專利名稱：斬波型模數(shù)變換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及斬波型模數(shù)(A/D)變換器。
下面說明工作情況。
參照?qǐng)D6～圖8，首先，根據(jù)時(shí)鐘信號(hào)的第1定時(shí)時(shí)間，使模擬開關(guān)13和15接通，模擬開關(guān)14關(guān)斷(參照?qǐng)D6)，對(duì)電容器11的一端(a點(diǎn))提供模擬電壓VIN。由此，如圖7(a)所示，電容器11的輸入側(cè)電位(a點(diǎn)的電位)變?yōu)槟M電壓VIN的電平。另一方面，從模擬開關(guān)15接通起，如圖7(b)所示，電容器11的另一端的電位(b點(diǎn)的電位)變?yōu)榉聪嗥麟娐?2的閾值電壓Vth，然后，使電容器13中充電與VIN和Vth的差分相當(dāng)?shù)碾姾?。此時(shí)，反相器電路12的輸出側(cè)(c點(diǎn))變?yōu)殚撝惦妷篤th。
接著，根據(jù)時(shí)鐘信號(hào)的第2定時(shí)時(shí)間，模擬開關(guān)13和15被斷開，模擬開關(guān)14被接通時(shí)(參照?qǐng)D8)，對(duì)電容器11的一端(a點(diǎn))提供基準(zhǔn)電壓VREF。由此，如圖7(a)所示，電容器11的輸入側(cè)電位(a點(diǎn)的電位)變?yōu)榛鶞?zhǔn)電壓VREF。在圖7所示的例中，由于基準(zhǔn)電壓VREF＞模擬輸入電壓VIN，所以如圖7(b)所示，電容器11的另一端(b點(diǎn))的電位比閾值電壓Vth高，即，b點(diǎn)的電位變?yōu)閂th+α(α＝VREF-VIN)，其結(jié)果，反相器電路12的輸出側(cè)(c點(diǎn))變?yōu)榈碗娖?圖7(c))。
而后，根據(jù)時(shí)鐘信號(hào)的第3定時(shí)時(shí)間，使模擬開關(guān)13和15接通，模擬開關(guān)14關(guān)斷時(shí)，對(duì)電容器11的一端(a點(diǎn))提供模擬電壓VIN。其結(jié)果，在電容器11中充電與VIN-Vth相當(dāng)?shù)碾姾伞?br> 然后，根據(jù)時(shí)鐘信號(hào)的第4定時(shí)時(shí)間，使模擬開關(guān)13和15斷開，模擬開關(guān)14接通時(shí)，對(duì)電容器的一端提供基準(zhǔn)電壓VREF。這里，如果基準(zhǔn)電壓VREF＜模擬輸入電壓VIN，則b點(diǎn)的電位比閾值電壓Vth低，即，b點(diǎn)的電位為Vth-α，反相器電路12的輸出側(cè)(c點(diǎn))變?yōu)楦唠娖健?br> 如上所述，對(duì)模擬開關(guān)13和14進(jìn)行接通斷開控制，將模擬電壓VIN和基準(zhǔn)電壓VREF交替地施加在電容器11上，同時(shí)對(duì)模擬開關(guān)15進(jìn)行接通斷開控制，比較基準(zhǔn)電壓VREF和模擬電壓VIN，將反相器輸出信號(hào)輸出到輸出端子12a。
但是，在圖5所示的斬波型比較器中，電容器11的另一端(b點(diǎn))的電位為Vth±α的關(guān)系，在功率節(jié)省時(shí)，在反相器電路12中不可避免地流動(dòng)貫通電流(流過CMOS反相器的兩個(gè)晶體管的電流)，其結(jié)果，A/D變換器的消耗功率增大。
