverting input terminal of the comparator 140. In this case, during the execution period of the jth unit comparison operation (see FIG. 27), the correction circuit 130_2 generates the correction voltage Vb by adding the correction amount ΔV C [j] to the source voltage Vb output from the DAC 120 (i.e., the sum of the source voltage Vb and the correction amount ΔV C [j] is generated as the correction voltage Vb). During the execution period of the jth unit comparison operation, if "ΔV C [j]>0", the correction voltage Vb becomes higher than the source voltage Vb by the amount of the correction amount ΔV C [j], and if "ΔV C [j]<0", the correction voltage Vb becomes lower than the source voltage Vb by the amount of the correction amount ΔV C [j]. The correction control unit 152 sets the correction amount ΔV C [j] as desired by controlling the correction circuit 130_2 during the execution period of the jth unit comparison operation.

<<付記1>
図1に示したDAC10の構成及び図20に示したDAC10P及び10Nの構成は例に過ぎない。キャパシタ型DACの形態は様々であり、DAC10、10P及び10Nがキャパシタ型DACである限り、それらの内部構成は様々に変形可能である。従って例えば、DAC10に1以上のスケーリングキャパシタ(直列容量とも称され得る)が設けられていても良い。DAC10P及び10Nについても同様である。
<<Additional Note 1>>
The configuration of the DAC 10 shown in Fig. 1 and the configurations of the DACs 10P and 10N shown in Fig. 20 are merely examples. There are various forms of capacitor-type DACs, and as long as the DACs 10, 10P, and 10N are capacitor-type DACs, their internal configurations can be modified in various ways. Thus, for example, the DAC 10 may be provided with one or more scaling capacitors (which may also be referred to as series capacitances). The same applies to the DACs 10P and 10N.

本開示の実施形態は、特許請求の範囲に示された技術的思想の範囲内において、適宜、種々の変更が可能である。以上の実施形態は、あくまでも、本開示の実施形態の例であって、本開示ないし各構成要件の用語の意義は、以上の実施形態に記載されたものに制限されるものではない。上述の説明文中に示した具体的な数値は、単なる例示であって、当然の如く、それらを様々な数値に変更することができる。 The embodiments of the present disclosure may be modified in various ways as appropriate within the scope of the technical ideas set forth in the claims. The above embodiments are merely examples of the embodiments of the present disclosure, and the meanings of the terms in the present disclosure or each of the constituent elements are not limited to those described in the above embodiments. The specific numerical values shown in the above description are merely examples, and can, of course, be changed to various numerical values.

<<付記2>>
上述の実施形態にて具体的構成例が示された本開示について付記を設ける。
<<Additional Note 2>>
Regarding the present disclosure, specific configuration examples of which have been shown in the above-mentioned embodiments, additional notes will be provided.

本開示の一側面に係る逐次比較型AD変換回路は、アナログ入力信号をデジタル出力信号に変換するよう構成された逐次比較型AD変換回路(1A、1B、1C)であって、前記アナログ入力信号に応じた第1電圧(V1、Va)を生成するよう構成された第1電圧生成回路(10、10P、110)と、前記第1電圧との対比に供される第2電圧(V2、Vb)を生成するよう構成された第2電圧生成回路(20、10N、120)と、バイナリサーチが行われる逐次比較期間において前記第1電圧又は前記第2電圧を補正するよう構成された補正回路(30、130)と、前記補正回路での補正を通じて得られる2つの比較入力電圧(Vin1及びVin2、Vina及びVinb)を受け、前記2つの比較入力電圧を比較することで比較結果信号(SCMP)を生成するよう構成されたコンパレータ(40、140)と、前記比較結果信号に基づき、前記デジタル出力信号の最上位ビットから最下位ビットに向けてバイナリサーチにより前記デジタル出力信号の値をビットごとに決定するよう構成された制御回路(50、150)と、を備え、前記制御回路は、前記逐次比較期間において、前記デジタル出力信号のビットごとに前記補正回路での補正量(ΔV)を設定する構成(第1の構成)である。 A successive approximation type AD converter circuit according to one aspect of the present disclosure is a successive approximation type AD converter circuit (1A, 1B, 1C) configured to convert an analog input signal into a digital output signal, the successive approximation type AD converter circuit (10, 10P, 110) configured to generate a first voltage (V1, Va) corresponding to the analog input signal, a second voltage generator circuit (20, 10N, 120) configured to generate a second voltage (V2, Vb) to be compared with the first voltage, a correction circuit (30, 130) configured to correct the first voltage or the second voltage in a successive approximation period in which a binary search is performed, and a comparison result signal (S CMP a comparator (40, 140) configured to generate a comparison result signal, and a control circuit (50, 150) configured to determine a value of the digital output signal for each bit by binary search from the most significant bit to the least significant bit of the digital output signal based on the comparison result signal, wherein the control circuit is configured (first configuration) to set a correction amount (ΔV C ) in the correction circuit for each bit of the digital output signal during the successive approximation period.

