專利名稱：流水線型及循環(huán)型模數(shù)轉(zhuǎn)換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及模數(shù)轉(zhuǎn)換器。本發(fā)明特別是涉及多級(jí)流水線型及循環(huán)型的模數(shù)轉(zhuǎn)換技術(shù)。
背景技術(shù)：
近年來，在移動(dòng)電話機(jī)中逐漸增加圖像攝像功能、圖像播放功能、動(dòng)畫攝影功能、動(dòng)畫播放功能等各種附加功能，對(duì)模數(shù)轉(zhuǎn)換器(以下稱為“AD轉(zhuǎn)換器”)的小型化和節(jié)能化的要求越來越高。作為這種的AD轉(zhuǎn)換器的種類，眾所周知，有循環(huán)型構(gòu)成的循環(huán)AD轉(zhuǎn)換器(例如，參照專利文獻(xiàn)1)。圖9是表示以往的循環(huán)AD轉(zhuǎn)換器的構(gòu)成。在該AD轉(zhuǎn)換器150中，通過第1開關(guān)152輸入的模擬信號(hào)Vin，由第1放大電路156采樣，并且通過AD轉(zhuǎn)換電路158轉(zhuǎn)換為1位的數(shù)字值。該數(shù)字值通過DA轉(zhuǎn)換電路160轉(zhuǎn)換為模擬值，從輸入的模擬信號(hào)Vin中由減法電路162將其減去。減法電路162的輸出由第2放大電路164放大，通過第2開關(guān)154，反饋到第1放大電路156。該反饋的循環(huán)處理重復(fù)12次就能得到12位的數(shù)字值。
另外，在專利文獻(xiàn)2中，公布了包含循環(huán)型轉(zhuǎn)換部分的2極組成的AD轉(zhuǎn)換器。
專利文獻(xiàn)1特開平11-145830號(hào)公報(bào)；專利文獻(xiàn)2特開平4-26229號(hào)公報(bào)(全文，第1圖)。
(第1課題)專利文獻(xiàn)1的循環(huán)AD轉(zhuǎn)換器，與多段流水線型的AD轉(zhuǎn)換器相比，因?yàn)闃?gòu)成的元件數(shù)目少，所以有利于抑制電路面積。但是，電路面積可以縮小的另一面，有時(shí)會(huì)犧牲轉(zhuǎn)換處理速度，將這些相反的性能的提高可以共存且有效地實(shí)現(xiàn)其構(gòu)成是循環(huán)型AD轉(zhuǎn)換器中的課題。
(第2課題)專利文獻(xiàn)2的循環(huán)型AD轉(zhuǎn)換部分，共同具有AD轉(zhuǎn)換電路、DA轉(zhuǎn)換電路、減法電路、放大電路，因此有利于電路的小面積化。但是，隨著共有化對(duì)各個(gè)電路還要求高速化。特別在放大電路中，存在GB積(GainBandwidth product)界限，高放大率和高速動(dòng)作的共存是困難的。另一方面，如果對(duì)每個(gè)電路中作為不要求高速動(dòng)作的方法，有以往的多級(jí)流水線型構(gòu)成，但是增大了電路面積。即在以往的構(gòu)成中，實(shí)現(xiàn)小型且高速動(dòng)作的共存是特別困難。特別是具有高放大率的放大電路更妨礙了其高速動(dòng)作。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于這樣的狀況而作出的，其目的是在AD轉(zhuǎn)換器中的處理速度提高和電路面積降低兩者間實(shí)現(xiàn)很好的平衡。
(第1機(jī)構(gòu))在第1機(jī)構(gòu)中本發(fā)明的方案，是模數(shù)轉(zhuǎn)換器。該模數(shù)轉(zhuǎn)換器，具有多個(gè)AD轉(zhuǎn)換電路，其將輸入模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為規(guī)定位數(shù)的數(shù)字值；DA轉(zhuǎn)換電路，其用于將多個(gè)AD轉(zhuǎn)換電路的輸出轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)，設(shè)置了一個(gè)以上但比多個(gè)AD轉(zhuǎn)換電路少；減法電路，其將一個(gè)以上的DA轉(zhuǎn)換電路的輸出從輸入的模擬信號(hào)中減去；放大電路，其將減法電路的輸出放大并反饋到多個(gè)AD轉(zhuǎn)換電路中至少任意一個(gè)。將多個(gè)AD轉(zhuǎn)換電路中至少任意一個(gè)，和一個(gè)以上的DA轉(zhuǎn)換電路中的至少任意一個(gè)，在反饋循環(huán)處理中反復(fù)使用。
根據(jù)本方案，比以往的循環(huán)AD轉(zhuǎn)換器增加AD轉(zhuǎn)換電路的個(gè)數(shù)，達(dá)到提高處理速度的目的，其另一方面，DA轉(zhuǎn)換電路的個(gè)數(shù)比AD轉(zhuǎn)換電路的個(gè)數(shù)少，被多階段的AD轉(zhuǎn)換處理共用。由此可以抑制電路面積的增大，還可以實(shí)現(xiàn)速度提高。
本發(fā)明的其他的方案也是模數(shù)轉(zhuǎn)換器。該模數(shù)轉(zhuǎn)換器，具有第1AD轉(zhuǎn)換電路，其將輸入的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為規(guī)定位數(shù)的數(shù)字值；DA轉(zhuǎn)換電路，其將第1AD轉(zhuǎn)換電路的輸出轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)；減法電路，其從輸入模擬信號(hào)中減去DA轉(zhuǎn)換電路的輸出；放大電路，其將減法電路的輸出放大并反饋；第2AD轉(zhuǎn)換電路，其將反饋以后放大電路的輸出轉(zhuǎn)換為規(guī)定位數(shù)的數(shù)字值。DA轉(zhuǎn)換電路，將反饋以后的第2AD轉(zhuǎn)換電路的輸出轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)。
比以往的循環(huán)AD轉(zhuǎn)換器增加AD轉(zhuǎn)換器的個(gè)數(shù)達(dá)到提高處理速度的目的的時(shí)候，DA轉(zhuǎn)換電路、減法電路、放大電路其數(shù)目不增加，可以與反饋以后的AD轉(zhuǎn)換處理共用。由此可以抑制電路面積的增大，還可以實(shí)現(xiàn)速度的提高。
本發(fā)明的另一方案也還是模數(shù)轉(zhuǎn)換器。該模數(shù)轉(zhuǎn)換器，是將模數(shù)轉(zhuǎn)換處理分為多個(gè)段進(jìn)行的轉(zhuǎn)換器，具有AD轉(zhuǎn)換電路，其在多個(gè)階段中的至少任意一個(gè)階段中，將輸入的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為規(guī)定位數(shù)的數(shù)字值；DA轉(zhuǎn)換電路，其將AD轉(zhuǎn)換電路的輸出轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)；減法電路，其將DA轉(zhuǎn)換電路的輸出從輸入的模擬信號(hào)中減去；放大電路，其將減法電路的輸出放大反饋。放大電路，在多個(gè)階段中的最后階段被利用于其他處理。
如以往的循環(huán)AD轉(zhuǎn)換器那樣，將模數(shù)轉(zhuǎn)換分為多個(gè)階段進(jìn)行，在最后階段中AD轉(zhuǎn)換電路不需要把輸出的最低位的數(shù)字值不需要轉(zhuǎn)換為模擬值。因此本方案中，通過將放大電路利用于放大減法電路的輸出，以進(jìn)行反饋以外的處理，不增大作為包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器的裝置整體的面積，可以謀求有效地利用放大電路。
本發(fā)明的另一方案也還是模數(shù)轉(zhuǎn)換器。該模數(shù)轉(zhuǎn)換器，是將模數(shù)轉(zhuǎn)換處理分為多個(gè)段進(jìn)行的轉(zhuǎn)換器，具有AD轉(zhuǎn)換電路，其在多個(gè)階段中的至少任意一個(gè)階段中，將輸入的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為規(guī)定位數(shù)的數(shù)字值；DA轉(zhuǎn)換電路，其將AD轉(zhuǎn)換電路的輸出轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)；減法電路，其將DA轉(zhuǎn)換電路的輸出從輸入的模擬信號(hào)中減去；放大電路，其將減法電路的輸出放大反饋。減法電路，在多個(gè)階段中的最后階段被利用于其他處理。
如以往的循環(huán)AD轉(zhuǎn)換器那樣，將模數(shù)轉(zhuǎn)換分為多個(gè)階段進(jìn)行，在最后階段中AD轉(zhuǎn)換電路不需要把輸出的最低位的數(shù)字值不需要轉(zhuǎn)換為模擬值。因此本方案中，在第4階段不使用DA轉(zhuǎn)換電路，把它用在同時(shí)處理的第1階段，由此不增大作為包含模數(shù)轉(zhuǎn)換器的裝置整體的電路面積，可以謀求提高處理速度，有效地利用減法電路。
本發(fā)明的另一方案也還是模數(shù)轉(zhuǎn)換器。該模數(shù)轉(zhuǎn)換器，是將模數(shù)轉(zhuǎn)換處理分為多個(gè)段進(jìn)行的轉(zhuǎn)換器，具有AD轉(zhuǎn)換電路，其在多個(gè)階段中的至少任意一個(gè)階段中，將輸入的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為規(guī)定位數(shù)的數(shù)字值；DA轉(zhuǎn)換電路，其將AD轉(zhuǎn)換電路的輸出轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)；減法電路，其將DA轉(zhuǎn)換電路的輸出從輸入的模擬信號(hào)中減去；放大電路，其將減法電路的輸出放大反饋。DA轉(zhuǎn)換電路，在多個(gè)階段中的最后階段被利用于其他處理。
如以往的循環(huán)AD轉(zhuǎn)換器那樣，將模數(shù)轉(zhuǎn)換分為多個(gè)階段進(jìn)行時(shí)，在最后階段中AD轉(zhuǎn)換電路不需要把輸出的最低位的數(shù)字值不需要轉(zhuǎn)換為模擬值。因此本方案中，在第4階段不使用DA轉(zhuǎn)換電路，把它用在同時(shí)處理的第1階段，由此作為包含模數(shù)轉(zhuǎn)換器的裝置整體的不增大電路面積，可以謀求提高處理速度，有效地利用DA轉(zhuǎn)換電路的。
(第2機(jī)構(gòu))在第2機(jī)構(gòu)中的本發(fā)明的方案，是模數(shù)轉(zhuǎn)換器。該模數(shù)轉(zhuǎn)換器是至少2級(jí)以上的級(jí)組成的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，某一級(jí)，具有共用減法電路，其選擇性地進(jìn)行從本級(jí)的輸入模擬信號(hào)中，減去將本級(jí)的轉(zhuǎn)換數(shù)字值轉(zhuǎn)換為模擬值的信號(hào)，或者從其他級(jí)的輸入模擬信號(hào)中，減去將其他級(jí)的轉(zhuǎn)換數(shù)字值轉(zhuǎn)換為模擬值的信號(hào)；共用放大電路，其將共用減法電路的輸出以規(guī)定的放大率放大。
根據(jù)本方案，將某一級(jí)的減法電路和放大電路和其他級(jí)共用，由此，可以達(dá)到電路小面積化的目的。另外，本級(jí)的信號(hào)和其他級(jí)的信號(hào)以規(guī)定的時(shí)刻切換，輸入減法電路，由此不損失轉(zhuǎn)換速度實(shí)現(xiàn)電路小面積化。
本發(fā)明的另一方案也是模數(shù)轉(zhuǎn)換器。該模數(shù)轉(zhuǎn)換器，是由至少2級(jí)以上的級(jí)組成的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，具有第1AD轉(zhuǎn)換電路，其將第1級(jí)輸入的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為規(guī)定位數(shù)的數(shù)字值；第1DA轉(zhuǎn)換電路，其將第1AD轉(zhuǎn)換電路的輸出轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)；第2AD轉(zhuǎn)換電路，其將處于第1級(jí)后段的第2級(jí)的輸入模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為規(guī)定位數(shù)的數(shù)字值；第2DA轉(zhuǎn)換電路，其將第2AD轉(zhuǎn)換電路的輸出轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)；共用減法電路，其選擇地進(jìn)行從第1級(jí)的輸入模擬信號(hào)中減去第1DA轉(zhuǎn)換電路的輸出信號(hào)，或者從第2級(jí)的輸入模擬信號(hào)中減去第2DA轉(zhuǎn)換電路的輸出信號(hào)；共用放大電路，其將共用減法電路的輸出以規(guī)定的放大率放大；第1級(jí)用開關(guān)，其控制第1級(jí)的輸入模擬信號(hào)和第1DA轉(zhuǎn)換電路輸出的信號(hào)對(duì)共用減法電路輸入的接通·斷開；第2級(jí)用開關(guān)，其控制第2級(jí)輸入的模擬信號(hào)和第2DA轉(zhuǎn)換電路的輸出信號(hào)對(duì)上述共用減法電路輸入的接通·斷開。
根據(jù)本方案，通過共有在第1級(jí)和第2級(jí)中的減法電路及放大電路，可以謀求電路的小面積化。另外，第1級(jí)用開關(guān)和第2級(jí)用開關(guān)以規(guī)定的時(shí)刻互相切換，將信號(hào)輸入減法電路，可以不損失轉(zhuǎn)換速度實(shí)現(xiàn)電路面積小面積化。
本發(fā)明的其他的方案也是模數(shù)轉(zhuǎn)換器。該模數(shù)轉(zhuǎn)換器，是至少2級(jí)以上的級(jí)構(gòu)成的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，在某一級(jí)，具有共用DA轉(zhuǎn)換電路，其選擇地將本級(jí)轉(zhuǎn)換數(shù)字值，或者其他級(jí)轉(zhuǎn)換數(shù)字值轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)；共用減法電路，其選擇地進(jìn)行從本級(jí)輸入的模擬信號(hào)，減去將該本級(jí)的轉(zhuǎn)換數(shù)字值進(jìn)行轉(zhuǎn)換的共用DA轉(zhuǎn)換電路的輸出信號(hào)，或者從其他級(jí)的輸入模擬信號(hào)中，減去將該其他級(jí)的轉(zhuǎn)換數(shù)字值進(jìn)行轉(zhuǎn)換的共用DA轉(zhuǎn)換電路的輸出信號(hào)；共用放大電路，其將共用減法電路的輸出以規(guī)定的放大率放大。
根據(jù)本方案，通過將某一級(jí)的減法電路、放大電路及DA轉(zhuǎn)換電路與其他的級(jí)共用，可以謀求電路的小面積化。另外，將該級(jí)的信號(hào)和其他級(jí)的信號(hào)以規(guī)定的時(shí)刻互相切換，輸入DA轉(zhuǎn)換電路和減法電路，由此可以不損失轉(zhuǎn)換速度實(shí)現(xiàn)電路的小面積化。