為了防止上述不良狀況，即，為了進(jìn)行功率節(jié)省，已知圖9所示的斬波型比較器。在圖9中，對(duì)于與圖5所示的主要結(jié)構(gòu)部件相同的主要結(jié)構(gòu)部件附以相同的標(biāo)號(hào)(再有，在圖9中，省略了模擬開關(guān)13和14)。在圖9中，電容器11的另一端(b點(diǎn))通過開關(guān)16被接地，由此，強(qiáng)制地使反相器電路12的輸入側(cè)為地電位(L電平)。即，在同時(shí)不施加模擬輸入電壓VIN和基準(zhǔn)電壓VREF的狀態(tài)下，在模擬開關(guān)15斷開時(shí)，使開關(guān)16接通，強(qiáng)制地使反相器電路12的輸入側(cè)為地電位。由此，防止在反相器電路12中流動(dòng)貫通電流。再有，使反相器電路的輸入側(cè)為電源電壓(VDD)的電位來(lái)取代使反相器電路12的輸入側(cè)為地電位，也可防止貫通電流。
現(xiàn)有的斬波型比較器為上述的結(jié)構(gòu)，由于設(shè)置強(qiáng)制地使反相器電路12的輸入側(cè)為地電位的開關(guān)16，所以通過開關(guān)16使存儲(chǔ)于電容器11的電荷流動(dòng)，電容器11的另一端(b點(diǎn))的電位就變動(dòng)(換言之，開關(guān)16具有電容分量作用，使b點(diǎn)的電位變動(dòng))。其結(jié)果，如果將圖9所示的斬波型比較器用于A/D變換器，則存在使A/D變換器的精度下降的課題。
本發(fā)明是用于解決上述課題的發(fā)明，目的在于獲得可以降低消耗功率、同時(shí)防止精度下降的斬波型A/D變換器。
第1，根據(jù)本發(fā)明，提供一種斬波型模數(shù)變換器，該斬波型模數(shù)變換器包括反相器電路；連接到所述反相器的輸入端的電容器；對(duì)所述電容器交替提供基準(zhǔn)電壓和模擬輸入電壓的第1開關(guān)部件；使所述反相器輸入端和所述反相器輸出端短路的第2開關(guān)部件；并包括比較器，該比較器按預(yù)定的定時(shí)控制所述第1開關(guān)部件和第2開關(guān)部件，從所述反相器輸出端獲得反相器輸出信號(hào)；其特征在于，該斬波型模數(shù)變換器包括選擇器部件，在所述比較器為功率節(jié)省狀態(tài)時(shí)，以電源電壓和地電位的一方作為所述基準(zhǔn)電壓提供給所述第1開關(guān)部件，以另一方作為所述模擬輸入電壓來(lái)提供；以及控制部件，在所述反相器輸出信號(hào)變?yōu)樗龅仉娢缓碗娫措妷旱哪骋粋€(gè)時(shí)，停止控制所述第1和第2開關(guān)部件。
這里，第1開關(guān)部件有連接到電容器的第1開關(guān)和連接到電容器的第2開關(guān)；選擇器部件有將電源電壓和基準(zhǔn)電壓有選擇地提供給所述第1開關(guān)的第1選擇器，以及將地電位和模擬輸入電壓有選擇地提供給所述第2開關(guān)的第2選擇器；控制部件在比較器為功率節(jié)省狀態(tài)時(shí)，控制所述第1和所述第2選擇器，將所述電源電壓和所述地電位分別提供給所述第1和所述第2開關(guān)。
第1和第2開關(guān)被交替開閉控制，可以按照所述第1和所述第2開關(guān)的開閉控制來(lái)開閉控制第2開關(guān)部件。
在第1開關(guān)和第2開關(guān)部件閉合時(shí)，第2開關(guān)斷開，而在所述第1開關(guān)和所述第2開關(guān)部件斷開時(shí)，所述第2開關(guān)閉合。