これにより、AD変換の精度向上(直線性の向上等)が見込める。 This is expected to improve the accuracy of AD conversion (improved linearity, etc.).

上記第1の構成に係る逐次比較型AD変換回路において(図1参照)、前記第1電圧生成回路(10)は、キャパシタアレイ(11)及び前記キャパシタアレイに接続されるスイッチアレイ(12)を有し、サンプリング期間にて前記アナログ入力信号が加わる配線(WR_Ain)を前記スイッチアレイを介して前記キャパシタアレイに接続することで前記アナログ入力信号に応じた電荷を前記キャパシタアレイ中の各キャパシタに蓄積させ、前記サンプリング期間後の前記逐次比較期間において所定の電源電圧又はグランド電圧を前記スイッチアレイを介し前記キャパシタアレイ中の各キャパシタに供給した状態で前記キャパシタアレイの蓄積電荷に基づき前記第1電圧を生成し、前記制御回路は、前記逐次比較期間において、前記比較結果信号に応じて前記スイッチアレイの状態を制御しつつ前記比較結果信号に基づき前記デジタル出力信号の値をビットごとに決定する構成(第2の構成)であっても良い。 In the successive approximation type AD conversion circuit according to the first configuration (see FIG. 1), the first voltage generation circuit (10) has a capacitor array (11) and a switch array (12) connected to the capacitor array, and accumulates charges corresponding to the analog input signal in each capacitor in the capacitor array by connecting the wiring (WR_Ain) to which the analog input signal is applied to the capacitor array via the switch array during a sampling period, and generates the first voltage based on the accumulated charges in the capacitor array in a state in which a predetermined power supply voltage or ground voltage is supplied to each capacitor in the capacitor array via the switch array during the successive approximation period after the sampling period, and the control circuit may be configured to determine the value of the digital output signal for each bit based on the comparison result signal while controlling the state of the switch array according to the comparison result signal during the successive approximation period (second configuration).

上記第2の構成に係る逐次比較型AD変換回路において(図12参照)、前記第2電圧生成回路(20)は、予め定められた基準電圧を前記第2電圧として生成するよう構成された基準電圧源(20_1)である構成(第3の構成)であっても良い。 In the successive approximation type AD conversion circuit according to the second configuration (see FIG. 12), the second voltage generation circuit (20) may be a reference voltage source (20_1) configured to generate a predetermined reference voltage as the second voltage (third configuration).

上記第2の構成に係る逐次比較型AD変換回路において(図13参照)、前記第2電圧生成回路(20)は、供給されたデジタル信号をアナログ信号に変換することで前記第2電圧を生成するよう構成されたDA変換回路(20_2)である構成(第4の構成)であっても良い。 In the successive approximation type AD converter circuit according to the second configuration (see FIG. 13), the second voltage generating circuit (20) may be a DA converter circuit (20_2) configured to generate the second voltage by converting a supplied digital signal into an analog signal (fourth configuration).