本發(fā)明的其他的方案，也是模數(shù)轉(zhuǎn)換器。該模數(shù)轉(zhuǎn)換器，由至少2級(jí)以上的級(jí)組成的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，具有第1AD轉(zhuǎn)換電路，其將第1級(jí)輸入的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為規(guī)定位數(shù)的數(shù)字值；第2AD轉(zhuǎn)換電路，其將在第1級(jí)后段的第2級(jí)的輸入模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為規(guī)定位數(shù)的數(shù)字值；共用DA轉(zhuǎn)換電路，其將第1AD轉(zhuǎn)換電路的輸出或第2AD轉(zhuǎn)換電路的輸出選擇地轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)；共用減法電路，其選擇地進(jìn)行從第1級(jí)的輸入模擬信號(hào)中，減去將第1AD轉(zhuǎn)換電路輸出進(jìn)行轉(zhuǎn)換的共用DA轉(zhuǎn)換電路的輸出信號(hào)，或者從第2級(jí)的輸入模擬信號(hào)中，減去將第2AD轉(zhuǎn)換電路輸出進(jìn)行轉(zhuǎn)換成共用DA轉(zhuǎn)換電路的輸出信號(hào)；共用放大電路，其將共用減法電路的輸出以規(guī)定的放大率放大；第1級(jí)用開關(guān)，其控制第1級(jí)的輸入模擬信號(hào)對(duì)共用減法電路輸入的接通·斷開和上述第1AD轉(zhuǎn)換電路的輸出對(duì)共用DA轉(zhuǎn)換電路輸入的接通·斷開；第2級(jí)用開關(guān)，其控制第2級(jí)輸入的模擬信號(hào)對(duì)共用減法電路輸入的接通·斷開和上述第2AD轉(zhuǎn)換電路的輸出對(duì)共用DA轉(zhuǎn)換電路輸入的接通·斷開。
根據(jù)本方案，通過將第1級(jí)和第2級(jí)中的DA轉(zhuǎn)換電路、減法電路和放大電路共用，可以謀求電路的小面積化。另外，第1級(jí)用開關(guān)和第2級(jí)用開關(guān)在規(guī)定的時(shí)刻互相切換，將信號(hào)輸入DA轉(zhuǎn)換電路和減法電路，由此可以不損失轉(zhuǎn)換速度實(shí)現(xiàn)電路小面積化。
共用減法電路和共用放大電路也可以是一體型的減法放大電路。由此可以進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)電路的小面積化。
本發(fā)明的其他方案也是模數(shù)轉(zhuǎn)換器。該模數(shù)轉(zhuǎn)換器，是至少2級(jí)以上的級(jí)組成的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，在某一級(jí)具有共用放大電路，其以規(guī)定的放大率選擇地將本級(jí)輸入的模擬信號(hào)和將該本級(jí)的轉(zhuǎn)換數(shù)字值轉(zhuǎn)換為模擬值的信號(hào)之間的差分信號(hào)，或者其他級(jí)輸入的模擬信號(hào)和將該其他級(jí)的轉(zhuǎn)換數(shù)字值轉(zhuǎn)換為模擬值的信號(hào)之間的差分信號(hào)進(jìn)行放大。
根據(jù)本方案，通過將某一級(jí)的放大電路和其他級(jí)共用，可以謀求電路的小面積化。另外，本級(jí)的信號(hào)和其他級(jí)的信號(hào)之間在規(guī)定的時(shí)刻相互切換，輸入放大電路，由此可以不損失轉(zhuǎn)換速度而實(shí)現(xiàn)電路的小面積化。
本發(fā)明的其他的方案也是模數(shù)轉(zhuǎn)換器。該模數(shù)轉(zhuǎn)換器，是由至少2級(jí)以上的級(jí)構(gòu)成的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，具有第1AD轉(zhuǎn)換電路，其將第1級(jí)輸入的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為規(guī)定的位數(shù)的數(shù)字值；第1DA轉(zhuǎn)換電路，其將第1AD轉(zhuǎn)換電路的輸出轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)；第1減法電路，其從第1級(jí)輸入的模擬信號(hào)中減去第1DA轉(zhuǎn)換電路的輸出信號(hào)；第2DA轉(zhuǎn)換電路，其將在第1級(jí)后段的第2級(jí)的輸入模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為規(guī)定位數(shù)的數(shù)字值；第2DA轉(zhuǎn)換電路，其將第2AD轉(zhuǎn)換電路的輸出轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)；第2減法電路，其從第2級(jí)輸入模擬信號(hào)中減去第2DA轉(zhuǎn)換電路的輸出信號(hào)；共用放大電路，其以規(guī)定的放大率選擇地放大第1減法電路的輸出信號(hào)或第2減法電路的輸出信號(hào)；第1級(jí)用開關(guān)，其控制第1減法電路的輸出信號(hào)對(duì)共用放大電路輸入的接通·斷開；第2級(jí)用開關(guān)，其控制第2減法電路的輸出信號(hào)對(duì)共用放大電路輸入的接通·斷開。
根據(jù)本方案，通過在第1級(jí)和第2級(jí)中共用放大電路，可以謀求電路的小面積化。另外，將第1級(jí)用開關(guān)和第2級(jí)用開關(guān)以規(guī)定的時(shí)刻互相切換，將信號(hào)輸入放大電路，由此可以不損失轉(zhuǎn)換速度實(shí)現(xiàn)電路的小面積化。
在上述方案中，也可以進(jìn)而包含將對(duì)共用放大電路的放大率進(jìn)行可變控制的放大控制電路。根據(jù)這樣，即使共用放大電路在某一級(jí)使用時(shí)希望的放大率，和其他的級(jí)使用的時(shí)候希望的放大率不同時(shí)，因?yàn)榉糯罂刂齐娐房梢愿淖兤浞糯舐?，所以在這樣的時(shí)候也能實(shí)現(xiàn)放大電路的共有化，達(dá)到電路小面積化的目的。
2個(gè)以上級(jí)內(nèi)的任意級(jí)，可以將本級(jí)的輸入模擬信號(hào)以規(guī)定的放大率放大的信號(hào)，和將本級(jí)的轉(zhuǎn)換數(shù)字值轉(zhuǎn)換為模擬值，用與該規(guī)定的放大率實(shí)質(zhì)上同一的放大率放大的信號(hào)之間進(jìn)行相減。在某一級(jí)中，在AD轉(zhuǎn)換期間，本級(jí)輸入的信號(hào)以規(guī)定的放大率放大，因此可以降低共用放大電路的放大率，可以提高AD轉(zhuǎn)換器整體高速化。而且，“規(guī)定放大率”中包含實(shí)現(xiàn)采樣保持的1倍。
而且，將以上構(gòu)成要素的任意組合或本發(fā)明的構(gòu)成要素或表現(xiàn)在方法、裝置、系統(tǒng)等之間互相置換作為本發(fā)明的方案也是有效的。


圖1是表示第1實(shí)施方式中的AD轉(zhuǎn)換器的構(gòu)成圖。
圖2是表示AD轉(zhuǎn)換器的動(dòng)作過程的時(shí)序圖。
圖3是表示第2實(shí)施方式中的AD轉(zhuǎn)換器的構(gòu)成圖。
圖4是表示AD轉(zhuǎn)換器的動(dòng)作過程的時(shí)序圖。
圖5是表示第3實(shí)施方式中的AD轉(zhuǎn)換器的構(gòu)成圖。
圖6是表示AD轉(zhuǎn)換器的動(dòng)作過程的時(shí)序圖。
圖7是表示以往的循環(huán)AD轉(zhuǎn)換器的構(gòu)成圖。
圖8是表示AD轉(zhuǎn)換器的動(dòng)作過程的時(shí)序圖。
圖9是表示以往的循環(huán)AD轉(zhuǎn)換器的構(gòu)成圖。
圖10是表示包含在第5實(shí)施方式的循環(huán)型AD轉(zhuǎn)換部分的流水線型AD轉(zhuǎn)換器的構(gòu)成圖。
圖11是表示在第5實(shí)施方式中的AD轉(zhuǎn)換器的動(dòng)作過程的時(shí)序圖。
圖12是表示包含在第6實(shí)施方式的循環(huán)型AD轉(zhuǎn)換部分的流水線型AD轉(zhuǎn)換器的構(gòu)成圖。
圖13是表示放大控制電路和第2放大電路的詳細(xì)構(gòu)成圖。
圖14是表示在第6實(shí)施方式中的AD轉(zhuǎn)換器的動(dòng)作過程的時(shí)序圖。
圖15是表示第1變形例中的AD轉(zhuǎn)換器的構(gòu)成圖。
圖16是表示第2變形例中的AD轉(zhuǎn)換器的構(gòu)成圖。
具體實(shí)施例方式
(第1組)(第1實(shí)施方式)本實(shí)施方式的AD轉(zhuǎn)換器，將模數(shù)轉(zhuǎn)換分為4個(gè)階段處理，并且第1階段的AD轉(zhuǎn)換和第2階段之后的AD轉(zhuǎn)換使用不同的AD轉(zhuǎn)換電路和采樣保持電路。其他的構(gòu)成，即DA轉(zhuǎn)換電路、減法電路、放大電路，在從第1階段到第4階段的整個(gè)階段中使用相同的電路。對(duì)某個(gè)輸入的模擬信號(hào)的模數(shù)轉(zhuǎn)換到達(dá)第4階段的開始時(shí)刻時(shí)，開始對(duì)下一個(gè)輸入模擬信號(hào)的模數(shù)轉(zhuǎn)換的第1階段，通過這樣同時(shí)處理，提高整體的處理速度。同時(shí)，AD轉(zhuǎn)換電路和采樣保持電路以外的電路在整個(gè)階段中共用，所以可以抑制電路面積的增大。
圖1表示第1實(shí)施方式中的AD轉(zhuǎn)換器的構(gòu)成。AD轉(zhuǎn)換器10中，輸入的模擬信號(hào)Vin，被輸入第1采樣保持電路12和第1AD轉(zhuǎn)換電路14。第1AD轉(zhuǎn)換電路14，將輸入的模擬信號(hào)Vin的模擬值轉(zhuǎn)換為4位的數(shù)字值并輸出。該4位的數(shù)字值，成為AD轉(zhuǎn)換器10最終生成的10位的數(shù)字值中的高4位的值(D9～D6)。第1AD轉(zhuǎn)換電路14輸出的數(shù)字值，通過第3開關(guān)26輸入DA轉(zhuǎn)換電路16，由DA轉(zhuǎn)換電路16轉(zhuǎn)換為模擬值。第1采樣保持電路12，是將輸入模擬信號(hào)Vin采樣保持的電路，其放大率是1倍。在第1采樣保持電路12中所保持的輸入模擬信號(hào)Vin，通過第1開關(guān)18，輸入到減法電路22。減法電路22，輸出由DA轉(zhuǎn)換電路16輸出的模擬值和第1采樣保持電路12所保持的模擬值之間的差。放大電路24，是將減法電路22的輸出放大，為了下一次AD轉(zhuǎn)換將該放大的信號(hào)反饋的電路，其放大率為2倍。也可以將減法電路22和放大電路24作為減法放大電路一體地構(gòu)成。
從放大電路24輸出的模擬信號(hào)，輸入第2采樣保持電路30和第2AD轉(zhuǎn)換電路32。第2AD轉(zhuǎn)換電路32，將輸入的模擬信號(hào)的值轉(zhuǎn)換為2位數(shù)字值并輸出。第2AD轉(zhuǎn)換電路32輸出的數(shù)字值，通過第4開關(guān)28輸入DA轉(zhuǎn)換器16，DA轉(zhuǎn)換器16將其轉(zhuǎn)換為模擬值。第2采樣保持電路30，是將輸入的模擬信號(hào)進(jìn)行采樣保持的電路，其放大率是2倍。第2采樣保持電路30保持的模擬值，通過第2開關(guān)20傳送到減法電路22。第2開關(guān)20和第4開關(guān)28，在第2、3階段接通，在第1、4階段斷開。減法電路22，將DA轉(zhuǎn)換電路16輸出的模擬值和第2采樣保持電路30所保持的模擬值兩者的差輸出到放大電路24。放大電路24，將減法電路22的輸出放大，反饋到第2采樣保持電路30和第2AD轉(zhuǎn)換電路32。
放大電路24反饋的循環(huán)處理次數(shù)是3次。最初第1AD轉(zhuǎn)換電路14進(jìn)行第1階段的AD轉(zhuǎn)換處理時(shí)，第1開關(guān)18和第3開關(guān)26接通，第2開關(guān)20和第4開關(guān)28斷開。在循環(huán)中，第1開關(guān)18和第3開關(guān)26斷開，第2開關(guān)20和第4開關(guān)28接通。在循環(huán)中第2AD轉(zhuǎn)換電路32輸出的數(shù)字值，最終成為AD轉(zhuǎn)換器10輸出的10位數(shù)字值中從高位開始的第5、6位(D5、D4)，第7、8位(D3、D2)，第9、10位(D1、D0)的值。這樣，10位中高位4位是由第1AD轉(zhuǎn)換電路14轉(zhuǎn)換，低位的6個(gè)位是由第2AD轉(zhuǎn)換電路32轉(zhuǎn)換。第2AD轉(zhuǎn)換電路32的處理速度比第1AD轉(zhuǎn)換電路14的處理速度快，設(shè)計(jì)為3倍，第1AD轉(zhuǎn)換電路14和第2AD轉(zhuǎn)換電路32，雖然處理量不同但是轉(zhuǎn)換所需時(shí)間相同。因此可以將第1AD轉(zhuǎn)換電路14和第2AD轉(zhuǎn)換電路32的處理同時(shí)并行進(jìn)行。
圖2表示AD轉(zhuǎn)換電路10動(dòng)作過程的時(shí)序圖。以下，按照?qǐng)D的自上而下順序進(jìn)行說明。4個(gè)信號(hào)波形，分別表示第1時(shí)鐘信號(hào)CLK1、第2時(shí)鐘信號(hào)CLK2、第1開關(guān)信號(hào)SW1、第2開關(guān)信號(hào)SW2。第1時(shí)鐘信號(hào)CLK1，控制第1采樣保持電路12和第1AD轉(zhuǎn)換電路14的動(dòng)作。第2時(shí)鐘信號(hào)CLK2，控制DA轉(zhuǎn)換電路16、放大電路24、第2采樣保持電路30、第2AD轉(zhuǎn)換電路32的動(dòng)作。第1開關(guān)信號(hào)SW1，控制第1開關(guān)18的接通·斷開，并且其反向信號(hào)控制第2開關(guān)20的接通·斷開。第2開關(guān)信號(hào)SW2，控制第3開關(guān)26的接通·斷開，并且其反向信號(hào)控制第4開關(guān)28的接通·斷開。
第2時(shí)鐘信號(hào)CLK2的頻率是第1時(shí)鐘信號(hào)CLK1的頻率的3倍。第2時(shí)鐘信號(hào)CLK2也可以將第1時(shí)鐘信號(hào)CLK1變化而生成。第2時(shí)鐘信號(hào)CLK2，其上升沿和第1時(shí)鐘信號(hào)CLK1的上升沿同步之后，接著的第2個(gè)下降沿和第1時(shí)鐘信號(hào)的CLK1的接著的下降沿同步，而且，再接著的第2個(gè)上升沿和第1時(shí)鐘信號(hào)CLK1接著的上升沿同步。第2時(shí)鐘信號(hào)CLK2的頻率是第1時(shí)鐘信號(hào)CLK1的3倍，因此第2～4階段的第2AD轉(zhuǎn)換電路32的轉(zhuǎn)換處理速度也是第1階段的第1AD轉(zhuǎn)換電路14的轉(zhuǎn)換處理速度的3倍。多段流水線AD轉(zhuǎn)換器，越處理較高位的轉(zhuǎn)換的初期階段轉(zhuǎn)換精度要求越高。換而言之，第2階段以后與第1階段相比不要求那么高的轉(zhuǎn)換精度。因此，第2AD轉(zhuǎn)換電路32的處理，不特別考慮其轉(zhuǎn)換精度，而要將其轉(zhuǎn)換處理速度比第1AD轉(zhuǎn)換電路14的轉(zhuǎn)換處理速度更快。