控制部件可以在變?yōu)楣β使?jié)省狀態(tài)后，每經(jīng)過預(yù)先規(guī)定的時(shí)間，就按預(yù)定的定時(shí)控制第1和第2開關(guān)部件，對(duì)電容器每次交替提供電源電壓和地電位。
預(yù)先規(guī)定的時(shí)間可以按照構(gòu)成反相器電路的晶體管的漏泄電流和存儲(chǔ)在電容器中的電荷量來(lái)決定。
第2，根據(jù)本發(fā)明，提供一種斬波型模數(shù)變換器，該斬波型模數(shù)變換器包括具有反相器輸入端和反相器輸出端的反相器電路；連接到所述反相器輸入端的電容器；對(duì)所述電容器交替提供基準(zhǔn)電壓和模擬輸入電壓的第1開關(guān)部件；使所述反相器輸入端和所述反相器輸出端短路的第2開關(guān)部件；還包括按預(yù)定的定時(shí)控制所述第1和第2開關(guān)部件，從所述反相器輸出端獲得反相器輸出信號(hào)的多個(gè)比較器；其特征在于，該斬波型模數(shù)變換器包括選擇器部件，在各個(gè)所述比較器為功率節(jié)省狀態(tài)時(shí)，以電源電壓和地電位的一方作為所述基準(zhǔn)電壓提供給各個(gè)所述第1開關(guān)部件，以另一方作為所述模擬輸入電壓來(lái)提供；以及控制部件，在各個(gè)所述比較器的反相器輸出信號(hào)變?yōu)樗龅仉娢缓碗娫措妷旱哪骋粋€(gè)時(shí)，停止控制各個(gè)所述比較器的第1和第2開關(guān)部件。
圖2是說明

圖1所示的斬波型A/D變換器的功率節(jié)省操作的定時(shí)圖。
圖3是說明圖1所示的斬波型A/D變換器的功率節(jié)省操作的定時(shí)圖。
圖4是表示本發(fā)明實(shí)施例2的斬波型A/D變換器的方框圖。
圖5是表示現(xiàn)有的斬波型A/D變換器的電路圖。
圖6是表示圖5所示的斬波型A/D變換器的開關(guān)開閉控制的圖。
圖7是說明圖5所示的斬波型A/D變換器操作的定時(shí)圖。
圖8是表示圖5所示的斬波型A/D變換器的開關(guān)開閉控制的圖。
圖9是表示圖5所示的斬波型A/D變換器中將反相器電路的輸入側(cè)通過開關(guān)接地的狀態(tài)的圖。
實(shí)施例1在圖1中，20是比較器，21和22是選擇器，比較器20具有與圖5所示的比較器相同的結(jié)構(gòu)。這里，基準(zhǔn)輸入端子14a連接到選擇器21，模擬輸入端子13a連接到選擇器22。選擇器21和22由控制器10進(jìn)行切換控制，通過選擇器21，將基準(zhǔn)電壓VREF和電源電壓VDD有選擇地提供給基準(zhǔn)輸入端子14a。而通過選擇器22，將模擬輸入VIN和地電位GND有選擇地提供給模擬輸入端子13a。
下面，參照?qǐng)D1和圖2來(lái)說明工作情況。
比較器20如圖5中說明的那樣進(jìn)行工作。在該斬波型A/D變換器中，在形成功率節(jié)省時(shí)，由選擇器21和22分別選擇電源電壓VDD和地電位GND。在由選擇器21和22分別選擇電源電壓VDD和地電位GND時(shí)，如果使模擬開關(guān)13和15接通，模擬開關(guān)14關(guān)斷，則如圖2所示，電容器11的一端(a點(diǎn))成為地電位GND。另一方面，模擬開關(guān)15接通后，如圖2(b)所示，電容器11的另一端的電位(b點(diǎn)的電位)變?yōu)榉聪嗥麟娐?2的閾值電壓Vth，然后，對(duì)電容器13充電與地電位GND和閾值電壓Vth的差分相當(dāng)?shù)碾姾?。此時(shí)，反相器電路12的輸出側(cè)(c點(diǎn))變?yōu)閂th電平。模擬開關(guān)(第1開關(guān))13和模擬開關(guān)(第2開關(guān))14起第1開關(guān)部件作用，模擬開關(guān)15起第2開關(guān)部件作用。