上記第1の構成に係る逐次比較型AD変換回路において(図20参照)、前記アナログ入力信号は第1アナログ入力信号(AinP)及び第2アナログ入力信号(AinN)間の差信号(Adif)であり、前記第1電圧生成回路(10P)は、第1キャパシタアレイ(11)及び前記第1キャパシタアレイに接続される第1スイッチアレイ(12)を有し、サンプリング期間にて前記第1アナログ入力信号が加わる配線(WR_AinP)を前記第1スイッチアレイを介して前記第1キャパシタアレイに接続することで前記第1アナログ入力信号に応じた電荷を前記第1キャパシタアレイ中の各キャパシタに蓄積させ、前記サンプリング期間後の前記逐次比較期間において所定の電源電圧又はグランド電圧を前記第1スイッチアレイを介し前記第1キャパシタアレイ中の各キャパシタに供給した状態で前記第1キャパシタアレイの蓄積電荷に基づき前記第1電圧を生成し、前記第2電圧生成回路(10N)は、第2キャパシタアレイ(11)及び前記第2キャパシタアレイに接続される第2スイッチアレイ(12)を有し、前記サンプリング期間にて前記第2アナログ入力信号が加わる配線(WR_AinN)を前記第2スイッチアレイを介して前記第2キャパシタアレイに接続することで前記第2アナログ入力信号に応じた電荷を前記第2キャパシタアレイ中の各キャパシタに蓄積させ、前記逐次比較期間において前記電源電圧又は前記グランド電圧を前記第2スイッチアレイを介し前記第2キャパシタアレイ中の各キャパシタに供給した状態で前記第2キャパシタアレイの蓄積電荷に基づき前記第2電圧を生成し、前記制御回路は、前記逐次比較期間において、前記比較結果信号に応じて前記第1スイッチアレイ及び前記第2スイッチアレイの各状態を制御しつつ前記比較結果信号に基づき前記デジタル出力信号の値をビットごとに決定する構成(第5の構成)であっても良い。 In the successive approximation type AD conversion circuit according to the first configuration (see FIG. 20), the analog input signal is a difference signal (Adif) between a first analog input signal (AinP) and a second analog input signal (AinN), the first voltage generation circuit (10P) has a first capacitor array (11) and a first switch array (12) connected to the first capacitor array, and during a sampling period, a wiring (WR_AinP) to which the first analog input signal is applied is connected to the first capacitor array via the first switch array to accumulate charges corresponding to the first analog input signal in each capacitor in the first capacitor array, and during the successive approximation period after the sampling period, a predetermined power supply voltage or ground voltage is supplied to each capacitor in the first capacitor array via the first switch array, and the first voltage is generated based on the accumulated charges in the first capacitor array, and the second voltage generation circuit The path (10N) has a second capacitor array (11) and a second switch array (12) connected to the second capacitor array, and during the sampling period, a wiring (WR_AinN) to which the second analog input signal is applied is connected to the second capacitor array via the second switch array to accumulate charges corresponding to the second analog input signal in each capacitor in the second capacitor array, and during the successive approximation period, the power supply voltage or the ground voltage is supplied to each capacitor in the second capacitor array via the second switch array, and the second voltage is generated based on the accumulated charges in the second capacitor array, and the control circuit determines the value of the digital output signal for each bit based on the comparison result signal while controlling the states of the first switch array and the second switch array in accordance with the comparison result signal during the successive approximation period (fifth configuration).

上記第1の構成に係る逐次比較型AD変換回路において(図26参照)、前記第1電圧生成回路(110)は、前記アナログ入力信号をサンプリングして保持することで前記第1電圧を生成し、前記第2電圧生成回路(120)は、前記制御回路からのデジタルの制御信号をアナログ信号に変換することで前記第2電圧を生成し、前記制御回路(150)は、前記逐次比較期間において、前記比較結果信号に応じた前記制御信号を前記第2電圧生成回路に出力しつつ前記比較結果信号に基づき前記デジタル出力信号の値をビットごとに決定する構成(第6の構成)であっても良い。 In the successive approximation type AD conversion circuit according to the first configuration (see FIG. 26), the first voltage generation circuit (110) generates the first voltage by sampling and holding the analog input signal, the second voltage generation circuit (120) generates the second voltage by converting a digital control signal from the control circuit into an analog signal, and the control circuit (150) may be configured to output the control signal corresponding to the comparison result signal to the second voltage generation circuit during the successive approximation period while determining the value of the digital output signal for each bit based on the comparison result signal (sixth configuration).

上記第1~第6の構成の何れかに係る逐次比較型AD変換回路において(例えば図16参照)、前記2つの比較入力電圧は、前記補正回路による補正後の前記第1電圧と、前記第2電圧生成回路にて生成された前記第2電圧である構成(第7の構成)であっても良い。 In the successive approximation type AD conversion circuit according to any one of the first to sixth configurations (see, for example, FIG. 16), the two comparison input voltages may be the first voltage corrected by the correction circuit and the second voltage generated by the second voltage generation circuit (seventh configuration).