第1開關(guān)信號(hào)SW1的周期，與第1時(shí)鐘的CLK1的周期相同，是第2時(shí)鐘信號(hào)CLK2的周期3倍。第1開關(guān)信號(hào)SW1，其下降沿和第2時(shí)鐘信號(hào)CLK2的下降沿同步之后，上升沿和第2時(shí)鐘信號(hào)CLK2接著的第2個(gè)下降沿同步。第2開關(guān)信號(hào)SW2的周期也是第1時(shí)鐘信號(hào)CLK1的周期相同，是第2時(shí)鐘信號(hào)CLK2周期的3倍。第2開關(guān)信號(hào)SW2，其上升沿和第2時(shí)鐘信號(hào)CLK2的上升沿同步之后，下降沿和第2時(shí)鐘信號(hào)CLK2的接著的上升沿同步。
第3開關(guān)26，在第2開關(guān)信號(hào)SW2高電平接通，在第2開關(guān)SW2低電平時(shí)斷開。第4開關(guān)28，在第2開關(guān)信號(hào)SW2低電平時(shí)接通，在低2開關(guān)信號(hào)SW2高電平時(shí)斷開。第1采樣保持電路12，在第1時(shí)鐘信號(hào)CLK1低電平時(shí)將輸入模擬信號(hào)Vin放大，在第1時(shí)鐘信號(hào)CLK1高電平時(shí)進(jìn)行自動(dòng)調(diào)零動(dòng)作。第1AD轉(zhuǎn)換電路14，在第1時(shí)鐘信號(hào)CLK1低電平時(shí)進(jìn)行轉(zhuǎn)換動(dòng)作，輸出數(shù)字值D9～D6，在第1時(shí)鐘信號(hào)CLK1高電平時(shí)，進(jìn)行自動(dòng)調(diào)零動(dòng)作。DA轉(zhuǎn)換電路16，在第2時(shí)鐘信號(hào)CLK2高電平時(shí)，進(jìn)行第2、3階段的DA轉(zhuǎn)換處理，第2時(shí)鐘信號(hào)CLK2低電平時(shí)為不定狀態(tài)。另外，DA轉(zhuǎn)換電路16，在第1AD轉(zhuǎn)換電路14轉(zhuǎn)換動(dòng)作之后的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行第1階段的DA轉(zhuǎn)換處理。
第1開關(guān)18，在第1開關(guān)信號(hào)SW1高電平時(shí)接通，在第1開關(guān)信號(hào)SW1低電平時(shí)斷開。第2開關(guān)20，在第1開關(guān)信號(hào)SW1低電平時(shí)接通，在第1開關(guān)信號(hào)SW1高電平時(shí)斷開。放大電路24，在第2開關(guān)信號(hào)CLK2高電平時(shí)將減法電路22的輸出放大，在第2開關(guān)信號(hào)CLK2低電平時(shí)進(jìn)行自動(dòng)調(diào)零動(dòng)作。第2采樣保持電路30，在第2時(shí)鐘信號(hào)CLK2低電平時(shí)將輸入模擬信號(hào)放大，在第2時(shí)鐘信號(hào)CLK2高電平時(shí)進(jìn)行自動(dòng)調(diào)零動(dòng)作。第2AD轉(zhuǎn)換電路32，在第2時(shí)鐘信號(hào)CLK2低電平時(shí)對(duì)輸入的模擬信號(hào)進(jìn)行第2～4階段的AD轉(zhuǎn)換處理，在第2時(shí)鐘信號(hào)CLK2為高電平時(shí)進(jìn)行自動(dòng)調(diào)零動(dòng)作。
如圖所示，在第2AD轉(zhuǎn)換電路32進(jìn)行D3、D2和D1、D0轉(zhuǎn)換處理期間，第1AD轉(zhuǎn)換電路14同時(shí)進(jìn)行對(duì)下一個(gè)被輸入的輸入模擬信號(hào)Vin的轉(zhuǎn)換處理。通過這樣的流水線處理，作為AD轉(zhuǎn)換器10的整體，可以將第1時(shí)鐘信號(hào)CLK1為基準(zhǔn)1個(gè)周期1次，輸出10位的數(shù)字值。在第4階段中，第2AD轉(zhuǎn)換器32剛輸出D1、D0之后的DA轉(zhuǎn)換電路16、減法電路22、放大電路24，在第4階段的處理中不使用，所以該時(shí)間用于進(jìn)行對(duì)下一個(gè)輸入模擬信號(hào)Vin的第1階段處理。
如以上那樣，在本實(shí)施方式中，只是第1階段的AD轉(zhuǎn)換在第1AD轉(zhuǎn)換電路14中進(jìn)行處理，之后以第2轉(zhuǎn)換電路32為中心的循環(huán)型電路重復(fù)處理余下的第2～4階段。由此可以將第1階段和其以后階段流水處理。另外，因?yàn)镈A轉(zhuǎn)換電路16、減法電路22、放大電路24在第4階段中未使用，所以本來的第4階段的時(shí)間用于對(duì)下一個(gè)輸入模擬Vin的第1階段。對(duì)于以往的循環(huán)型AD轉(zhuǎn)換器，不需追加DA轉(zhuǎn)換電路、減法電路、放大電路，只追加第1AD轉(zhuǎn)換電路14和第1采樣保持電路12就能實(shí)現(xiàn)流水線處理。因此，可以一方面抑制電路面積的增大，另一方面提高模數(shù)轉(zhuǎn)換的處理速度。
(第2實(shí)施方式)本實(shí)施方式的DA轉(zhuǎn)換電路也是將模數(shù)轉(zhuǎn)換分為4個(gè)階段處理，這一點(diǎn)上是和第1實(shí)施方式相同。另一方面，將第4階段未使用的放大電路在第1階段的處理中使用，這一點(diǎn)上與第1實(shí)施方式不同。在這里，將第4階段的放大電路在第1階段中作為比較器使用，將輸入的模擬信號(hào)Vin和參照電壓進(jìn)行比較。比較結(jié)果用于輸入模擬信號(hào)Vin的范圍調(diào)整。
圖3，表示第2實(shí)施方式中的AD轉(zhuǎn)換器的構(gòu)成。在AD轉(zhuǎn)換器40中，輸入模擬信號(hào)Vin被輸入到第1采樣保持電路42和第1AD轉(zhuǎn)換電路44中。第1AD轉(zhuǎn)換電路44，將輸入的模擬信號(hào)值轉(zhuǎn)換為4位的數(shù)字值并輸出。第1AD轉(zhuǎn)換電路44輸出的數(shù)字值，由第1DA轉(zhuǎn)換電路46轉(zhuǎn)換為模擬值。第1采樣保持電路42，是將輸入的模擬信號(hào)采樣、保持的電路，其放大率為1倍。
第1減法電路48，輸出第1DA轉(zhuǎn)換電路46輸出的模擬值和第1采樣保持電路42保持的模擬值之差。第1放大電路50，是將第1減法電路48的輸出放大的電路，其放大率是2倍。第1放大電路50所放大的信號(hào)，通過第1開關(guān)54，輸入到第2采樣保持電路58和第2AD轉(zhuǎn)換電路60。第2AD轉(zhuǎn)換電路60，將輸入的模擬信號(hào)的值轉(zhuǎn)換為2位的數(shù)字值并輸出。第2DA轉(zhuǎn)換電路62，將由第2AD轉(zhuǎn)換電路60輸出的數(shù)字值轉(zhuǎn)換為模擬值。第2采樣保持電路58，是將輸入的模擬信號(hào)采樣保持的電路，其放大率為2倍。第2減法電路64，輸出由第2DA轉(zhuǎn)換電路62輸出的模擬值和第2采樣保持電路58保持的模擬值之間的差。第2減法電路64的輸出通過第5開關(guān)74輸入到第2放大電路68。第2放大電路68，是將第2減法電路64的輸出放大，反饋到第2采樣保持電路58和第2AD轉(zhuǎn)換電路60的電路，其放大率為2倍。第2減法電路64和第2放大電路68，也可以是一體構(gòu)成的減法放大電路。從第2放大電路68的反饋，通過第2開關(guān)56輸入第2采樣保持電路58和第2AD轉(zhuǎn)換電路60。
由第2放大電路68反饋的循環(huán)處理的次數(shù)是3次。在第1AD轉(zhuǎn)換電路44中第1階段的AD轉(zhuǎn)換被進(jìn)行以后，在第2AD轉(zhuǎn)換電路60中進(jìn)行第2階段的AD轉(zhuǎn)換時(shí)，第1開關(guān)54接通，第2開關(guān)56斷開。在循環(huán)中，第1開關(guān)54斷開，第2開關(guān)56和第5開關(guān)74接通。循環(huán)中第2AD轉(zhuǎn)換電路60輸出的數(shù)字值，最終成為AD轉(zhuǎn)換器40輸出的數(shù)字值的從高位開始第5、6位(D5、D4)、第7、8位(D3、D2)、第9、10位(D1、D0)的值。這樣，10位中的高4位在第1階段由第1AD轉(zhuǎn)換電路44轉(zhuǎn)換，低6位在第2～4階段中由第2AD轉(zhuǎn)換電路60轉(zhuǎn)換。第2AD轉(zhuǎn)換電路60的處理速度設(shè)定比第1AD轉(zhuǎn)換電路44的處理速度快，雖然第1AD轉(zhuǎn)換電路44和第2AD轉(zhuǎn)換電路60處理量不同，但是轉(zhuǎn)換所需的時(shí)間相同。因此，第1AD轉(zhuǎn)換電路44和第2AD轉(zhuǎn)換電路60的處理可以同時(shí)并行進(jìn)行。
這里，第1采樣保持電路42的輸出電壓理論上與輸入模擬信號(hào)Vin的電壓值成比例，但是超出作為電路的特性所規(guī)定的有效輸出范圍，就未必得能到成比例的輸出。因此根據(jù)輸入電壓值不能輸出正確的值，有可能降低AD轉(zhuǎn)換器40的整體的轉(zhuǎn)換精度。因此，輸入第1采樣保持電路42的輸入模擬信號(hào)Vin的值，按照第1AD轉(zhuǎn)換電路44的轉(zhuǎn)換性能進(jìn)入良好的范圍那樣進(jìn)行調(diào)整。因此，輸入模擬信號(hào)Vin，通過第3開關(guān)70也輸入第2放大電路68，第2放大電路68，判斷輸入的模擬信號(hào)Vin的范圍。控制電路52，按照該輸入的模擬信號(hào)Vin進(jìn)入轉(zhuǎn)換性能良好的范圍內(nèi)那樣，按照第2放大電路68的判斷結(jié)果設(shè)定參照信號(hào)的電平。該參照信號(hào)，輸入第1采樣保持電路42和第1DA轉(zhuǎn)換電路46中，第1采樣保持電路42，保持著使用參照信號(hào)在輸入模擬信號(hào)Vin中加入調(diào)整后的值。由此，維持第1采樣保持電路42的輸出值和輸入值的比例關(guān)系。第1DA轉(zhuǎn)換電路46，根據(jù)參照信號(hào)，解除保持在第1采樣保持電路42中的值上附加的臨時(shí)變動(dòng)。
在第1、4階段中，第2開關(guān)56和第5開關(guān)74斷開，第3開關(guān)70和第4開關(guān)72接通。在第2、3階段中，相反是第3開關(guān)70和第4開關(guān)72斷開，第2開關(guān)56和第5開關(guān)74接通。但是，在第4階段中，在第2放大電路68的反饋輸入第2采樣保持電路58和第2AD轉(zhuǎn)換電路60之后，第2開關(guān)56斷開。
圖4是表示AD轉(zhuǎn)換器40的動(dòng)作過程的時(shí)序圖。以下，按照?qǐng)D中自上而下順序進(jìn)行說明。5個(gè)波形圖，分別表示第1時(shí)鐘信號(hào)CLK1、第2時(shí)鐘信號(hào)CLK2、第1開關(guān)信號(hào)SW1、第2開關(guān)信號(hào)SW2、第3開關(guān)信號(hào)SW3。第1時(shí)鐘信號(hào)CLK1，控制第1采樣保持電路42、第1AD轉(zhuǎn)換電路44、第1DA轉(zhuǎn)換電路46、第1放大電路50的動(dòng)作。第2時(shí)鐘信號(hào)CLK2，控制第2采樣保持電路58、第2AD轉(zhuǎn)換電路60、第2DA轉(zhuǎn)換電路62、第2放大電路68的動(dòng)作。第1開關(guān)信號(hào)SW1，控制第1開關(guān)54的接通·斷開，并且其反向信號(hào)控制第2開關(guān)56的接通·斷開。第2開關(guān)信號(hào)SW2，控制第3開關(guān)70的接通·斷開，并且其反向信號(hào)控制第5開關(guān)74的接通·斷開。第3開關(guān)信號(hào)SW3，控制第4開關(guān)72的接通·斷開。
第1時(shí)鐘信號(hào)CLK1和第2時(shí)鐘信號(hào)CLK2的周期、頻率、波形，所有都和第1實(shí)施方式中的第1時(shí)鐘信號(hào)CLK1和第2時(shí)鐘信號(hào)CLK2相同。即第2時(shí)鐘信號(hào)CLK2的頻率是第1時(shí)鐘信號(hào)CLK1的頻率的3倍，所以第2～4階段的第2AD轉(zhuǎn)換電路60的轉(zhuǎn)換處理速度也是第1階段的第1AD轉(zhuǎn)換電路44的轉(zhuǎn)換處理速度的3倍。第1開關(guān)信號(hào)SW1的周期、頻率、波形，所有都和第1實(shí)施方式中的第1開關(guān)信號(hào)SW1相同。第2開關(guān)信號(hào)SW2的周期，和第1時(shí)鐘信號(hào)CLK1的周期相同，是第2時(shí)鐘信號(hào)CLK2的周期的3倍。第2開關(guān)信號(hào)SW2，其下降沿和第2時(shí)鐘信號(hào)CLK2的上升沿同步之后，上升沿和第2時(shí)鐘信號(hào)CLK2接著的第2個(gè)上升沿同步。第3開關(guān)信號(hào)SW3的周期也是和第1時(shí)鐘信號(hào)CLK1的周期相同，是第2周期信號(hào)CLK2的周期的3倍。第3開關(guān)信號(hào)SW3，其下降沿和第2時(shí)鐘信號(hào)CLK2的上升沿同步之后，上升沿和第2時(shí)鐘信號(hào)CLK2接著的第3個(gè)下降沿同步。
第3開關(guān)70，在第2開關(guān)信號(hào)SW2高電平時(shí)接通，在第2開關(guān)信號(hào)SW2低電平時(shí)斷開。第4開關(guān)72，在第3開關(guān)信號(hào)SW3高電平時(shí)接通，在第3開關(guān)信號(hào)SW3低電平時(shí)斷開。第5開關(guān)74，在第2開關(guān)信號(hào)SW2低電平時(shí)接通，在第2開關(guān)信號(hào)SW2高電平時(shí)斷開。第1采樣保持電路42，在第1時(shí)鐘信號(hào)CLK1高電平時(shí)，將輸入模擬信號(hào)Vin放大，在第1時(shí)鐘信號(hào)CLK1為低電平時(shí)，進(jìn)行自動(dòng)調(diào)零動(dòng)作。第1AD轉(zhuǎn)換電路44，在第1時(shí)鐘信號(hào)CLK1為高電平時(shí)，進(jìn)行轉(zhuǎn)換動(dòng)作，輸出數(shù)字值D9～D6，在第1時(shí)鐘信號(hào)CLK1為低電平時(shí)，進(jìn)行自動(dòng)調(diào)零動(dòng)作。第1DA轉(zhuǎn)換電路46，在第1時(shí)鐘信號(hào)CLK1為低電平時(shí)，處理第1階段的DA轉(zhuǎn)換，在第1時(shí)鐘信號(hào)CLK1高電平時(shí)為不定狀態(tài)。第1放大電路50，在第1時(shí)鐘信號(hào)CLK1為低電平時(shí)，將第1減法電路48的輸出放大，在第1時(shí)鐘信號(hào)CLK1為高電平時(shí)，進(jìn)行自動(dòng)調(diào)零動(dòng)作。