接著，如果使模擬開關(guān)13和15關(guān)斷，模擬開關(guān)14接通，則對(duì)電容器11的一端(a點(diǎn))提供電源電壓VDD。由此，如圖2(a)所示，電容器11的輸入側(cè)電位(a點(diǎn)的電位)變?yōu)殡娫措妷篤DD。由于電源電壓VDD＞地電位GND，所以如圖2(b)所示，電容器11的另一端(b點(diǎn))的電位變得比閾值電壓Vth高，即，b點(diǎn)的電位變?yōu)閂th+VDD，其結(jié)果，反相器電路12的輸出變?yōu)榈碗娖?地電位GND)(圖2(c))。
在該狀態(tài)中，反相器電路12的輸出側(cè)為地電位GND，所以在反相器電路12中不流動(dòng)貫通電流。而且，在圖示的斬波型A/D變換器中，在比較器內(nèi)部不強(qiáng)制地使反相器電路的輸入側(cè)為地電位，即，在比較器20中，不設(shè)置用于強(qiáng)制地使反相器電路12的輸入側(cè)為地電位GND的開關(guān)，所以開關(guān)起電容分量作用，反相器電路12的輸入側(cè)的電位不變動(dòng)。其結(jié)果，不降低A/D變換器的精度。
如上所述，在圖1所示的斬波型A/D變換器中，如果由選擇器21和22分別選擇電源電壓VDD和地電位GND，則變?yōu)楣β使?jié)省狀態(tài)。即，如果反相器電路12的輸出側(cè)變?yōu)榈仉娢籊ND，則停止時(shí)鐘信號(hào)，變?yōu)榕c功率節(jié)省相同的狀態(tài)。
再有，在選擇器21選擇了電源電壓VDD時(shí)，由選擇器22選擇地電位GND。另一方面，在選擇器21選擇了基準(zhǔn)電壓VREF時(shí)，由選擇器22選擇模擬輸入電壓VIN。
但是，如上所述，在變?yōu)楣β使?jié)省狀態(tài)時(shí)，在構(gòu)成反相器電路12的晶體管中穩(wěn)定于流動(dòng)漏泄電流的狀態(tài)。此時(shí)，反相器電路12的輸入側(cè)的電壓通過電容器11中存儲(chǔ)的電荷來(lái)保持。由于在理想的晶體管中不流動(dòng)漏泄電流，所以反相器電路12的輸入側(cè)電壓保持在規(guī)定的電壓值以上(與電容器11中存儲(chǔ)的電荷對(duì)應(yīng)的電壓值)，但如上所述，由于實(shí)際上微弱的漏泄電流在晶體管中流動(dòng)，所以電容器11中存儲(chǔ)的電荷會(huì)緩慢地放電。因此，反相器電路12的輸入側(cè)電壓變?yōu)橐?guī)定的電壓值以下。
因此，根據(jù)晶體管的漏泄電流和電容器11中存儲(chǔ)的電荷量，來(lái)求變?yōu)楣β使?jié)省狀態(tài)后直至不能保持上述規(guī)定的電壓值前的時(shí)間(預(yù)先規(guī)定的時(shí)間T)，在該時(shí)間內(nèi)使A/D變換器工作，并使電容器11存儲(chǔ)電荷。
參照?qǐng)D3和圖5，通過時(shí)鐘信號(hào)CLK的定時(shí)CLKT1(圖3(a))，如圖2中的說明，電容器11的另一端(b點(diǎn))的電位為Vth+VDD時(shí)(圖3(b))，反相器電路12的輸出側(cè)變?yōu)榈仉娢籊ND(圖3(c))。于是，在對(duì)電容器11充電后，經(jīng)過預(yù)先規(guī)定的時(shí)間T后，送出時(shí)鐘信號(hào)CLK，在定時(shí)CLKT2時(shí)，如圖2中的說明，電容器11的另一端(b點(diǎn))的電位為Vth+VDD(圖3(b))，反相器電路12的輸出側(cè)為地電位GND(圖3(c))。