上記第1~第6の構成の何れかに係る逐次比較型AD変換回路において(例えば図17参照)、前記2つの比較入力電圧は、前記第1電圧生成回路にて生成された前記第1電圧と、前記補正回路による補正後の前記第2電圧である構成(第8の構成)であっても良い。 In the successive approximation type AD conversion circuit according to any one of the first to sixth configurations (see, for example, FIG. 17), the two comparison input voltages may be the first voltage generated by the first voltage generation circuit and the second voltage corrected by the correction circuit (configuration eight).

上記第2の構成に係る逐次比較型AD変換回路において(図18参照)、前記第1電圧生成回路は比較配線(WR1)に前記第1電圧を発生させ、前記補正回路(30A_3)は、前記比較配線に接続された第1端を有する補正用キャパシタ(C)及び前記補正用キャパシタの第2端に対し前記電源電圧又は前記グランド電圧を与える補正用スイッチ(S)を有する補正単位回路(U)を複数備え、前記逐次比較期間において複数の補正単位回路を用い前記デジタル出力信号のビットごとに前記第1電圧を補正する構成(第9の構成)であっても良い。 In the successive approximation type AD converter circuit according to the second configuration (see FIG. 18 ), the first voltage generation circuit generates the first voltage on a comparison wiring (WR1), and the correction circuit (30A_3) includes a plurality of correction unit circuits (U C ) each including a correction capacitor (C C ) having a first end connected to the comparison wiring and a correction switch (S C ) for applying the power supply voltage or the ground voltage to a second end of the correction capacitor, and may be configured (ninth configuration ) to correct the first voltage for each bit of the digital output signal using the plurality of correction unit circuits during the successive approximation period.

これにより、第1電圧生成回路の構成に適応して、第1電圧に対する補正回路を簡素な回路で実現できる。 This allows the correction circuit for the first voltage to be realized with a simple circuit that is adapted to the configuration of the first voltage generation circuit.

上記第9の構成に係る逐次比較型AD変換回路において、前記補正回路は、前記サンプリング期間にて複数の補正用スイッチの状態を基準状態(図19参照)に設定し、その後、前記逐次比較期間において前記複数の補正用スイッチの状態を前記基準状態から変更することで前記第1電圧を補正する構成(第10の構成)であっても良い。 In the successive approximation type AD conversion circuit according to the ninth configuration, the correction circuit may be configured to set the states of the correction switches to a reference state (see FIG. 19) during the sampling period, and then correct the first voltage by changing the states of the correction switches from the reference state during the successive approximation period (tenth configuration).

上記第5の構成に係る逐次比較型AD変換回路において(図24参照)、前記第1電圧生成回路は比較配線(WR1)に前記第1電圧を発生させ、前記補正回路(30B_3)は、前記比較配線に接続された第1端を有する補正用キャパシタ(C)及び前記補正用キャパシタの第2端に対し前記電源電圧又は前記グランド電圧を与える補正用スイッチ(S)を有する補正単位回路(U)を複数備え、前記逐次比較期間において複数の補正単位回路を用い前記デジタル出力信号のビットごとに前記第1電圧を補正する構成(第11の構成)であっても良い。 In the successive approximation type AD converter circuit according to the fifth configuration (see FIG. 24 ), the first voltage generation circuit generates the first voltage on a comparison wiring (WR1), and the correction circuit (30B_3) includes a plurality of correction unit circuits (U C ) each including a correction capacitor (C C ) having a first end connected to the comparison wiring and a correction switch (S C ) for applying the power supply voltage or the ground voltage to a second end of the correction capacitor, and may be configured (an eleventh configuration ) to correct the first voltage for each bit of the digital output signal using the plurality of correction unit circuits during the successive approximation period.

これにより、第1電圧生成回路の構成に適応して、第1電圧に対する補正回路を簡素な回路で実現できる。 This allows the correction circuit for the first voltage to be realized with a simple circuit that is adapted to the configuration of the first voltage generation circuit.

上記第11の構成に係る逐次比較型AD変換回路において、前記補正回路は、前記サンプリング期間にて複数の補正用スイッチの状態を基準状態に設定し、その後、前記逐次比較期間において前記複数の補正用スイッチの状態を前記基準状態から変更することで前記第1電圧を補正する構成(第12の構成)であっても良い。 In the successive approximation type AD conversion circuit according to the eleventh configuration, the correction circuit may be configured to set the states of the correction switches to a reference state during the sampling period, and then correct the first voltage by changing the states of the correction switches from the reference state during the successive approximation period (twelfth configuration).