第1開關(guān)54及第2開關(guān)56的動(dòng)作時(shí)序，分別與第1實(shí)施方式的第1開關(guān)18和第2開關(guān)20的動(dòng)作時(shí)序相同。第2采樣保持電路58，將輸入的模擬信號(hào)在第2時(shí)鐘信號(hào)CLK2為高電平時(shí)放大，在第2時(shí)鐘信號(hào)CLK2為低電平時(shí)進(jìn)行自動(dòng)調(diào)零動(dòng)作。第2AD轉(zhuǎn)換電路60，在第2時(shí)鐘信號(hào)CLK2為高電平時(shí)，處理第2～4階段的AD轉(zhuǎn)換，在第2時(shí)鐘信號(hào)CLK2為低電平時(shí)，進(jìn)行自動(dòng)調(diào)零動(dòng)作。第2DA轉(zhuǎn)換電路62，在第2時(shí)鐘信號(hào)CLK2為低電平時(shí)，處理第2、3階段的DA轉(zhuǎn)換，在第2時(shí)鐘信號(hào)CLK2為高電平時(shí)，為不定狀態(tài)。第2放大電路68，在第2時(shí)鐘信號(hào)CLK2為低電平時(shí)，將第2減法電路的輸出放大，在第2時(shí)鐘信號(hào)CLK2為高電平時(shí)，進(jìn)行自動(dòng)調(diào)零動(dòng)作。只是，在第4階段中，在第2時(shí)鐘信號(hào)CLK2為低電平時(shí)，第2放大電路68作為第1階段中的比較器作用。
如圖所示，在第2AD轉(zhuǎn)換電路60進(jìn)行D5～D0轉(zhuǎn)換處理期間，第1AD轉(zhuǎn)換電路44，對(duì)下一個(gè)被輸入的輸入模擬信號(hào)Vin同時(shí)進(jìn)行轉(zhuǎn)換處理。通過這樣流水線處理，作為AD轉(zhuǎn)換電路40的整體以第1時(shí)鐘信號(hào)CLK1為基準(zhǔn)1個(gè)周期內(nèi)1次，可以輸出10位的數(shù)字值。在第4階段中，第2AD轉(zhuǎn)換電路60輸出D1、D0之后的第2放大電路68，不必放大第2減法電路64的輸出，在該時(shí)間內(nèi)，作為對(duì)下一個(gè)輸入模擬信號(hào)Vin的第1階段的比較器使用。
如以上那樣，在本實(shí)施方式中，第1階段的AD轉(zhuǎn)換在第1AD轉(zhuǎn)換電路44中被處理之后，以第2AD轉(zhuǎn)換電路60為中心的循環(huán)型電路順序進(jìn)行余下的第2～4階段的處理。通過這樣的負(fù)荷分散，可以將第1階段和其以后階段流水線處理。第2放大電路68，順序進(jìn)行第2、3階段的放大，但在第1、4階段的放大中沒有被使用，所以第4階段的時(shí)間內(nèi)用于對(duì)下一個(gè)輸入模擬信號(hào)Vin的第1階段。因此，可以邊抑制電路面積的增大，邊提高模擬轉(zhuǎn)換的處理速度，并且可以充分利用放大電路。
(第3實(shí)施方式)本實(shí)施方式的AD轉(zhuǎn)換器也是將模數(shù)轉(zhuǎn)換分為4個(gè)階段處理，在這一點(diǎn)上也和第1、2實(shí)施方式相同。在第4階段的處理中沒有用到的DA轉(zhuǎn)換電路用于第1階段的處理這一點(diǎn)上，和第2實(shí)施方式不同。在這里，將第4階段的DA轉(zhuǎn)換電路追加在第1階段中使用。即在第1階段的DA轉(zhuǎn)換中，通過第1階段用的2位的DA轉(zhuǎn)換電路和第2、3階段用的2位的DA轉(zhuǎn)換電路合并使用，可以進(jìn)行共4位的DA轉(zhuǎn)換。
圖5表示第3實(shí)施方式中的AD轉(zhuǎn)換器的構(gòu)成。在AD轉(zhuǎn)換器80中，輸入的模擬信號(hào)Vin，輸入到第1采樣保持電路82和第1AD轉(zhuǎn)換電路84。第1AD轉(zhuǎn)換電路84，將輸入的模擬信號(hào)的值轉(zhuǎn)換為4位的數(shù)據(jù)值(D9～D6)并輸出。第1AD轉(zhuǎn)換電路84輸出的數(shù)字值中的兩位，通過第1DA轉(zhuǎn)換電路86轉(zhuǎn)換為模擬值。余下的兩位，通過后述的第2DA轉(zhuǎn)換電路100，轉(zhuǎn)換為模擬值。第1DA轉(zhuǎn)換電路86和第2DA轉(zhuǎn)換電路100，是3位的DA轉(zhuǎn)換電路，分別包含1位的冗余位。第1采樣保持電路82，是將輸入的模擬信號(hào)采樣保持的電路，其放大率為1倍。
第1減法電路88，輸出第1DA轉(zhuǎn)換電路86和第2DA轉(zhuǎn)換電路100二者輸出的模擬值和第1采樣保持電路82所保持的模擬值之差。第1放大電路90，是將第1減法電路88的輸出放大的電路，其放大率為2倍。由第1放大電路90放大的信號(hào)，通過第1開關(guān)92輸入到第2采樣保持電路96和第2AD轉(zhuǎn)換電路98。第2AD轉(zhuǎn)換電路98，將輸入的模擬信號(hào)的值轉(zhuǎn)換為兩位的數(shù)字值并輸出。第2DA轉(zhuǎn)換電路100，將從第2AD轉(zhuǎn)換電路98通過第3開關(guān)102輸入的數(shù)字值，或者將從第1AD轉(zhuǎn)換電路84通過第6開關(guān)103輸入的數(shù)字值轉(zhuǎn)換為模擬值。第2采樣保持電路96，將輸入的模擬信號(hào)采樣保持。第2減法電路108，輸出從第2DA轉(zhuǎn)換電路100通過第5開關(guān)106輸入的模擬值和第2采樣保持電路96保持的模擬值之間的差。第2放大電路110，是將第2減法電路108的輸出放大，反饋到第2采樣保持電路96和第2AD轉(zhuǎn)換電路98的電路，其放大率為2倍。從第2放大電路110的反饋，通過第2開關(guān)94輸入第2采樣保持電路96和第2AD轉(zhuǎn)換電路98。
第2放大電路110反饋的循環(huán)處理的次數(shù)是3次。在第1AD轉(zhuǎn)換電路84內(nèi)進(jìn)行第1階段的AD轉(zhuǎn)換之后，在第2AD轉(zhuǎn)換電路98中進(jìn)行第2階段的AD轉(zhuǎn)換時(shí)，將第1開關(guān)92接通，第2開關(guān)94斷開。在循環(huán)中，將第1開關(guān)92斷開，第2開關(guān)94接通。在循環(huán)中第2AD轉(zhuǎn)換電路98輸出的數(shù)字值，最終的成為AD轉(zhuǎn)換器80輸出的數(shù)字值中從高位開始的第5、6位(D5、D4)、第7、8位(D3、D2)、第9、10位(D1、D0)的值。這樣10位中高4位在第1階段由第1AD轉(zhuǎn)換電路84轉(zhuǎn)換，低6位在第2～4階段由第2AD轉(zhuǎn)換電路98轉(zhuǎn)換。第2AD轉(zhuǎn)換電路98的處理速度比第1DA轉(zhuǎn)換電路84的處理速度快，設(shè)計(jì)為3倍，雖然第1AD轉(zhuǎn)換電路84和第2AD轉(zhuǎn)換電路98處理量不同，但是轉(zhuǎn)換所需時(shí)間相同。即第1AD轉(zhuǎn)換電路84和第2AD轉(zhuǎn)換電路98的處理可以同時(shí)并行進(jìn)行。
在這里，第2DA轉(zhuǎn)換電路100用于第2、3階段中的DA轉(zhuǎn)換時(shí)，第3開關(guān)102和第5開關(guān)106接通，第4開關(guān)104和第6開關(guān)103斷開。在第2DA轉(zhuǎn)換電路100用于第1、4階段中的DA轉(zhuǎn)換時(shí)，第3開關(guān)102和第5開關(guān)106斷開，第4開關(guān)104和第6開關(guān)103接通。從第1AD轉(zhuǎn)換電路84將兩位的數(shù)字值輸入第2DA轉(zhuǎn)換電路100，第2DA轉(zhuǎn)換電路100將其轉(zhuǎn)換為模擬值，通過第4開關(guān)104輸入到第1減法電路88。
圖6表示AD轉(zhuǎn)換器80的動(dòng)作過程的時(shí)序圖。以下，從圖中自上而下順序進(jìn)行說明。4個(gè)信號(hào)波形，分別表示第1時(shí)鐘信號(hào)CLK1、第2時(shí)鐘信號(hào)CLK2、第1開關(guān)信號(hào)SW1、第2開關(guān)信號(hào)SW2。第1時(shí)鐘信號(hào)CLK1和第2時(shí)鐘信號(hào)CLK2，控制著第1采樣保持電路82、第1AD轉(zhuǎn)換電路84、第1DA轉(zhuǎn)換電路86、第1放大電路90、第2采樣保持電路96、第2AD轉(zhuǎn)換電路98、第2DA轉(zhuǎn)換電路100、第2放大電路110的動(dòng)作。第1開關(guān)信號(hào)SW1，控制第1開關(guān)92的接通·斷開，并且其反向信號(hào)控制第2開關(guān)94的接通·斷開。第2開關(guān)信號(hào)SW2，控制第3開關(guān)信號(hào)102及第5開關(guān)信號(hào)106的接通·斷開，并且其反向信號(hào)控制第4開關(guān)104和第6開關(guān)103的接通·斷開。
第1時(shí)鐘信號(hào)CLK1和第2時(shí)鐘信號(hào)CLK2的周期、頻率及波形，所有都和第1、2實(shí)施方式中的第1時(shí)鐘信號(hào)CLK1及第2時(shí)鐘信號(hào)CLK2相同。第1開關(guān)信號(hào)SW1的周期、頻率及波形，所有都和第1實(shí)施方式中的第1開關(guān)信號(hào)SW1相同。第2開關(guān)信號(hào)SW2的周期及頻率，和第1、2實(shí)施方式中的第2開關(guān)信號(hào)SW2相同，但是波形是第1、2實(shí)施方式的第2開關(guān)信號(hào)SW2的反向形狀。因此，第2開關(guān)信號(hào)SW2，其上升沿和第2時(shí)鐘信號(hào)CLK2的上升沿同步之后，下降沿和第2時(shí)鐘信號(hào)CLK2接著的第2個(gè)上升沿同步。
第1采樣保持電路82，在第1時(shí)鐘信號(hào)CLK1的上升沿開始將輸入模擬信號(hào)Vin的放大，然后在第2時(shí)鐘信號(hào)CLK2的第3個(gè)下降沿開始自動(dòng)調(diào)零動(dòng)作。第1AD轉(zhuǎn)換電路84，在第1時(shí)鐘信號(hào)CLK1的上升沿開始第1階段的AD轉(zhuǎn)換動(dòng)作，然后在第2時(shí)鐘信號(hào)CLK2的第3個(gè)下降沿開始自動(dòng)調(diào)零動(dòng)作。第1DA轉(zhuǎn)換電路86，在第1采樣保持電路82和第1AD轉(zhuǎn)換電路84開始自動(dòng)調(diào)零動(dòng)作時(shí)，開始DA轉(zhuǎn)換動(dòng)作，然后在第2時(shí)鐘信號(hào)CLK2接著的上升沿為不定狀態(tài)。第1放大電路90也是在第1采樣保持電路82和第1AD轉(zhuǎn)換電路84開始自動(dòng)調(diào)零動(dòng)作時(shí)開始放大，然后在第2時(shí)鐘信號(hào)CLK2接著的上升沿開始自動(dòng)調(diào)零動(dòng)作。
第3開關(guān)102和第5開關(guān)106，在第2開關(guān)信號(hào)SW2高電平時(shí)接通，在第2開關(guān)信號(hào)SW2低電平時(shí)斷開。第4開關(guān)104和第6開關(guān)103，在第2開關(guān)信號(hào)SW2為低電平時(shí)接通，在第2開關(guān)信號(hào)SW2為高電平時(shí)斷開。第2采樣保持電路96、第2AD轉(zhuǎn)換電路98、第2DA轉(zhuǎn)換電路100及第2放大電路110的動(dòng)作時(shí)序，分別與第2實(shí)施方式的第2采樣保持電路58、第2AD轉(zhuǎn)換電路60、第2DA轉(zhuǎn)換電路62及第2放大電路68的動(dòng)作時(shí)序相同。
如圖所示，在第2AD轉(zhuǎn)換電路98進(jìn)行D5～D0轉(zhuǎn)換處理期間，第1AD轉(zhuǎn)換電路84，將下一個(gè)被輸入的輸入模擬信號(hào)Vin同時(shí)進(jìn)行轉(zhuǎn)換處理。通過這樣的流水線處理，作為AD轉(zhuǎn)換器80整體，可以以第1時(shí)鐘信號(hào)CLK1為基準(zhǔn)，1個(gè)周期1次，輸出10位的數(shù)字值。在第4階段中，第2AD轉(zhuǎn)換電路98剛輸出D1、D0之后的第2DA轉(zhuǎn)換電路100，不需要對(duì)第2AD轉(zhuǎn)換電路98的輸出進(jìn)行DA轉(zhuǎn)換，在該時(shí)間內(nèi)作為對(duì)下一個(gè)輸入模擬信號(hào)Vin的第1階段中追加的DA轉(zhuǎn)換電路使用。
如以上那樣，在本實(shí)施方式中，將第1階段的AD轉(zhuǎn)換在第1AD轉(zhuǎn)換電路84中處理，然后以第2AD轉(zhuǎn)換電路98為中心的循環(huán)型電路順序進(jìn)行余下的第2～4階段的處理。通過這樣的負(fù)荷分散，可以將第1階段和其后階段進(jìn)行流水線處理。第2DA轉(zhuǎn)換電路100，將第2、3階段中的第2AD轉(zhuǎn)換電路98的輸出進(jìn)行DA轉(zhuǎn)換，但在第1、4階段中不用于對(duì)第2AD轉(zhuǎn)換電路98輸出的進(jìn)行DA轉(zhuǎn)換，因此在該時(shí)間內(nèi)可以用于對(duì)下一個(gè)輸入模擬信號(hào)Vin的第1階段的DA轉(zhuǎn)換。因此可以邊抑制電路面積增大，邊可以提高模數(shù)轉(zhuǎn)換的處理速度，并且能充分有效地利用DA轉(zhuǎn)換電路。另外，作為用于第1階段DA轉(zhuǎn)換的電路，不需要設(shè)置可獨(dú)立進(jìn)行4位轉(zhuǎn)換的DA轉(zhuǎn)換電路，可以降低電路面積。
(第4實(shí)施方式)本實(shí)施方式的AD轉(zhuǎn)換器也是在將模數(shù)轉(zhuǎn)換分為4個(gè)階段處理，在這一點(diǎn)上和第1～3實(shí)施方式相同。將第4階段中沒有使用的減法電路和放大電路在第1階段的處理中共用這一點(diǎn)上，和第2、3實(shí)施方式不同。
圖7表示第4實(shí)施方式的AD轉(zhuǎn)換器的構(gòu)成。在AD轉(zhuǎn)換器120中，輸入模擬信號(hào)Vin被輸入到第1采樣保持電路122和第1AD轉(zhuǎn)換電路124。第1AD轉(zhuǎn)換電路124，將被輸入的模擬信號(hào)的值轉(zhuǎn)換為4位的數(shù)字值(D9～D6)并輸出。第1AD轉(zhuǎn)換電路124輸出的數(shù)字值，通過第2DA轉(zhuǎn)換電路128轉(zhuǎn)換為模擬值。第1采樣保持電路122，是將輸入的模擬信號(hào)采樣保持的電路，其放大率為1倍。
減法電路136，輸出從第2DA轉(zhuǎn)換電路128通過第3開關(guān)130輸入的模擬值和第1采樣保持電路122所保持的通過第1開關(guān)132輸入的模擬值之差。放大電路138，是將減法電路136的輸出放大的電路，其放大率為2倍。減法電路136和放大電路138也可以作為一體的減法放大電路構(gòu)成。由放大電路138放大的信號(hào)，輸入第2AD轉(zhuǎn)換電路142和第2采樣保持電路144。第2AD轉(zhuǎn)換電路142，將輸入的模擬信號(hào)的值轉(zhuǎn)換為兩位的數(shù)字值并輸出。第2DA轉(zhuǎn)換電路140，將由第2AD轉(zhuǎn)換電路142輸出的數(shù)字值轉(zhuǎn)換為模擬值。第2DA轉(zhuǎn)換電路140的輸出通過第4開關(guān)134輸入到減法電路136。第2采樣保持電路144，是將輸入的模擬信號(hào)采樣保持的電路，其放大率為2倍。第2采樣保持電路144保持的模擬值，通過第2開關(guān)146輸入到減法電路136。減法電路136在第2、3階段中輸出第2DA轉(zhuǎn)換電路140輸出的模擬值和第2采樣保持電路144保持的模擬值之差。減法電路136的輸出，由放大電路138放大，反饋到第2采樣保持電路144和第2AD轉(zhuǎn)換電路142。