于是，即使在功率節(jié)省中，如果在每個(gè)預(yù)先規(guī)定的時(shí)間T使A/D變換器工作，那么也可以將反相器電路12的輸入側(cè)電壓保持在規(guī)定的電壓值以上。
再有，功率節(jié)省狀態(tài)中的時(shí)鐘信號(hào)CLK的送出控制由控制器10進(jìn)行。例如，控制器10在反相器電路12的輸出側(cè)變?yōu)榈仉娢粫r(shí)，停止送出時(shí)鐘信號(hào)，成為功率節(jié)省狀態(tài)，從該狀態(tài)起經(jīng)過上述預(yù)先規(guī)定的時(shí)間T后，送出時(shí)鐘信號(hào)CLK，再次進(jìn)行對(duì)電容器11的充電。
此外，選擇器21和22的切換控制由控制器進(jìn)行?？刂破髟贏/D變換器為功率節(jié)省狀態(tài)時(shí)，對(duì)選擇器21和22進(jìn)行切換控制，通過選擇器21將電源電壓VDD提供給比較器20，由選擇器22將地電位GND提供給比較器20。然后，如上所述，反相器電路12的輸出側(cè)變?yōu)榈仉娢粫r(shí)，停止送出時(shí)鐘信號(hào)CLK，變?yōu)楣β使?jié)省狀態(tài)。
在圖1所示的例中，說明了選擇器21有選擇地切換電源電壓VDD和基準(zhǔn)電壓VREF，選擇器22有選擇地切換地電位GND和模擬輸入電壓VIN的實(shí)例，而通過選擇器21將地電位GND提供給基準(zhǔn)輸入端子14a，通過選擇器22將電源電壓VDD提供給模擬輸入端子13a也可以。
此時(shí)，模擬開關(guān)13和15接通，模擬開關(guān)14斷開時(shí)，電容器11的一端(a點(diǎn))變?yōu)殡娫措妷篤DD。另一方面，由于模擬開關(guān)15接通，所以電容器11的另一端的電位(b點(diǎn)的電位)變?yōu)榉聪嗥麟娐?2的閾值電壓Vth，然后，在電容器中，充電與電源電壓VDD和閾值電壓Vth的差分相當(dāng)?shù)碾姾伞?br> 接著，模擬開關(guān)13和15斷開，模擬開關(guān)14接通時(shí)，電容器11的一端(a點(diǎn))變?yōu)榈仉娢籊ND。由于電源電壓VDD＞地電位GND，所以電容器11的另一端(b點(diǎn))的電位變得比閾值電壓Vth低，即，b點(diǎn)的電位變?yōu)閂th-VDD，其結(jié)果，反相器電路12的輸出側(cè)變?yōu)楦唠娖?電源電壓)。
在該狀態(tài)中，反相器電路12的輸出側(cè)為電源電壓，所以在反相器電路12中不流動(dòng)貫通電流，因而如上所述，A/D變換器的精度不下降。
如上所述，根據(jù)實(shí)施例1，在功率節(jié)省狀態(tài)時(shí)，使比較器的反相器電路的輸出側(cè)為地電位或電源電壓，所以在反相器電路中不流動(dòng)貫通電流，其結(jié)果，可以降低消耗電力。
而且，通過開關(guān)等，在比較器內(nèi)部強(qiáng)制地使反相器電路的輸入側(cè)不為地電位，所以開關(guān)起作為電容分量的作用，反相器電路的輸入側(cè)的電位不變動(dòng)。其結(jié)果，不降低A/D變換器的精度。