上記第5の構成に係る逐次比較型AD変換回路において(図25参照)、前記第2電圧生成回路は比較配線(WR2)に前記第2電圧を発生させ、前記補正回路(30B_4)は、前記比較配線に接続された第1端を有する補正用キャパシタ(C)及び前記補正用キャパシタの第2端に対し前記電源電圧又は前記グランド電圧を与える補正用スイッチ(S)を有する補正単位回路(U)を複数備え、前記逐次比較期間において複数の補正単位回路を用い前記デジタル出力信号のビットごとに前記第2電圧を補正する構成(第13の構成)であっても良い。 In the successive approximation type AD converter circuit according to the fifth configuration (see FIG. 25 ), the second voltage generation circuit generates the second voltage on a comparison wiring (WR2), and the correction circuit (30B_4) may include a plurality of correction unit circuits (U C ) each including a correction capacitor (C C ) having a first end connected to the comparison wiring and a correction switch (S C ) for applying the power supply voltage or the ground voltage to a second end of the correction capacitor , and may be configured to correct the second voltage for each bit of the digital output signal using the plurality of correction unit circuits during the successive approximation period (thirteenth configuration).

これにより、第2電圧生成回路の構成に適応して、第2電圧に対する補正回路を簡素な回路で実現できる。 This allows the correction circuit for the second voltage to be realized with a simple circuit that is adapted to the configuration of the second voltage generation circuit.

上記第13の構成に係る逐次比較型AD変換回路において、前記補正回路は、前記サンプリング期間にて複数の補正用スイッチの状態を基準状態に設定し、その後、前記逐次比較期間において前記複数の補正用スイッチの状態を前記基準状態から変更することで前記第2電圧を補正する構成(第14の構成)であっても良い。 In the successive approximation type AD conversion circuit according to the thirteenth configuration, the correction circuit may be configured to set the states of the correction switches to a reference state during the sampling period, and then correct the second voltage by changing the states of the correction switches from the reference state during the successive approximation period (fourteenth configuration).

1A、1B ADコンバータ
10、10P、10N DAC
11 キャパシタアレイ
12 スイッチアレイ
S[1]~S[N] スイッチ
C[1]~C[N] キャパシタ
20 電圧生成回路
20_1 基準電圧源
20_2 DAC
30、30A_1~30A_3、30B_1~30B_4 補正回路
40 コンパレータ
50 制御回路
51 レジスタ
52 補正制御部
、SGP、SGN スイッチ
WR1、WR2 比較配線
VDD 電源電圧
REF 基準電圧
V1、V2、Vin1、Vin2 電圧
Ain、AinP、AinN アナログ入力信号
Dout デジタル出力信号
CMP 比較結果信号
Adif 差信号
WR_Ain、WR_AinP、WR_AinN、WR_VDD、WR_GND 配線
Ta、Tb、Tc 切替端子
COM 共通端子
1C ADコンバータ
110 S/H回路
120 DAC
130、130_1、130_2 補正回路
140 コンパレータ
150 制御回路
151 レジスタ
152 補正制御部
Va、Vb、Vina、Vinb 電圧
WRa、WRb 比較配線
1A, 1B AD converter 10, 10P, 10N DAC
11 Capacitor array 12 Switch array S[1] to S[N] Switches C[1] to C[N] Capacitors 20 Voltage generation circuit 20_1 Reference voltage source 20_2 DAC
30, 30A_1 to 30A_3, 30B_1 to 30B_4 Correction circuit 40 Comparator 50 Control circuit 51 Register 52 Correction control section S G , S GP , S GN switch WR1, WR2 Comparison wiring VDD Power supply voltage V REF reference voltage V1, V2, Vin1, Vin2 Voltage Ain, AinP, AinN Analog input signal Dout Digital output signal S CMP comparison result signal Adif Difference signal WR_Ain, WR_AinP, WR_AinN, WR_VDD, WR_GND Wiring Ta, Tb, Tc Switching terminal T COM common terminal 1C AD converter 110 S/H circuit 120 DAC
130, 130_1, 130_2 Correction circuit 140 Comparator 150 Control circuit 151 Register 152 Correction control section Va, Vb, Vina, Vinb Voltage WRa, WRb Comparison wiring

Claims (14)