放大電路138反饋的循環(huán)處理次數(shù)為3次。在第1AD轉(zhuǎn)換電路124中進(jìn)行第1、4階段的AD轉(zhuǎn)換時(shí)，第3開關(guān)130和第1開關(guān)132接通，第4開關(guān)134和第2開關(guān)146斷開。然后，在第2AD轉(zhuǎn)換電路142中進(jìn)行第2、3階段的AD轉(zhuǎn)換時(shí)，第3開關(guān)130和第1開關(guān)132斷開，第4開關(guān)134和第2開關(guān)146接通。在循環(huán)中，第2AD轉(zhuǎn)換電路142輸出的數(shù)字值，最終成為AD轉(zhuǎn)換器120輸出的數(shù)字值中從高位開始的第5、6位(D5、D4)、第7、8位(D3、D2)、第9、10位(D1、D0)的值。這樣，10位中的高4位在第1階段第1AD轉(zhuǎn)換電路124轉(zhuǎn)換，低6位在第2～4階段第2AD轉(zhuǎn)換電路142進(jìn)行轉(zhuǎn)換。第2AD轉(zhuǎn)換電路142的處理速度比第1AD轉(zhuǎn)換電路124的處理速度快，設(shè)定為3倍，第1AD轉(zhuǎn)換電路124和第2AD轉(zhuǎn)換電路142雖然處理量不同，但是轉(zhuǎn)換所需時(shí)間相同。因此，第1AD轉(zhuǎn)換電路124和第2AD轉(zhuǎn)換電路142的處理可以同時(shí)并行進(jìn)行。
圖8是表示AD轉(zhuǎn)換器120的動(dòng)作過程的時(shí)序圖。以下，按照?qǐng)D中自上而下順序進(jìn)行說明。3個(gè)信號(hào)波形，分別表示第1時(shí)鐘信號(hào)CLK1、第2時(shí)鐘信號(hào)CLK2及開關(guān)信號(hào)SW。第1時(shí)鐘信號(hào)CLK1，控制第1采樣保持電路122、第1AD轉(zhuǎn)換電路124及第2DA轉(zhuǎn)換電路128的動(dòng)作。第2時(shí)鐘信號(hào)CLK2，控制第2DA轉(zhuǎn)換電路140、第2AD轉(zhuǎn)換電路142、第2采樣保持電路144及放大電路138的動(dòng)作。開關(guān)信號(hào)SW，控制第1開關(guān)132及第3開關(guān)130的接通·斷開，并且其反向信號(hào)控制第2開關(guān)146和第4開關(guān)134的接通·斷開。
第1時(shí)鐘信號(hào)CLK1和第2時(shí)鐘信號(hào)CLK2的周期、頻率及波形，所有都與第1～3實(shí)施方式的第1時(shí)鐘信號(hào)CLK1和第2時(shí)鐘信號(hào)CLK2相同。即第2時(shí)鐘信號(hào)CLK2的頻率是第1時(shí)鐘頻率CLK1頻率的3倍，因此，在第2～4階段的第2AD轉(zhuǎn)換電路142的轉(zhuǎn)換處理速度也是第1階段的第1AD轉(zhuǎn)換處理電路124的轉(zhuǎn)換處理速度的3倍。開關(guān)信號(hào)SW的周期、頻率及波形，所有都和第1～3實(shí)施方式的第1開關(guān)信號(hào)SW1相同。
第1采樣保持電路122、第1AD轉(zhuǎn)換電路124及第2DA轉(zhuǎn)換電路128的動(dòng)作時(shí)序，分別與第2實(shí)施方式的第1采樣保持電路42、第1AD轉(zhuǎn)換電路44及第1DA轉(zhuǎn)換電路46的動(dòng)作時(shí)序相同。另一方面，放大電路138，將輸入的模擬信號(hào)在第2時(shí)鐘信號(hào)CLK2低電平時(shí)放大，在第2時(shí)鐘信號(hào)CLK2高電平時(shí)進(jìn)行自動(dòng)調(diào)零動(dòng)作。只是，在第4階段中，在第2時(shí)鐘信號(hào)CLK2為低電平時(shí)，將在第1階段中的減法電路136的輸出放大。
第1開關(guān)132和第2開關(guān)146的動(dòng)作時(shí)序，分別和第1實(shí)施方式中的第1開關(guān)18和第2開關(guān)20的動(dòng)作時(shí)序相同。另外，第3開關(guān)130和第4開關(guān)134的動(dòng)作時(shí)序，也分別和第1實(shí)施方式的第1開關(guān)18和第2開關(guān)20的動(dòng)作時(shí)序相同。第2采樣保持電路144和第2AD轉(zhuǎn)換電路142的動(dòng)作時(shí)序，分別與第2實(shí)施方式中的第2采樣保持電路58和第2AD轉(zhuǎn)換電路60的動(dòng)作時(shí)序相同。另一方面，第2DA轉(zhuǎn)換電路140，在第2時(shí)鐘信號(hào)CLK2為低電平時(shí)，進(jìn)行第2、3階段的DA轉(zhuǎn)換處理，第2時(shí)鐘信號(hào)CLK2為高電平時(shí)處于不定狀態(tài)。
如圖所示，在第2AD轉(zhuǎn)換電路142進(jìn)行D5～D0轉(zhuǎn)換處理期間，第1AD轉(zhuǎn)換電路124同時(shí)對(duì)下一個(gè)被輸入的輸入模擬信號(hào)Vin進(jìn)行轉(zhuǎn)換處理。通過這樣流水線處理，作為AD轉(zhuǎn)換器120整體，可以以第1時(shí)鐘信號(hào)CLK1為基準(zhǔn)，1個(gè)周期1次，輸出10位的數(shù)字值。在第4階段中，第2AD轉(zhuǎn)換電路142剛輸出D1、D0之后的減法電路136和放大電路138，不必對(duì)第2DA轉(zhuǎn)換電路140的輸出進(jìn)行減法運(yùn)算和放大，在該時(shí)間內(nèi)用于對(duì)下一個(gè)輸入模擬信號(hào)Vin的第1階段的減法運(yùn)算和放大。
如以上那樣，在本實(shí)施方式中，第1階段的AD轉(zhuǎn)換在第1AD轉(zhuǎn)換電路124中進(jìn)行處理，然后以第2AD轉(zhuǎn)換電路142為中心的循環(huán)型電路依次處理余下的第2～4階段。由此可以將第1階段和其后階段的進(jìn)行流水線處理。減法電路136和放大電路138，在第2、3階段，將第2采樣保持電路144保持的值和第2DA轉(zhuǎn)換電路140輸出的值之差放大并輸出，在第4階段，因?yàn)闆]有必要對(duì)第2DA轉(zhuǎn)換電路140的輸出進(jìn)行減法運(yùn)算和放大，所以在該時(shí)間內(nèi)用于對(duì)下一個(gè)輸入模擬信號(hào)Vin的第1階段的減法運(yùn)算和放大。因此，可以邊抑制電路面積的增大，邊提高模數(shù)轉(zhuǎn)換的處理速度，并且可以充分有效地利用減法電路和放大電路。
以上，對(duì)本發(fā)明的第1～4實(shí)施方式進(jìn)行了說明。這些實(shí)施方式只是示例。其各個(gè)構(gòu)成要素和各處理過程的組合可以有各種變形例，本領(lǐng)域的人員能夠理解這樣的變形例也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。以下，舉出第1～4實(shí)施方式的變形例。
在第1實(shí)施方式中的AD轉(zhuǎn)換電路10，由兩個(gè)AD轉(zhuǎn)換電路，和DA轉(zhuǎn)換電路、減法電路及放大電路各1個(gè)來構(gòu)成。在變形例中，AD轉(zhuǎn)換電路也可以用3個(gè)以上構(gòu)成，這時(shí)，在第1實(shí)施方式的思想下，構(gòu)成的AD轉(zhuǎn)換器，可以將DA轉(zhuǎn)換電路、減法電路及放大電路分別用比AD轉(zhuǎn)換電路的個(gè)數(shù)少的個(gè)數(shù)構(gòu)成。
在第1～4實(shí)施方式中記載的AD轉(zhuǎn)換電路位數(shù)和其分配、放大電路的放大率、時(shí)鐘頻率、轉(zhuǎn)換速度等參數(shù)不過是一例，在變形例中這些參數(shù)也可以采用其他的數(shù)值。
(第2組)(第5實(shí)施方式)圖10表示包含第5實(shí)施方式的循環(huán)型AD轉(zhuǎn)換部分的流水線型的AD轉(zhuǎn)換器的構(gòu)成。本實(shí)施方式，整體是10位轉(zhuǎn)換的例子。第1放大電路1011、第1AD轉(zhuǎn)換電路1012、第1DA轉(zhuǎn)換電路1013、減法電路1014、第2放大電路1015構(gòu)成第1級(jí)。第3放大電路1017、第2AD轉(zhuǎn)換電路1018、第2DA轉(zhuǎn)換電路1019，構(gòu)成第2級(jí)。第2級(jí)，使用第1級(jí)的減法電路1014及第2放大電路1015。
在初期階段，第1開關(guān)SW101和第2開關(guān)SW102是接通狀態(tài)，第3開關(guān)SW103和第4開關(guān)104是斷開的狀態(tài)。輸入模擬信號(hào)Vin，輸入到第1放大電路1011和第1AD轉(zhuǎn)換電路1012。第1AD轉(zhuǎn)換電路1012，將輸入的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為4位的數(shù)字值，輸出到圖中沒有表示的編碼器，從而輸出10位中的高4位(D9～D6)。第1DA轉(zhuǎn)換電路1013，將從第1AD轉(zhuǎn)換電路1012輸出的4位數(shù)字值轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)。該模擬信號(hào)在規(guī)定的時(shí)刻通過第2開關(guān)SW102輸出到減法電路1014。第1放大電路1011，將輸入的模擬信號(hào)Vin采樣保持，在規(guī)定的時(shí)刻通過第1開關(guān)SW101輸出到減法電路1014。減法電路1014，從第1放大電路1011的輸出中，減去第1DA轉(zhuǎn)換電路1013的輸出。由此生成了去除高4位成分的模擬信號(hào)。第2放大電路1015，將減法電路1014的輸出以2倍的放大率放大。將放大之后的輸出，輸入到第3放大電路1017和第2AD轉(zhuǎn)換電路1018。也可以使用將這些功能一體化的減法放大電路1016，代替減法電路1014和第2放大電路1015。
在該階段中，第1開關(guān)SW101和第2開關(guān)SW102切換到斷開狀態(tài)，第3開關(guān)SW103和第4開關(guān)SW104切換到接通狀態(tài)。第2AD轉(zhuǎn)換電路1018，將輸入的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)閮晌坏臄?shù)字值，輸出到圖中沒有表示的編碼器，從而輸出10位中從高位開始第5～6位(D5～D4)。也可以增加一位冗余位進(jìn)行3位轉(zhuǎn)換。
在第1AD轉(zhuǎn)換電路1012和第2AD轉(zhuǎn)換電路1018內(nèi)，設(shè)有多個(gè)電壓比較元件。對(duì)各電壓比較元件，供給相當(dāng)于各轉(zhuǎn)換電路的LSB(LeastSignificant Bit)電壓(以下稱為LSB電壓)VA[V]的參考電壓。在第2放大電路1015沒有設(shè)置的時(shí)候，第2AD轉(zhuǎn)換電路1018，因?yàn)槭沁M(jìn)行兩位轉(zhuǎn)換，所以需要設(shè)定第1AD轉(zhuǎn)換電路1012的1/4(2的2次方)的LSB電壓。在本實(shí)施方式中，第2放大電路1015將第1AD轉(zhuǎn)換電路1012的輸出放大到2倍，輸出到第2AD轉(zhuǎn)換電路1018，因此第2AD轉(zhuǎn)換電路1018的LSB電壓設(shè)定在第1AD轉(zhuǎn)換電路1012的1/2。
第2DA轉(zhuǎn)換電路1019將從第2AD轉(zhuǎn)換電路1018輸出的數(shù)字值轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)。該模擬信號(hào)通過第4開關(guān)SW104輸出到減法電路1014。第2DA轉(zhuǎn)換電路1019的輸出被放大到2倍。
在這里，對(duì)第2DA轉(zhuǎn)換電路1019的輸出放大到2倍的方法進(jìn)行簡單地說明。對(duì)第2AD轉(zhuǎn)換電路1018和第2DA轉(zhuǎn)換電路1019，供給高電位側(cè)基準(zhǔn)電壓VRT和低電位側(cè)基準(zhǔn)電壓VRB。第2AD轉(zhuǎn)換電路1018，以高電位側(cè)基準(zhǔn)電壓VRT和低電位側(cè)基準(zhǔn)電壓VRB為基礎(chǔ)生成基準(zhǔn)電壓范圍，利用該基準(zhǔn)電壓范圍生成參考電壓。在進(jìn)行電容陣列方式的DA轉(zhuǎn)換時(shí)，第2DA轉(zhuǎn)換電路1019，根據(jù)第2AD轉(zhuǎn)換電路1018的控制，高電位側(cè)基準(zhǔn)電壓VRT和低電位側(cè)基準(zhǔn)電壓VRB，選擇性地供給到圖中沒有表示的多個(gè)設(shè)置的各個(gè)電容器中，得到輸出電壓。第2DA轉(zhuǎn)換電路1019的基準(zhǔn)電壓范圍也是以高電位側(cè)基準(zhǔn)電壓VRT和低電位側(cè)基準(zhǔn)電壓VRB為基礎(chǔ)生成。此時(shí)，第2AD轉(zhuǎn)換電路1018的基準(zhǔn)電壓范圍和第2DA轉(zhuǎn)換電路1019的基準(zhǔn)電壓范圍之比可以設(shè)定為1∶2。
第3放大電路1017，將輸入的模擬信號(hào)放大到2倍，通過第3開關(guān)SW103輸出到減法電路1014。減法電路1014，從第3放大電路1017的輸出中，減去第2DA轉(zhuǎn)換電路1019的輸出。由此生成去除高6位成分的模擬信號(hào)。第2放大電路1015，將減法電路1014的輸出以2倍的放大率放大。將放大后的輸出輸入到第3放大電路1017和第2AD轉(zhuǎn)換電路1018。
第2AD轉(zhuǎn)換電路1018，將輸入的模擬信號(hào)再次轉(zhuǎn)換為兩位的數(shù)字值輸出到圖中沒有表示的編碼器。從而輸出10位中從高位開始的第7～8位(D3～D2)。第2AD轉(zhuǎn)換電路1018，因?yàn)槭莾晌晦D(zhuǎn)換，所以需要將前一次轉(zhuǎn)換時(shí)輸入的模擬信號(hào)實(shí)質(zhì)變?yōu)?倍(2的2次方)。在本實(shí)施方式中，在第3放大電路1017和第2放大電路1015分別放大到2倍，因此輸入的模擬信號(hào)實(shí)質(zhì)是放大到4倍。以下，用與轉(zhuǎn)換從高位開始第7～8位(D3～D2)的過程相同的過程，第2AD轉(zhuǎn)換電路1018，轉(zhuǎn)換從高位開始的第9～10位(D1～D0)。這樣，第1級(jí)的第1AD轉(zhuǎn)換電路1012，轉(zhuǎn)換要求精度比較高的10位中的高位1～4位的值(D9～D6)，第2級(jí)的第2AD轉(zhuǎn)換電路1018，通過循環(huán)的方式分3次，轉(zhuǎn)換10位中從高位開始的第5～10位的值(D5～D0)。