實(shí)施例2實(shí)際上，在構(gòu)成斬波型A/D變換器時(shí)，將多個(gè)斬波型比較器裝載在一個(gè)基板(一個(gè)芯片)上。圖4是表示其一例的圖，在圖4中，31～3N(N是2以上的整數(shù))是比較器，41～4M(M＝N+1)是電阻器。電阻器41～4N構(gòu)成串聯(lián)連接的電阻電路，電阻器41連接到選擇器21a。選擇器21a有選擇地將基準(zhǔn)電壓VREF和電源電壓VDD連接到電阻器41。同樣，電阻器4M連接到選擇器21b，選擇器21b有選擇地將基準(zhǔn)電壓VREF和電源電壓VDD連接到電阻器4M。比較器3n(n是1以上至N的整數(shù))連接到電阻器4(m-1)和電阻器4m(m是2以上至M的整數(shù))的連接點(diǎn)，進(jìn)而，比較器3n通過選擇器22有選擇地連接模擬輸入電壓VIN和地電位GND。
各個(gè)比較器31～3N具有與圖1說明的比較器20相同的結(jié)構(gòu)，比較器3n的模擬輸入端子13a連接到選擇器22，比較器3n的基準(zhǔn)輸入端子14a連接到電阻器4(m-1)和電阻器4m(m為2以上至M的整數(shù))的連接點(diǎn)。由于電阻器41～4M具有相同的電阻值，所以如上所述，對(duì)電阻器41和4M有選擇地提供基準(zhǔn)電壓VREF或電源電壓VDD時(shí)，提供給各比較器31～3N的基準(zhǔn)輸入端子14a的電壓值變?yōu)橄嗤闹?。即，在各比較器31～3N的基準(zhǔn)輸入端子14a上輸入由電阻電路分壓的電壓，但電阻41～4M具有相同的電阻值，而且在電阻器41和4M上分別輸入基準(zhǔn)電壓VREF或電源電壓VDD，所以提供給各比較器31～3N的基準(zhǔn)輸入端子14a的電壓值為相同的值。
下面說明工作情況。
在圖4中，選擇器21a和21b連動(dòng)，在為功率節(jié)省狀態(tài)時(shí)，如圖1的說明，選擇器21a和21b被切換到電源電壓VDD側(cè)，選擇器22被切換到地電位GND側(cè)。然后，各比較器31～3N如圖1相關(guān)的說明，切換比較器31～3N內(nèi)的模擬開關(guān)，使反相器電路的輸出側(cè)變?yōu)榈仉娢唬瑘D4所示的A/D變換裝置成為功率節(jié)省狀態(tài)。
此時(shí)，如圖3的說明，通過控制器進(jìn)行時(shí)鐘信號(hào)的控制(即，各比較器31～3N內(nèi)的模擬開關(guān)的切換控制)和選擇器21a、21b、及22的切換控制。再有，如圖1相關(guān)的說明，選擇器21a和21b將基準(zhǔn)電壓VREF和地電位GND有選擇地提供給各比較器31～3N，選擇器22也可以將模擬輸入電壓VIN和電源電壓VDD有選擇地提供給各比較器31～3N。
而且，也可以包括選擇器21和22，通過選擇器21將基準(zhǔn)電壓VREF和電源電壓VDD提供給各比較器31～3N，通過選擇器22有選擇地將模擬輸入電壓VIN和地電位GND提供給各比較器31～3N(即，不需要電阻電路)。
于是，在圖4所示的例中，將多個(gè)斬波型比較器裝載在一個(gè)芯片上，所以可以削減比較器的數(shù)目。此外，由于選擇器的數(shù)目少，所以可以降低制造處理中的選擇器的偏差(性能偏差)。
如上所述，根據(jù)實(shí)施例2，在功率節(jié)省狀態(tài)時(shí)，使各比較器的反相器電路的輸出側(cè)為地電位或電源電壓，所以在各反相器電路中不流動(dòng)貫通電流，其結(jié)果，可以降低消耗電力。
而且，通過開關(guān)等，在各比較器內(nèi)部強(qiáng)制地使反相器電路的輸入側(cè)為地電位，所以開關(guān)起電容分量作用，反相器電路的輸入側(cè)的電位不變動(dòng)。其結(jié)果，各比較器的精度不下降。