アナログ入力信号をデジタル出力信号に変換するよう構成された逐次比較型AD変換回路であって、
前記アナログ入力信号に応じた第1電圧を生成するよう構成された第1電圧生成回路と、
前記第1電圧との対比に供される第2電圧を生成するよう構成された第2電圧生成回路と、
バイナリサーチが行われる逐次比較期間において前記第1電圧又は前記第2電圧を補正するよう構成された補正回路と、
前記補正回路での補正を通じて得られる2つの比較入力電圧を受け、前記2つの比較入力電圧を比較することで比較結果信号を生成するよう構成されたコンパレータと、
前記比較結果信号に基づき、前記デジタル出力信号の最上位ビットから最下位ビットに向けてバイナリサーチにより前記デジタル出力信号の値をビットごとに決定するよう構成された制御回路と、を備え、
前記制御回路は、前記逐次比較期間において、前記デジタル出力信号のビットごとに前記補正回路での補正量を設定する
、逐次比較型AD変換回路。
1. A successive approximation type analog-to-digital converter circuit configured to convert an analog input signal into a digital output signal, comprising:
a first voltage generating circuit configured to generate a first voltage responsive to the analog input signal;
a second voltage generating circuit configured to generate a second voltage to be compared with the first voltage;
a correction circuit configured to correct the first voltage or the second voltage during a successive approximation period in which a binary search is performed;
a comparator configured to receive two comparison input voltages obtained through the correction in the correction circuit and generate a comparison result signal by comparing the two comparison input voltages;
a control circuit configured to determine a value of the digital output signal for each bit by performing a binary search from a most significant bit to a least significant bit of the digital output signal based on the comparison result signal;
The control circuit sets a correction amount in the correction circuit for each bit of the digital output signal during the successive approximation period.
前記第1電圧生成回路は、キャパシタアレイ及び前記キャパシタアレイに接続されるスイッチアレイを有し、サンプリング期間にて前記アナログ入力信号が加わる配線を前記スイッチアレイを介して前記キャパシタアレイに接続することで前記アナログ入力信号に応じた電荷を前記キャパシタアレイ中の各キャパシタに蓄積させ、前記サンプリング期間後の前記逐次比較期間において所定の電源電圧又はグランド電圧を前記スイッチアレイを介し前記キャパシタアレイ中の各キャパシタに供給した状態で前記キャパシタアレイの蓄積電荷に基づき前記第1電圧を生成し、
前記制御回路は、前記逐次比較期間において、前記比較結果信号に応じて前記スイッチアレイの状態を制御しつつ前記比較結果信号に基づき前記デジタル出力信号の値をビットごとに決定する
、請求項1に記載の逐次比較型AD変換回路。
the first voltage generation circuit has a capacitor array and a switch array connected to the capacitor array, and accumulates charge corresponding to the analog input signal in each capacitor in the capacitor array by connecting a wiring to which the analog input signal is applied to the capacitor array via the switch array during a sampling period, and generates the first voltage based on the accumulated charge in the capacitor array in a state in which a predetermined power supply voltage or ground voltage is supplied to each capacitor in the capacitor array via the switch array during the successive approximation period after the sampling period,
2. The successive approximation type AD converter circuit according to claim 1, wherein the control circuit determines a value of the digital output signal for each bit based on the comparison result signal while controlling a state of the switch array in response to the comparison result signal during the successive approximation period.
前記第2電圧生成回路は、予め定められた基準電圧を前記第2電圧として生成するよう構成された基準電圧源である
、請求項2に記載の逐次比較型AD変換回路。
3. The successive approximation type AD converter circuit according to claim 2, wherein the second voltage generating circuit is a reference voltage source configured to generate a predetermined reference voltage as the second voltage.
前記第2電圧生成回路は、供給されたデジタル信号をアナログ信号に変換することで前記第2電圧を生成するよう構成されたDA変換回路である
、請求項2に記載の逐次比較型AD変換回路。
3. The successive approximation type AD converter circuit according to claim 2, wherein the second voltage generating circuit is a DA converter circuit configured to generate the second voltage by converting a supplied digital signal into an analog signal.
前記アナログ入力信号は第1アナログ入力信号及び第2アナログ入力信号間の差信号であり、
前記第1電圧生成回路は、第1キャパシタアレイ及び前記第1キャパシタアレイに接続される第1スイッチアレイを有し、サンプリング期間にて前記第1アナログ入力信号が加わる配線を前記第1スイッチアレイを介して前記第1キャパシタアレイに接続することで前記第1アナログ入力信号に応じた電荷を前記第1キャパシタアレイ中の各キャパシタに蓄積させ、前記サンプリング期間後の前記逐次比較期間において所定の電源電圧又はグランド電圧を前記第1スイッチアレイを介し前記第1キャパシタアレイ中の各キャパシタに供給した状態で前記第1キャパシタアレイの蓄積電荷に基づき前記第1電圧を生成し、