圖11是表示第5實(shí)施方式中的AD轉(zhuǎn)換器的動(dòng)作過程的時(shí)序圖。以下，按照從圖中自上而下順序進(jìn)行說明。3個(gè)信號(hào)波形，分別表示第1時(shí)鐘信號(hào)CLK101、第2時(shí)鐘信號(hào)CLK102及開關(guān)信號(hào)CLKSW。第1時(shí)鐘信號(hào)CLK101，控制第1放大電路1011、第1AD轉(zhuǎn)換電路1012及第1DA轉(zhuǎn)換電路1013的動(dòng)作。第2時(shí)鐘信號(hào)CLK102，控制第2放大電路1015、第3放大電路1017、第2AD轉(zhuǎn)換電路1018及第2DA轉(zhuǎn)換電路1019的動(dòng)作。開關(guān)信號(hào)CLKSW，控制同步動(dòng)作的第1開關(guān)SW101和第2開關(guān)SW102的接通·斷開。開關(guān)信號(hào)CLKSW的反向信號(hào)，控制同步動(dòng)作的第3開關(guān)SW103和第4開關(guān)SW104的接通·斷開。
第2開關(guān)信號(hào)CLK102的頻率，是第1時(shí)鐘信號(hào)CLK101頻率的3倍。第2時(shí)鐘信號(hào)CLK102，也可以將第1時(shí)鐘信號(hào)CLK101，使用基本的PLL等遞倍生成。第2時(shí)鐘信號(hào)CLK102，其上升沿和第1時(shí)鐘信號(hào)CLK101的上升沿同步，然后接著的第2個(gè)下降沿和第1時(shí)鐘信號(hào)CLK101接著的下降沿同步，而且再接著的第2個(gè)上升沿和第1個(gè)時(shí)鐘信號(hào)CLK1接著的上升沿同步。因?yàn)榈?時(shí)鐘信號(hào)CLK102的頻率是第1時(shí)鐘信號(hào)CLK101的頻率的3倍，所以第2級(jí)的轉(zhuǎn)換處理速度也是第1級(jí)的轉(zhuǎn)換處理速度的3倍。但是，在較高位轉(zhuǎn)換處理的減法和放大等的模擬處理的精度，對(duì)整體的轉(zhuǎn)換精度有很大的影響，所以更要求擔(dān)當(dāng)該處理的第1級(jí)具有更高的處理精度。因此，在本實(shí)施方式的構(gòu)成中，不要求象第1級(jí)那樣高的處理精度的第2級(jí)，能夠?qū)⑵滢D(zhuǎn)換處理速度比第1級(jí)的處理速度更快。
第1放大電路1011，在第1時(shí)鐘信號(hào)CLK101的上升沿的邊沿，對(duì)輸入的模擬信號(hào)Vin采樣，在高電平期間保持。在第1時(shí)鐘信號(hào)CLK101低電平時(shí)進(jìn)行自動(dòng)調(diào)零動(dòng)作。第1AD轉(zhuǎn)換電路1012，在第1時(shí)鐘信號(hào)CLK101高電平時(shí)，進(jìn)行轉(zhuǎn)換動(dòng)作輸出數(shù)字值D9～D6，在第1時(shí)鐘信號(hào)CLK101低電平時(shí)進(jìn)行自動(dòng)調(diào)零動(dòng)作。第1DA轉(zhuǎn)換電路1013，在第1時(shí)鐘信號(hào)CLK101為低電平時(shí)保持確定的轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)，在第1時(shí)鐘信號(hào)CLK101為高電平時(shí)為不定狀態(tài)。確定的轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的保持，也可以只在第1時(shí)鐘信號(hào)CLK101的低電平期間的前半部分期間保持。
第1、2開關(guān)SW101、102，在開關(guān)信號(hào)CLKSW為高電平時(shí)接通，在開關(guān)信號(hào)CLKSW為低電平時(shí)斷開。第3、4開關(guān)103、104，在開關(guān)信號(hào)CLKSW為低電平時(shí)接通，在開關(guān)信號(hào)CLKSW為高電平時(shí)斷開。第2放大電路1015，將輸入的模擬信號(hào)，在第2時(shí)鐘信號(hào)CLK102為低電平時(shí)進(jìn)行相減放大，在第2時(shí)鐘信號(hào)CLK2為高電平時(shí)進(jìn)行自動(dòng)調(diào)零動(dòng)作。第2放大電路1015是第1級(jí)的構(gòu)成要素，本來是由第1時(shí)鐘信號(hào)CLK101控制，但是在本實(shí)施方式中，用于第2級(jí)的轉(zhuǎn)換動(dòng)作，因此由第2時(shí)鐘信號(hào)CLK102控制。第3放大電路1017，在第2時(shí)鐘信號(hào)CLK102為高電平時(shí)，將第2放大電路1015的輸出放大，在第2時(shí)鐘信號(hào)CLK102為低電平時(shí)，進(jìn)行自動(dòng)調(diào)零動(dòng)作，在第2DA轉(zhuǎn)換電路1018轉(zhuǎn)換D1～D0期間，不進(jìn)行放大。第2AD轉(zhuǎn)換電路1018，在第2時(shí)鐘信號(hào)CLK102為高電平時(shí)，進(jìn)行轉(zhuǎn)換動(dòng)作，在第2時(shí)鐘信號(hào)為CLK102低電平時(shí)，進(jìn)行自動(dòng)調(diào)零動(dòng)作。第2DA轉(zhuǎn)換電路1019，在第2時(shí)鐘信號(hào)CLK102為低電平時(shí)，保持轉(zhuǎn)換確定數(shù)據(jù)；在第2時(shí)鐘信號(hào)CLK102為高電平時(shí)為不定狀態(tài)。在第2AD轉(zhuǎn)換電路1018轉(zhuǎn)換輸出D1～D0之后，不進(jìn)行轉(zhuǎn)換動(dòng)作。在第1放大電路1011、第2放大電路1015、第3放大電路1017、第1AD轉(zhuǎn)換電路1012及第2AD轉(zhuǎn)換電路1018的自動(dòng)調(diào)零期間，處于對(duì)輸入的信號(hào)采樣中的狀態(tài)。第1放大電路1011和第1AD轉(zhuǎn)換電路1012，在第1時(shí)鐘信號(hào)CLK1的上升沿的邊沿，對(duì)輸入的模擬信號(hào)采樣。第2放大電路1015，在第2時(shí)鐘信號(hào)CLK102的下降沿的邊沿，對(duì)輸入的信號(hào)采樣。第3放大電路1017和第2AD轉(zhuǎn)換電路1018，在第2時(shí)鐘信號(hào)CLK102的上升沿的邊沿，對(duì)輸入的信號(hào)進(jìn)行采樣。第3放大電路1017，每3次中有1次不采樣。
如圖所示，在第2AD轉(zhuǎn)換電路1018進(jìn)行D3～D2和D1～D0的轉(zhuǎn)換處理期間，第1AD轉(zhuǎn)換電路1012同時(shí)進(jìn)行下一個(gè)被輸入的輸入模擬信號(hào)Vin的轉(zhuǎn)換處理。通過這樣的流水線處理，作為AD轉(zhuǎn)換器整體，可以以第1時(shí)鐘信號(hào)CLK101為基準(zhǔn)1個(gè)周期1次，輸出10位的數(shù)字值。
如以上那樣，在本實(shí)施方式中，循環(huán)型的第2級(jí)，利用第1級(jí)的減法電路1014和第2放大電路1015，進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換處理，由此可以不必設(shè)置這些要素，實(shí)現(xiàn)電路的小面積化。與將減法電路1014和第2放大電路1015在第1級(jí)和第2級(jí)中不共同使有，在第2級(jí)中也設(shè)置這些的情況相比，轉(zhuǎn)換速度相同。因此可以不改變轉(zhuǎn)換速度而實(shí)現(xiàn)電路的小面積化。
(第6實(shí)施方式)圖12表示包含第6實(shí)施方式中的循環(huán)型AD轉(zhuǎn)換部分的流水線型AD轉(zhuǎn)換器的構(gòu)成。本實(shí)施方式，整體是10位轉(zhuǎn)換的例子。第1放大電路1011、第1AD轉(zhuǎn)換電路1012、第1DA轉(zhuǎn)換電路1013、減法電路1014及第2放大電路1015，構(gòu)成第1級(jí)。第3放大電路1017、第2AD轉(zhuǎn)換電路1018及第2DA轉(zhuǎn)換電路1019，構(gòu)成第2級(jí)。第2級(jí)，使用第1級(jí)的減法電路1014和第2放大電路1015。第2放大電路1015的放大率可變，在第1級(jí)轉(zhuǎn)換處理的時(shí)候，考慮精度設(shè)定為2倍，在第2級(jí)的轉(zhuǎn)換處理時(shí)，因?yàn)槭?位的轉(zhuǎn)換，所以為了使整體放大率達(dá)到8倍，設(shè)定為4倍。
在初期階段，第1開關(guān)SW101和第2開關(guān)SW102處于接通狀態(tài)，第3開關(guān)SW103和第4開關(guān)104處于斷開狀態(tài)。第2放大電路1015的放大率，是2倍。輸入模擬信號(hào)Vin，被輸入到第1放大電路1011和第1AD轉(zhuǎn)換電路1012。第1AD轉(zhuǎn)換電路1012，將輸入的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為4位的數(shù)字值并輸出到圖中沒有表示的編碼器，從而輸出10位中的高4位(D9～D6)。第1DA轉(zhuǎn)換電路1013，將從第1AD轉(zhuǎn)換電路1012輸出的4位數(shù)字值轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)。該模擬信號(hào)在規(guī)定時(shí)刻通過第2開關(guān)SW102輸入到減法電路1014。第1放大電路1011，將輸入的模擬信號(hào)Vin放大到2倍，在規(guī)定時(shí)刻，通過第1開關(guān)SW101輸出到減法電路1014。減法電路1014，從第1放大電路1011的輸出中減去第1DA轉(zhuǎn)換電路1013的輸出。由此，生成去除高4位成分的模擬信號(hào)。這里，第1DA轉(zhuǎn)換電路1013的輸出放大到2倍。第2放大電路1015，將減法電路1014的輸出以2倍的放大率放大，輸入到第3放大電路1017和第2AD轉(zhuǎn)換電路1018。放大控制電路1020，控制第2放大電路1015的放大率，在初期階段設(shè)定在2倍。也可以用這些功能一體化的減法放大電路1016，代替減法電路1014和第2放大電路1015。
在該階段中，第1開關(guān)SW101和第2開關(guān)SW102切換到斷開狀態(tài)，第3開關(guān)SW103和第4開關(guān)SW104切換到接通狀態(tài)。放大控制電路1020，將第2放大電路1015的放大率變?yōu)?倍。第2AD轉(zhuǎn)換電路1018，將輸入的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為3位的數(shù)字值并輸出到圖中沒有表示的編碼器，從而輸出10位中從高位開始的第5～7位(D5～D3)。也可以增加1位冗余位進(jìn)行4位的轉(zhuǎn)換。
第2AD轉(zhuǎn)換電路1018，因?yàn)槭?位轉(zhuǎn)換，如果不放大，就必需設(shè)定第1AD轉(zhuǎn)換電路1012的1/8(2的3次方)的LSB電壓。在本實(shí)施方式中，第1放大電路1011的2倍和第2放大電路1015的2倍合計(jì)放大到4倍，因此第2AD轉(zhuǎn)換電路1018的LSB電壓，設(shè)定為第1AD轉(zhuǎn)換電路1012的1/2。
第2DA轉(zhuǎn)換電路1019，將第2AD轉(zhuǎn)換電路1018輸出的3位數(shù)字值轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)。該模擬信號(hào)，通過第4開關(guān)SW104輸入到減法電路1014。第2DA轉(zhuǎn)換電路1019的輸出，被放大到2倍。
第3放大電路1017，將輸入的模擬信號(hào)放大到2倍，通過第3開關(guān)SW103，輸入到減法電路1014。減法電路1014，從第3放大電路1017的輸出中減去第2DA轉(zhuǎn)換電路1019的輸出。由此生成去除高7位成分的模擬信號(hào)。第2放大電路1015，將減法電路1014的輸出以4倍的放大率放大。放大后的輸出，被輸入第3放大電路1017和第2AD轉(zhuǎn)換電路1018。
第2AD轉(zhuǎn)換電路1018，將輸入的模擬信號(hào)再次轉(zhuǎn)換為3位的數(shù)字值輸入到圖中沒有表示的編碼器，從而輸出從10位中的高位開始的第8～10位(D2～D1)。第2AD轉(zhuǎn)換電路1018，因?yàn)槭?位的轉(zhuǎn)換，所以需要將前一次轉(zhuǎn)換時(shí)的模擬信號(hào)實(shí)質(zhì)變?yōu)?(2的3次方)倍。在本實(shí)施方式中，第3放大電路1017是放大到2倍，以第2放大電路1015再放大到4倍，因此輸入模擬信號(hào)，實(shí)質(zhì)為8倍。這樣，第1級(jí)的第1AD轉(zhuǎn)換電路1012，轉(zhuǎn)換精度要求比較高的10位中的高位1～4位的值(D9～D6)，第2級(jí)的第2AD轉(zhuǎn)換電路1018，以循環(huán)方式分兩次轉(zhuǎn)換從10位中從高位開始的5～10位的值(D5～D10)。
圖13表示放大控制電路1020和第2放大電路1015的詳細(xì)構(gòu)成。第2放大電路1015，是完全差動(dòng)方式的放大電路，輸入輸出都是作為兩個(gè)端子的電壓差附給。主要包含運(yùn)算放大器1151、第1電容器1152a、b及第2電容器1153a、b。第1電容器1152a、b，位于運(yùn)算放大器1151的輸入側(cè)，其電容值固定。第2電容器1153a、b，位于運(yùn)算放大器1151的輸入輸出之間，其電容值可變。通過改變其電容值，調(diào)節(jié)反饋常數(shù)。第2電容器1153a、b的電容值，根據(jù)放大控制電路1020輸出的放大切換信號(hào)進(jìn)行切換。如果將第1電容器1152a、b的電容值設(shè)為C101，第2電容器1153a、b的電容值設(shè)為C102，第2放大電路1015的放大率為C101/C102。在本實(shí)施方式中，作為第2放大電路1015的放大率，為了在2倍和4倍之間切換，作為第2電容器1153a、b的電容值采用設(shè)定為兩個(gè)值那樣構(gòu)成。例如，可以采用由將第2電容器1153a、b，用通過開關(guān)并聯(lián)連接的兩個(gè)同電容值的電容器構(gòu)成。此時(shí)，為了將電容器的連接數(shù)可通過開關(guān)切換，用放大切換信號(hào)控制該開關(guān)的接通·斷開。在以上說明的中第2電容器1153a、b可變，但是第1電容器1152a、b也可變。
圖14是表示第6實(shí)施方式中的AD轉(zhuǎn)換器動(dòng)作過程的時(shí)序圖。以下，按照?qǐng)D的自上而下順序進(jìn)行說明。3個(gè)信號(hào)波形，分別表示第1時(shí)鐘信號(hào)CLK101、第2時(shí)鐘信號(hào)CLK102及開關(guān)信號(hào)CLKSW。第1時(shí)鐘信號(hào)CLK101，控制第1放大電路1011、第1AD轉(zhuǎn)換電路1012及第1DA轉(zhuǎn)換電路1013的動(dòng)作。第2時(shí)鐘信號(hào)CLK102，控制第2放大電路1015、第3放大電路1017、第2AD轉(zhuǎn)換電路1018及第2DA轉(zhuǎn)換電路1019的動(dòng)作。開關(guān)信號(hào)CLKSW，控制同步動(dòng)作的第1開關(guān)SW101和第2開關(guān)SW102的接通·斷開。開關(guān)信號(hào)CLKSW的反向信號(hào)，控制同步動(dòng)作的第3開關(guān)SW103和第4開關(guān)SW104的接通·斷開。