此外，可將多個(gè)斬波型比較器裝載在一個(gè)芯片上，所以可以削減比較器的數(shù)目。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，在比較器為功率節(jié)省狀態(tài)時(shí)，將電源電壓和地電位分別作為基準(zhǔn)電壓和模擬輸入電壓提供給比較器，而在反相器電路的輸出變?yōu)榈仉娢粫r(shí)，停止比較器內(nèi)部的開關(guān)控制，即停止時(shí)鐘信號(hào)，所以在反相器電路中不流動(dòng)貫通電流，其結(jié)果，具有可以降低消耗功率的效果。
而且，通過開關(guān)等，在比較器內(nèi)部強(qiáng)制地使反相器電路的輸入側(cè)為地電位，所以開關(guān)起電容分量作用，反相器電路的輸入側(cè)的電位不變動(dòng)，具有不降低A/D變換器自身精度的效果。
根據(jù)本發(fā)明，在變?yōu)楣β使?jié)省狀態(tài)后，每經(jīng)過預(yù)先規(guī)定的時(shí)間，按預(yù)定的定時(shí)來(lái)控制比較器內(nèi)部的開關(guān)(供給時(shí)鐘信號(hào))，對(duì)電容器每次交替地供給電源電壓和地電位，所以即使在變?yōu)楣β使?jié)省狀態(tài)后，也具有可以防止因構(gòu)成反相器電路的晶體管的漏泄電流引起的輸入側(cè)電位的下降。
根據(jù)本發(fā)明，在具有多個(gè)比較器的A/D變換器中，在使各個(gè)比較器為功率節(jié)省狀態(tài)時(shí)，將電源電壓和地電位分別作為基準(zhǔn)電壓和模擬輸入電壓提供給各比較器，而在各反相器電路的輸出變?yōu)榈仉娢粫r(shí)，停止各比較器內(nèi)部的開關(guān)控制，即，停止時(shí)鐘信號(hào)，所以在反相器電路中不流動(dòng)貫通電流，其結(jié)果，具有可以降低消耗功率的效果。
而且，通過開關(guān)等，在比較器內(nèi)部不強(qiáng)制地使反相器電路的輸入側(cè)為地電位，所以開關(guān)起電容分量作用，反相器電路的輸入側(cè)的電位不變動(dòng)，具有不降低A/D變換器自身精度的效果。
此外，將多個(gè)斬波型比較器裝載于一個(gè)芯片，對(duì)各比較器有選擇地提供電源電壓、基準(zhǔn)電壓、模擬輸入電壓、及地電位，所以具有可以削減選擇器數(shù)目的效果。
權(quán)利要求
1.一種斬波型模數(shù)變換器，包括反相器電路；連接到所述反相器的輸入端的電容器；對(duì)所述電容器交替提供基準(zhǔn)電壓和模擬輸入電壓的第1開關(guān)部件；使所述反相器輸入端和所述反相器輸出端短路的第2開關(guān)部件；并包括比較器，該比較器按預(yù)定的定時(shí)控制所述第1開關(guān)部件和第2開關(guān)部件，從所述反相器輸出端獲得反相器輸出信號(hào)；其特征在于，該斬波型模數(shù)變換器包括選擇器部件，在所述比較器為功率節(jié)省狀態(tài)時(shí)，以電源電壓和地電位的一方作為所述基準(zhǔn)電壓提供給所述第1開關(guān)部件，以另一方作為所述模擬輸入電壓來(lái)提供；以及控制部件，在所述反相器輸出信號(hào)變?yōu)樗龅仉娢缓碗娫措妷旱哪骋粋€(gè)時(shí)，停止控制所述第1和第2開關(guān)部件。