前記第2電圧生成回路は、第2キャパシタアレイ及び前記第2キャパシタアレイに接続される第2スイッチアレイを有し、前記サンプリング期間にて前記第2アナログ入力信号が加わる配線を前記第2スイッチアレイを介して前記第2キャパシタアレイに接続することで前記第2アナログ入力信号に応じた電荷を前記第2キャパシタアレイ中の各キャパシタに蓄積させ、前記逐次比較期間において前記電源電圧又は前記グランド電圧を前記第2スイッチアレイを介し前記第2キャパシタアレイ中の各キャパシタに供給した状態で前記第2キャパシタアレイの蓄積電荷に基づき前記第2電圧を生成し、
前記制御回路は、前記逐次比較期間において、前記比較結果信号に応じて前記第1スイッチアレイ及び前記第2スイッチアレイの各状態を制御しつつ前記比較結果信号に基づき前記デジタル出力信号の値をビットごとに決定する
、請求項1に記載の逐次比較型AD変換回路。
the analog input signal is a difference signal between a first analog input signal and a second analog input signal;
the first voltage generation circuit has a first capacitor array and a first switch array connected to the first capacitor array, and accumulates charge corresponding to the first analog input signal in each capacitor in the first capacitor array by connecting a wiring to which the first analog input signal is applied to the first capacitor array via the first switch array during a sampling period, and generates the first voltage based on the accumulated charge in the first capacitor array in a state in which a predetermined power supply voltage or a ground voltage is supplied to each capacitor in the first capacitor array via the first switch array during the successive approximation period after the sampling period,
the second voltage generation circuit has a second capacitor array and a second switch array connected to the second capacitor array, and accumulates charge corresponding to the second analog input signal in each capacitor in the second capacitor array by connecting a wiring to which the second analog input signal is applied to the second capacitor array via the second switch array during the sampling period, and generates the second voltage based on the accumulated charge in the second capacitor array in a state in which the power supply voltage or the ground voltage is supplied to each capacitor in the second capacitor array via the second switch array during the successive approximation period;
2. The successive approximation type AD converter circuit according to claim 1, wherein the control circuit determines a value of the digital output signal for each bit based on the comparison result signal while controlling each state of the first switch array and the second switch array in response to the comparison result signal during the successive approximation period.
前記第1電圧生成回路は、前記アナログ入力信号をサンプリングして保持することで前記第1電圧を生成し、
前記第2電圧生成回路は、前記制御回路からのデジタルの制御信号をアナログ信号に変換することで前記第2電圧を生成し、
前記制御回路は、前記逐次比較期間において、前記比較結果信号に応じた前記制御信号を前記第2電圧生成回路に出力しつつ前記比較結果信号に基づき前記デジタル出力信号の値をビットごとに決定する
、請求項1に記載の逐次比較型AD変換回路。
the first voltage generating circuit generates the first voltage by sampling and holding the analog input signal;
the second voltage generating circuit generates the second voltage by converting a digital control signal from the control circuit into an analog signal;
2. The successive approximation type AD conversion circuit according to claim 1, wherein the control circuit determines a value of the digital output signal for each bit based on the comparison result signal while outputting the control signal corresponding to the comparison result signal to the second voltage generation circuit during the successive approximation period.
前記2つの比較入力電圧は、前記補正回路による補正後の前記第1電圧と、前記第2電圧生成回路にて生成された前記第2電圧である
、請求項1~6の何れかに記載の逐次比較型AD変換回路。
7. A successive approximation type AD conversion circuit according to claim 1, wherein the two comparison input voltages are the first voltage corrected by the correction circuit and the second voltage generated by the second voltage generation circuit.
前記2つの比較入力電圧は、前記第1電圧生成回路にて生成された前記第1電圧と、前記補正回路による補正後の前記第2電圧である
、請求項1~6の何れかに記載の逐次比較型AD変換回路。
7. The successive approximation type AD conversion circuit according to claim 1, wherein the two comparison input voltages are the first voltage generated by the first voltage generation circuit and the second voltage corrected by the correction circuit.
前記第1電圧生成回路は比較配線に前記第1電圧を発生させ、
前記補正回路は、前記比較配線に接続された第1端を有する補正用キャパシタ及び前記補正用キャパシタの第2端に対し前記電源電圧又は前記グランド電圧を与える補正用スイッチを有する補正単位回路を複数備え、前記逐次比較期間において複数の補正単位回路を用い前記デジタル出力信号のビットごとに前記第1電圧を補正する