第2時(shí)鐘信號(hào)CLK102的頻率，是第1時(shí)鐘信號(hào)CLK101的頻率的2倍。因?yàn)榈?時(shí)鐘信號(hào)CLK102的頻率是第1時(shí)鐘信號(hào)CLK101的頻率2倍，所以第2級(jí)的轉(zhuǎn)換處理速度也是第1級(jí)的轉(zhuǎn)換處理速度的2倍。但是，較高位的轉(zhuǎn)換處理中的減法和放大等模擬處理的精度對(duì)整體的轉(zhuǎn)換處理的精度影響很大，因此更要求擔(dān)當(dāng)該處理的第1級(jí)具有更高的處理精度。因此，在本實(shí)施方式的構(gòu)成中，不要求象第1級(jí)那樣高處理精度的第2級(jí)，能夠?qū)⑵滢D(zhuǎn)換處理速度比第1級(jí)的處理速度更快。
第1放大電路1011，在第1時(shí)鐘信號(hào)CLK101的上升沿的邊沿，對(duì)輸入的模擬信號(hào)Vin采樣，在高電平期間放大。在第1時(shí)鐘信號(hào)CLK101低電平時(shí)進(jìn)行自動(dòng)調(diào)零動(dòng)作。第1AD轉(zhuǎn)換電路1012，在第1時(shí)鐘信號(hào)CLK101高電平時(shí)，進(jìn)行轉(zhuǎn)換動(dòng)作輸出數(shù)字值D9～D6，在第1時(shí)鐘信號(hào)CLK101低電平時(shí)進(jìn)行自動(dòng)調(diào)零動(dòng)作。第1DA轉(zhuǎn)換電路1013，在第1時(shí)鐘信號(hào)CLK101為低電平時(shí)保持確定的轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)，在第1時(shí)鐘信號(hào)CLK101為高電平時(shí)為不定狀態(tài)。確定的轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的保持，也可以只在第1時(shí)鐘信號(hào)CLK101低電平期間的前半部分期間保持。
第1、2開關(guān)SW101、102，在開關(guān)信號(hào)CLKSW為高電平時(shí)接通，在開關(guān)信號(hào)CLKSW為低電平時(shí)斷開。第3、4開關(guān)103、104，在開關(guān)信號(hào)CLKSW為低電平時(shí)接通，在開關(guān)信號(hào)CLKSW為高電平時(shí)斷開。第2放大電路1015，將輸入的模擬信號(hào)，在第2時(shí)鐘信號(hào)CLK102為高電平時(shí)進(jìn)行相減放大，在第2時(shí)鐘信號(hào)CLK2為低電平時(shí)進(jìn)行自動(dòng)調(diào)零動(dòng)作。第2放大電路1015是第1級(jí)的構(gòu)成要素，本來是由第1時(shí)鐘信號(hào)CLK101控制的，但是在本實(shí)施方式中，用于第2級(jí)的轉(zhuǎn)換動(dòng)作，因此由第2時(shí)鐘信號(hào)CLK102控制。第2放大電路1015的放大率，按照在開關(guān)信號(hào)CLKSW為高電平時(shí)為2倍，在開關(guān)信號(hào)CLKSW為低電平時(shí)為4倍那樣，由放大控制電路1020控制。第3放大電路1017，在第2時(shí)鐘信號(hào)CLK102為低電平時(shí)，將第2放大電路1015的輸出放大，在第2時(shí)鐘信號(hào)CLK102為高電平時(shí)，進(jìn)行自動(dòng)調(diào)零動(dòng)作。在第2AD轉(zhuǎn)換電路1018轉(zhuǎn)換D2～D0期間，不進(jìn)行放大。第2AD轉(zhuǎn)換電路1018，在第2時(shí)鐘信號(hào)CLK102為低電平時(shí)，進(jìn)行轉(zhuǎn)換動(dòng)作，在第2時(shí)鐘信號(hào)CLK102為高電平時(shí)，進(jìn)行自動(dòng)調(diào)零動(dòng)作。第2DA轉(zhuǎn)換電路1019，在第2時(shí)鐘信號(hào)CLK102為高電平時(shí)，保持確定的轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)；在第2時(shí)鐘信號(hào)CLK102為低電平時(shí)為不定狀態(tài)；在第2AD轉(zhuǎn)換電路1018轉(zhuǎn)換輸出D2～D0之后，不進(jìn)行轉(zhuǎn)換動(dòng)作。在第1放大電路1011、第2放大電路1015、第3放大電路1017、第1AD轉(zhuǎn)換電路1012及第2AD轉(zhuǎn)換電路1018的自動(dòng)調(diào)零期間，處于對(duì)輸入的信號(hào)采樣中的狀態(tài)。第1放大電路1011和第1AD轉(zhuǎn)換電路1012，在第1時(shí)鐘信號(hào)CLK101的上升沿的邊沿，對(duì)輸入的信號(hào)采樣。第2放大電路1015，在第2時(shí)鐘信號(hào)CLK102的上升沿的邊沿，對(duì)輸入的信號(hào)采樣。第3放大電路1017和第2AD轉(zhuǎn)換電路1018，在第2時(shí)鐘信號(hào)CLK102的下降沿的邊沿，對(duì)輸入的信號(hào)進(jìn)行采樣。第3放大電路1017，每隔1次進(jìn)行采樣。
如圖所示，在第2AD轉(zhuǎn)換電路1018進(jìn)行D2～D0的轉(zhuǎn)換處理期間，第1AD轉(zhuǎn)換電路1012同時(shí)進(jìn)行下一個(gè)被輸入的輸入模擬信號(hào)Vin的轉(zhuǎn)換處理。通過這樣的流水線處理，作為AD轉(zhuǎn)換器整體，可以以第1時(shí)鐘信號(hào)CLK101為基準(zhǔn)1個(gè)周期1次，輸出10位的數(shù)字值。
如以上那樣，在本實(shí)施方式中，循環(huán)型的第2級(jí)，利用第1級(jí)的減法電路1014和第2放大電路1015，進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換處理，由此不必設(shè)置這些要素，可以實(shí)現(xiàn)電路的小面積化。另外，即使第1級(jí)使用第2放大電路1015時(shí)的放大率和第2級(jí)使用第2放大電路1015時(shí)的放大率不同的時(shí)候，也可以共用第2放大電路。在本實(shí)施方式中，通過降低第1級(jí)使用時(shí)的放大率，與放大率相同時(shí)相比，可以實(shí)現(xiàn)AD轉(zhuǎn)換器整體高速化。這一點(diǎn)也可以通過在第1放大電路1011中放大到2倍來實(shí)現(xiàn)。
以上說明了本發(fā)明的第5、6實(shí)施方式。這些實(shí)施方式是示例，其構(gòu)成要素和各個(gè)處理過程的組合可以有各種變形例。另外，這樣的變形例也在本發(fā)明的范圍內(nèi)，這是本領(lǐng)域的人員是可以理解的。以下，例舉第5、6
第5實(shí)施方式說明了將減法電路1014和第2放大電路1015共用的例子。這一點(diǎn)上，只共用第2放大電路1015的構(gòu)成也可能。圖15表示這樣的第1變形例中的AD轉(zhuǎn)換器的構(gòu)成。設(shè)置從第3放大電路1017的輸出中減去第2DA轉(zhuǎn)換電路1019的輸出的第2級(jí)用的減法電路1142。第1開關(guān)SW101設(shè)置在第1級(jí)用減法電路1014和第2放大電路1015之間，第3開關(guān)SW103設(shè)置在第2級(jí)用減法電路1142和第2放大電路1015之間。不需要第2開關(guān)SW102和第4開關(guān)SW104。動(dòng)作時(shí)序，和第5實(shí)施方式中說明過的相同。
另外，也能夠是共有第1DA轉(zhuǎn)換電路1013和第2DA轉(zhuǎn)換電路1019的構(gòu)成。圖16表示這樣的第2變形例中的AD轉(zhuǎn)換器的構(gòu)成。在圖16中，去除了第2級(jí)的第2DA轉(zhuǎn)換電路1019。第2開關(guān)SW102設(shè)置在第1AD轉(zhuǎn)換電路1012和第1DA轉(zhuǎn)換電路1013之間，第4開關(guān)SW104設(shè)置在第2AD轉(zhuǎn)換電路1018和第1DA轉(zhuǎn)換電路1013之間。圖11和圖14所示的時(shí)序的第1DA轉(zhuǎn)換電路1013和第2DA轉(zhuǎn)換電路1019，做成一體，由第2開關(guān)信號(hào)CLK102控制。根據(jù)這樣，可以一方面保持轉(zhuǎn)換速度，一方面進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)電路面積的縮小。
第5、6實(shí)施方式中記載的AD轉(zhuǎn)換電路的轉(zhuǎn)換位數(shù)和其分配、放大電路的放大率、電容值等參數(shù)不過是一例，在變形例中這些參數(shù)也可以采用其他的數(shù)值。
另外，第5、6實(shí)施方式中記載的AD轉(zhuǎn)換器的動(dòng)作時(shí)序，并不局限于時(shí)序圖的例子，在能保證其各個(gè)構(gòu)成要素的動(dòng)作的范圍內(nèi)可以任意設(shè)定。
權(quán)利要求
1.一種模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其特征在于，具有多個(gè)AD轉(zhuǎn)換電路，其將輸入模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為規(guī)定位數(shù)的數(shù)字值；DA轉(zhuǎn)換電路，其用于將上述多個(gè)AD轉(zhuǎn)換電路的輸出轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)，設(shè)置一個(gè)以上但比上述多個(gè)AD轉(zhuǎn)換電路個(gè)數(shù)少的數(shù)目；減法電路，其從上述輸入模擬信號(hào)中減去上述一個(gè)以上的DA轉(zhuǎn)換電路的輸出；和放大電路，其將上述減法電路的輸出放大，反饋到上述多個(gè)AD轉(zhuǎn)換電路中的至少任意一個(gè)，其中，將上述多個(gè)AD轉(zhuǎn)換電路中至少任意一個(gè)，和上述一個(gè)以上的DA轉(zhuǎn)換電路中的至少任意一個(gè)，在上述反饋的循環(huán)處理中重復(fù)使用。
2.一種模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其特征在于，具有第1AD轉(zhuǎn)換電路，其將輸入的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為規(guī)定位數(shù)的數(shù)字值；DA轉(zhuǎn)換電路，其將上述第1AD轉(zhuǎn)換電路的輸出轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)；減法電路，其從上述輸入模擬信號(hào)中減去上述DA轉(zhuǎn)換電路的輸出；放大電路，其將上述減法電路的輸出放大并反饋；和第2AD轉(zhuǎn)換電路，其在上述反饋以后將上述放大電路的輸出轉(zhuǎn)換為規(guī)定位數(shù)的數(shù)字值，其中，上述DA轉(zhuǎn)換電路，在上述反饋以后將上述第2AD轉(zhuǎn)換電路的輸出轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)。
3.一種模數(shù)轉(zhuǎn)換器，是將模數(shù)轉(zhuǎn)換處理分為多個(gè)階段進(jìn)行的轉(zhuǎn)換器，其特征在于，具有AD轉(zhuǎn)換電路，其在上述多個(gè)階段中至少任一個(gè)階段中，將輸入的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為規(guī)定位數(shù)的數(shù)字值；DA轉(zhuǎn)換電路，其將上述AD轉(zhuǎn)換電路的輸出轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)；減法電路，其從上述輸入模擬信號(hào)中減去上述DA轉(zhuǎn)換電路的輸出；和放大電路，其將上述減法電路的輸出放大并反饋，其中，上述放大電路，在上述多個(gè)階段中的最后階段被利用于其他處理。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其特征在于，上述放大電路，在上述多個(gè)階段中的最后階段，用于對(duì)下一個(gè)被輸入的輸入模擬電壓的處理。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其特征在于，上述放大電路，在上述多個(gè)階段中的最后階段，作為將下一個(gè)被輸入的輸入模擬電壓和參照電壓進(jìn)行比較的比較器使用。
6.一種模數(shù)轉(zhuǎn)換器，是將模數(shù)轉(zhuǎn)換處理分為多個(gè)階段進(jìn)行的轉(zhuǎn)換器，其特征在于，具有AD轉(zhuǎn)換電路，其在上述多個(gè)階段中至少任一個(gè)階段中，將輸入的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為規(guī)定位數(shù)的數(shù)字值；DA轉(zhuǎn)換電路，其將上述AD轉(zhuǎn)換電路的輸出轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)；減法電路，其從上述輸入模擬信號(hào)中減去上述DA轉(zhuǎn)換電路的輸出；和放大電路，其將上述減法電路的輸出放大反饋，其中，上述減法電路，在上述多個(gè)階段中的最后階段用于其他的處理。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其特征在于，上述減法電路，在上述多個(gè)階段中的最后階段，被利用于對(duì)下一個(gè)被輸入的輸入模擬電壓的處理。
8.一種模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，是將模數(shù)轉(zhuǎn)換處理分為多個(gè)階段進(jìn)行的轉(zhuǎn)換器，其特征在于，具有AD轉(zhuǎn)換電路，其在上述多個(gè)階段中至少任一個(gè)階段中，將輸入的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為規(guī)定位數(shù)的數(shù)字值；DA轉(zhuǎn)換電路，其將上述AD轉(zhuǎn)換電路的輸出轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)；減法電路，其將上述DA轉(zhuǎn)換電路的輸出從上述輸入模擬信號(hào)中減去；和放大電路，其將上述減法電路的輸出放大并反饋，其中，上述DA轉(zhuǎn)換電路，在上述多個(gè)階段中的最后階段被利用于其他的處理。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其特征在于，上述DA轉(zhuǎn)換電路，在上述多個(gè)階段中的最后階段，利用于對(duì)下一個(gè)被輸入的輸入模擬電壓的處理。