2.如權(quán)利要求1所述的斬波型模數(shù)變換器，其特征在于第1開關(guān)部件有連接到電容器的第1開關(guān)和連接到電容器的第2開關(guān)；選擇器部件有將電源電壓和基準(zhǔn)電壓有選擇地提供給所述第1開關(guān)的第1選擇器，以及將地電位和模擬輸入電壓有選擇地提供給所述第2開關(guān)的第2選擇器；控制部件在比較器為功率節(jié)省狀態(tài)時(shí)，控制所述第1和所述第2選擇器，將所述電源電壓和所述地電位分別提供給所述第1和所述第2開關(guān)。
3.如權(quán)利要求2所述的斬波型模數(shù)變換器，其特征在于，第1和第2開關(guān)被交替開閉控制，按照所述第1和所述第2開關(guān)的開閉控制來(lái)開閉控制第2開關(guān)部件。
4.如權(quán)利要求3所述的斬波型模數(shù)變換器，其特征在于，在第1開關(guān)和第2開關(guān)部件閉合時(shí)，第2開關(guān)斷開，而在所述第1開關(guān)和所述第2開關(guān)部件斷開時(shí)，所述第2開關(guān)閉合。
5.如權(quán)利要求1所述的斬波型模數(shù)變換器，其特征在于，控制部件在變?yōu)楣β使?jié)省狀態(tài)后，每經(jīng)過預(yù)先規(guī)定的時(shí)間，就按預(yù)定的定時(shí)控制第1和第2開關(guān)部件，對(duì)電容器每次交替提供電源電壓和地電位。
6.如權(quán)利要求5所述的斬波型模數(shù)變換器，其特征在于，預(yù)先規(guī)定的時(shí)間按照構(gòu)成反相器電路的晶體管的漏泄電流和存儲(chǔ)在電容器中的電荷量來(lái)決定。
7.一種斬波型模數(shù)變換器，包括具有反相器輸入端和反相器輸出端的反相器電路；連接到所述反相器輸入端的電容器；對(duì)所述電容器交替提供基準(zhǔn)電壓和模擬輸入電壓的第1開關(guān)部件；使所述反相器輸入端和所述反相器輸出端短路的第2開關(guān)部件；還包括按預(yù)定的定時(shí)控制所述第1和第2開關(guān)部件，從所述反相器輸出端獲得反相器輸出信號(hào)的多個(gè)比較器；其特征在于，該斬波型模數(shù)變換器包括選擇器部件，在各個(gè)所述比較器為功率節(jié)省狀態(tài)時(shí)，以電源電壓和地電位的一方作為所述基準(zhǔn)電壓提供給各個(gè)所述第1開關(guān)部件，以另一方作為所述模擬輸入電壓來(lái)提供；以及控制部件，在各個(gè)所述比較器的反相器輸出信號(hào)變?yōu)樗龅仉娢缓碗娫措妷旱哪骋粋€(gè)時(shí)，停止控制各個(gè)所述比較器的第1和第2開關(guān)部件。
全文摘要
在斬波型A/D變換器中，降低消耗功率、同時(shí)防止精度下降。比較器(20)包括反相器電路；連接到反相器電路的輸入端的電容器；對(duì)電容器交替提供基準(zhǔn)電壓和模擬輸入電壓的第1及第2開關(guān)；以及使反相器電路的輸入端和輸出端短路的開關(guān)(反相器開關(guān))；按預(yù)定的定時(shí)控制這些開關(guān)，從反相器電路獲得輸出信號(hào)。在比較器為功率節(jié)省狀態(tài)時(shí)，通過選擇器(21)和(22)將電源電壓和地電位分別作為電源電壓和模擬輸入電壓提供給比較器。然后，在反相器電路的輸出信號(hào)變?yōu)榈仉娢粫r(shí)，停止控制第1及第2開關(guān)和反相器開關(guān)。
文檔編號(hào)H03K5/08GK1416221SQ02125148
公開日2003年5月7日 申請(qǐng)日期2002年6月28日 優(yōu)先權(quán)日2001年10月29日
發(fā)明者苗崎浩秀 申請(qǐng)人:三菱電機(jī)株式會(huì)社