、請求項2に記載の逐次比較型AD変換回路。
the first voltage generating circuit generates the first voltage on a comparison line;
3. The successive approximation type AD conversion circuit according to claim 2, wherein the correction circuit includes a plurality of correction unit circuits each having a correction capacitor having a first end connected to the comparison wiring and a correction switch that applies the power supply voltage or the ground voltage to a second end of the correction capacitor, and corrects the first voltage for each bit of the digital output signal using the plurality of correction unit circuits during the successive approximation period.
前記補正回路は、前記サンプリング期間にて複数の補正用スイッチの状態を基準状態に設定し、その後、前記逐次比較期間において前記複数の補正用スイッチの状態を前記基準状態から変更することで前記第1電圧を補正する
、請求項9に記載の逐次比較型AD変換回路。
10. The successive approximation type AD conversion circuit according to claim 9, wherein the correction circuit sets states of the plurality of correction switches to a reference state during the sampling period, and then corrects the first voltage by changing states of the plurality of correction switches from the reference state during the successive approximation period.
前記第1電圧生成回路は比較配線に前記第1電圧を発生させ、
前記補正回路は、前記比較配線に接続された第1端を有する補正用キャパシタ及び前記補正用キャパシタの第2端に対し前記電源電圧又は前記グランド電圧を与える補正用スイッチを有する補正単位回路を複数備え、前記逐次比較期間において複数の補正単位回路を用い前記デジタル出力信号のビットごとに前記第1電圧を補正する
、請求項5に記載の逐次比較型AD変換回路。
the first voltage generating circuit generates the first voltage on a comparison line;
6. The successive approximation type AD conversion circuit according to claim 5, wherein the correction circuit includes a plurality of correction unit circuits each having a correction capacitor having a first end connected to the comparison wiring and a correction switch that applies the power supply voltage or the ground voltage to a second end of the correction capacitor, and corrects the first voltage for each bit of the digital output signal using the plurality of correction unit circuits during the successive approximation period.
前記補正回路は、前記サンプリング期間にて複数の補正用スイッチの状態を基準状態に設定し、その後、前記逐次比較期間において前記複数の補正用スイッチの状態を前記基準状態から変更することで前記第1電圧を補正する
、請求項11に記載の逐次比較型AD変換回路。
12. The successive approximation type AD conversion circuit according to claim 11, wherein the correction circuit sets states of the plurality of correction switches to a reference state during the sampling period, and then corrects the first voltage by changing states of the plurality of correction switches from the reference state during the successive approximation period.
前記第2電圧生成回路は比較配線に前記第2電圧を発生させ、
前記補正回路は、前記比較配線に接続された第1端を有する補正用キャパシタ及び前記補正用キャパシタの第2端に対し前記電源電圧又は前記グランド電圧を与える補正用スイッチを有する補正単位回路を複数備え、前記逐次比較期間において複数の補正単位回路を用い前記デジタル出力信号のビットごとに前記第2電圧を補正する
、請求項5に記載の逐次比較型AD変換回路。
the second voltage generating circuit generates the second voltage on a comparison line;
6. The successive approximation type AD conversion circuit according to claim 5, wherein the correction circuit includes a plurality of correction unit circuits each including a correction capacitor having a first end connected to the comparison wiring and a correction switch that applies the power supply voltage or the ground voltage to a second end of the correction capacitor, and corrects the second voltage for each bit of the digital output signal using the plurality of correction unit circuits during the successive approximation period.
前記補正回路は、前記サンプリング期間にて複数の補正用スイッチの状態を基準状態に設定し、その後、前記逐次比較期間において前記複数の補正用スイッチの状態を前記基準状態から変更することで前記第2電圧を補正する
、請求項13に記載の逐次比較型AD変換回路。
14. The successive approximation type AD conversion circuit according to claim 13, wherein the correction circuit sets states of the plurality of correction switches to a reference state during the sampling period, and then corrects the second voltage by changing states of the plurality of correction switches from the reference state during the successive approximation period.
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