10.一種模數(shù)轉(zhuǎn)換器，是由至少2級(jí)以上的級(jí)組成的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其特征在于，在某一級(jí)中，具有共用減法電路，其選擇性地進(jìn)行從該本級(jí)的輸入模擬信號(hào)中，減去將該本級(jí)的轉(zhuǎn)換數(shù)字值轉(zhuǎn)換為模擬值的信號(hào)；或者從該其他級(jí)的輸入模擬信號(hào)中，減去將其他級(jí)的轉(zhuǎn)換數(shù)字值轉(zhuǎn)換為模擬值的信號(hào)；共用放大電路，其將上述共用減法電路的輸出以規(guī)定的放大率放大。
11.一種模數(shù)轉(zhuǎn)換器，是由至少2級(jí)以上的級(jí)組成的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其特征在于，具有第1AD轉(zhuǎn)換電路，其將第1級(jí)輸入的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為規(guī)定位數(shù)的數(shù)字值；第1DA轉(zhuǎn)換電路，其將上述第1AD轉(zhuǎn)換電路的輸出轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)；第2AD轉(zhuǎn)換電路，其將處于上述第1級(jí)后段的第2級(jí)的輸入模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為規(guī)定位數(shù)的數(shù)字值；第2DA轉(zhuǎn)換電路，其將上述第1AD轉(zhuǎn)換電路的輸出轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)；共用減法電路，其選擇地進(jìn)行從上述第1級(jí)的輸入模擬信號(hào)中減去上述第1DA轉(zhuǎn)換電路的輸出信號(hào)，或者從上述第2級(jí)輸入模擬信號(hào)中減去上述第2DA轉(zhuǎn)換電路的輸出信號(hào)；共用放大電路，其將上述共用減法電路的輸出以規(guī)定的放大率放大；第1級(jí)用開關(guān)，其控制上述第1級(jí)的輸入模擬信號(hào)和上述第1DA轉(zhuǎn)換電路的輸出信號(hào)對(duì)上述共用減法電路輸入的接通·斷開；第2級(jí)用開關(guān)，其控制上述第2級(jí)輸入的模擬信號(hào)和上述第2DA轉(zhuǎn)換電路的輸出信號(hào)對(duì)上述共用減法電路輸入的接通·斷開；
12.一種模數(shù)轉(zhuǎn)換器，是由至少2級(jí)以上的級(jí)組成的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其特征在于，在某一級(jí)，具有共用DA轉(zhuǎn)換電路，其選擇地將本級(jí)的轉(zhuǎn)換數(shù)字值，或者其他級(jí)的轉(zhuǎn)換數(shù)字值轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)；共用減法電路，其選擇地進(jìn)行從上述本級(jí)輸入的模擬信號(hào)中，減去將該本級(jí)轉(zhuǎn)換數(shù)字值進(jìn)行轉(zhuǎn)換的共用DA轉(zhuǎn)換電路的輸出信號(hào)，或者從該其他級(jí)的輸入模擬信號(hào)中，減去將該其他級(jí)轉(zhuǎn)換數(shù)字值進(jìn)行轉(zhuǎn)換的共用DA轉(zhuǎn)換電路的輸出信號(hào)；共用放大電路，其將上述共用減法電路的輸出以規(guī)定的放大率放大。
13.一種模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，是由至少2級(jí)以上的級(jí)組成的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其特征在于，具有第1AD轉(zhuǎn)換電路，其將第1級(jí)輸入的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為規(guī)定位數(shù)的數(shù)字值；第2AD轉(zhuǎn)換電路，其將上述第1級(jí)后段的第2級(jí)的輸入模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為規(guī)定位數(shù)的數(shù)字值；共用DA轉(zhuǎn)換電路，其將上述第1AD轉(zhuǎn)換電路的輸出或上述第2AD轉(zhuǎn)換電路的輸出選擇性地轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)；共用減法電路，其選擇性地進(jìn)行從上述第1級(jí)的輸入模擬信號(hào)中，減去將上述第1AD轉(zhuǎn)換電路的輸出進(jìn)行轉(zhuǎn)換的共用DA轉(zhuǎn)換電路的輸出信號(hào)，或者從上述第2級(jí)的輸入模擬信號(hào)中，減去將上述第2AD轉(zhuǎn)換電路輸出進(jìn)行轉(zhuǎn)換的共用DA轉(zhuǎn)換電路的輸出信號(hào)；共用放大電路，其將上述共用減法電路的輸出以規(guī)定的放大率放大；第1級(jí)用開關(guān)，其控制上述第1級(jí)的輸入模擬信號(hào)對(duì)上述共用減法電路輸入的接通·斷開，和上述第1AD轉(zhuǎn)換電路的輸出對(duì)上述共用DA轉(zhuǎn)換電路輸入的接通·斷開；第2級(jí)用開關(guān)，其控制上述第2級(jí)的輸入模擬信號(hào)對(duì)上述共用減法電路輸入的接通·斷開，和上述第2AD轉(zhuǎn)換電路的輸出對(duì)上述共用DA轉(zhuǎn)換電路輸入的接通·斷開。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其特征在于，上述共用減法電路和上述共用放大電路，是一體型的減法放大電路。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其特征在于，上述共用減法電路和上述共用放大電路，是一體型的減法放大電路。
16.根據(jù)權(quán)利要求12所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其特征在于，上述共用減法電路和上述共用放大電路，是一體型的減法放大電路。
17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其特征在于，上述共用減法電路和上述共用放大電路，是一體型的減法放大電路。
18.一種模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，是由至少2級(jí)以上的級(jí)組成的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其特征在于，在某一級(jí)，具有共用放大電路，其選擇性地以規(guī)定的放大率放大差分信號(hào)，該差分信號(hào)是本級(jí)的輸入模擬信號(hào)，和該本級(jí)的轉(zhuǎn)換數(shù)字值轉(zhuǎn)換為模擬值的信號(hào)之間的差分信號(hào)，或者其他級(jí)的輸入模擬信號(hào)和將該其他級(jí)的轉(zhuǎn)換數(shù)字值轉(zhuǎn)換為模擬值的信號(hào)之間的差分信號(hào)。
19.一種模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，是由至少2級(jí)以上的級(jí)組成的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其特征在于，具有第1AD轉(zhuǎn)換電路，其將第1級(jí)輸入的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為規(guī)定位數(shù)的數(shù)字值；第1DA轉(zhuǎn)換電路，其將上述第1AD轉(zhuǎn)換電路的輸出轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)；第1減法電路，其從上述第1級(jí)的輸入模擬信號(hào)中減去上述第1DA轉(zhuǎn)換電路的輸出信號(hào)；第2AD轉(zhuǎn)換電路，其將上述第1級(jí)后段的第2級(jí)輸入的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為規(guī)定位數(shù)的數(shù)字值；第2DA轉(zhuǎn)換電路，其將上述第2AD轉(zhuǎn)換電路的輸出轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)；第2減法電路，其從上述第2級(jí)的輸入模擬信號(hào)中減去上述第2DA轉(zhuǎn)換電路的輸出信號(hào)；共用放大電路，其選擇性地以規(guī)定的放大率放大上述第1減法電路的輸出信號(hào)或者第2減法電路的輸出信號(hào)；第1級(jí)用開關(guān)，其控制上述第1減法電路的輸出信號(hào)對(duì)上述共用放大電路輸入的接通·斷開；第2級(jí)用開關(guān)，其控制上述第2減法電路的輸出信號(hào)對(duì)上述共用放大電路輸入的接通·斷開。
20.根據(jù)權(quán)利要求10所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其特征在于，還具有放大控制電路，其可變控制上述共用放大電路的放大率。
21.根據(jù)權(quán)利要求11所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其特征在于，還具有放大控制電路，其可變控制上述共用放大電路的放大率。
22.根據(jù)權(quán)利要求12所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其特征在于，還具有放大控制電路，其可變控制上述共用放大電路的放大率。
23.根據(jù)權(quán)利要求13所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其特征在于，還具有放大控制電路，其可變控制上述共用放大電路的放大率。
24.根據(jù)權(quán)利要求18所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其特征在于，還具有放大控制電路，其可變控制上述共用放大電路的放大率。
25.根據(jù)權(quán)利要求19所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其特征在于，還具有放大控制電路，其可變控制上述共用放大電路的放大率。
26.根據(jù)權(quán)利要求10所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其特征在于，上述兩個(gè)以上級(jí)內(nèi)的任意一級(jí)，將本級(jí)的輸入模擬信號(hào)以規(guī)定的放大率放大后的信號(hào)，和將上述本級(jí)的轉(zhuǎn)換數(shù)字值轉(zhuǎn)換為模擬值，并用與該規(guī)定的放大率實(shí)質(zhì)同一的放大率放大后的信號(hào)之間，進(jìn)行減法運(yùn)算。
27.根據(jù)權(quán)利要求11所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其特征在于，上述兩個(gè)以上級(jí)內(nèi)的任意一級(jí)，將本級(jí)的輸入模擬信號(hào)以規(guī)定的放大率放大后的信號(hào)，和將上述本級(jí)的轉(zhuǎn)換數(shù)字值轉(zhuǎn)換為模擬值，并用與該規(guī)定的放大率實(shí)質(zhì)同一的放大率放大后的信號(hào)之間，進(jìn)行減法運(yùn)算。
28.根據(jù)權(quán)利要求12所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其特征在于，上述兩個(gè)以上級(jí)內(nèi)的任意一級(jí)，將本級(jí)的輸入模擬信號(hào)以規(guī)定的放大率放大后的信號(hào)，和將上述本級(jí)的轉(zhuǎn)換數(shù)字值轉(zhuǎn)換為模擬值，并用與該規(guī)定的放大率實(shí)質(zhì)同一的放大率放大后的信號(hào)之間，進(jìn)行減法運(yùn)算。
29.根據(jù)權(quán)利要求13所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其特征在于，上述兩個(gè)以上級(jí)內(nèi)的任意一級(jí)，將本級(jí)的輸入模擬信號(hào)以規(guī)定的放大率放大后的信號(hào)，和將上述本級(jí)的轉(zhuǎn)換數(shù)字值轉(zhuǎn)換為模擬值，并用與該規(guī)定的放大率實(shí)質(zhì)同一的放大率放大后的信號(hào)之間，進(jìn)行減法運(yùn)算。
30.根據(jù)權(quán)利要求18所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其特征在于，上述兩個(gè)以上級(jí)內(nèi)的任意一級(jí)，將本級(jí)的輸入模擬信號(hào)以規(guī)定的放大率放大后的信號(hào)，和將上述本級(jí)的轉(zhuǎn)換數(shù)字值轉(zhuǎn)換為模擬值，并用與該規(guī)定的放大率實(shí)質(zhì)同一的放大率放大后的信號(hào)之間，進(jìn)行減法運(yùn)算。
31.根據(jù)權(quán)利要求19所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其特征在于，上述兩個(gè)以上級(jí)內(nèi)的任意一級(jí)，將本級(jí)的輸入模擬信號(hào)以規(guī)定的放大率放大后的信號(hào)，和將上述本級(jí)的轉(zhuǎn)換數(shù)字值轉(zhuǎn)換為模擬值，并用與該規(guī)定的放大率實(shí)質(zhì)同一的放大率放大后的信號(hào)之間，進(jìn)行減法運(yùn)算。
全文摘要
平衡AD轉(zhuǎn)換器處理速度的提高和抑制電路面積的增大，實(shí)現(xiàn)二者合理地并存。AD轉(zhuǎn)換器，將模數(shù)轉(zhuǎn)換分為4個(gè)階段處理，并且將第1AD轉(zhuǎn)換電路的第1階段的AD轉(zhuǎn)換，和第2AD轉(zhuǎn)換電路的第2～4階段的AD轉(zhuǎn)換流水線處理。DA轉(zhuǎn)換電路、減法電路、放大電路，用于第1階段中的DA轉(zhuǎn)換、減法運(yùn)算、放大，并且還用于第2～4階段的DA轉(zhuǎn)換、減法運(yùn)算、放大，即在整個(gè)階段中共用。
文檔編號(hào)H03M1/12GK1601907SQ20041001187
公開日2005年3月30日 申請(qǐng)日期2004年9月24日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月25日
發(fā)明者小林重人, 谷邦之, 和田淳 申請(qǐng)人:三洋電機(jī)株式會(huì)社