專利名稱：Ad轉(zhuǎn)換器、ad轉(zhuǎn)換方法、ad轉(zhuǎn)換程序及控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及AD轉(zhuǎn)換器、AD轉(zhuǎn)換方法、AD轉(zhuǎn)換程序及控制裝置。 本發(fā)明尤其涉及輸出將模擬輸入信號(hào)數(shù)字化后的數(shù)字輸出信號(hào)的AD轉(zhuǎn)換器、AD轉(zhuǎn) 換方法、AD轉(zhuǎn)換程序及控制裝置。本申請(qǐng)與下列美國(guó)申請(qǐng)有關(guān)。對(duì)于承認(rèn)通過(guò)文獻(xiàn)引 用編入內(nèi)容的指定國(guó)，通過(guò)引用而將下列申請(qǐng)所記載的內(nèi)容編入本申請(qǐng)，作為本申請(qǐng)的 一部分。
l.美國(guó)專利申請(qǐng)11/520,436申請(qǐng)日2006年9月13日。
背景技術(shù)：
AD轉(zhuǎn)換器將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。AD轉(zhuǎn)換器可分類為以每l時(shí)鐘脈沖量化 為l位的一位方式，以及，以l時(shí)鐘脈沖量化為多位的多位方式。作為一位方式的AD轉(zhuǎn) 換器，例如公知的有逐次比較型AD轉(zhuǎn)換器(如，非專利文獻(xiàn)l， 2， 3)和AS型AD轉(zhuǎn)換器。 作為多位方式的AD轉(zhuǎn)換器，公知的例如有閃速AD轉(zhuǎn)換器。
非專利文獻(xiàn)1: Ricardo E.Suarez, Paul R.Gray and David A.Hodges, "An A11-M0S Charge-Redistribution A/D Conversion Technique ，，, IEEE International Solid-State Circuits Conference, 1974， R194-195,248
非專利文獻(xiàn)2: James McCreary and Paul R.Gray， "A High-Speed, All-MOS Successive-Approximation Weighted Capacitor A/D Conversion Technique", IEEE International Solid-State Circuits Conference, 1975,P.38-39，211
非專利文獻(xiàn)3: JAMES L.McCREARY and PAUL R.GRAY, "All-MOS Charge Redistribution Analog-to-Digital Conversion Techniques - Part 1", IEEE JOURNAL OF SOLID-STATE CIRCUITS, VOL.SC-10, NO.6, DECEMBER 1975， P.371-379但是，多位方式的AD轉(zhuǎn)換器比一位方式的AD轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換時(shí)間短。但是如果要實(shí) 現(xiàn)多位方式的AD轉(zhuǎn)換器的高分辨率，則電路規(guī)模變大。另一方面， 一位方式的AD轉(zhuǎn)換 器比多位方式的AD轉(zhuǎn)換器的電路規(guī)模小。但是一位方式的AD轉(zhuǎn)換器如果實(shí)現(xiàn)某分辨率 時(shí)，因?yàn)槭莑位l位地轉(zhuǎn)換，所以轉(zhuǎn)換時(shí)間變長(zhǎng)。
還有，無(wú)論多位方式的AD轉(zhuǎn)換器還是一位方式的AD轉(zhuǎn)換器，因?yàn)橥瑯邮窃趯?shí)現(xiàn)高 分辨率時(shí)，量化寬度變窄，相對(duì)于噪聲的似然性變小，因此精度下降。為了解決該問(wèn)題 而通過(guò)運(yùn)算放大器放大輸入信號(hào)時(shí)，多位方式及一位方式的AD轉(zhuǎn)換器的功率消耗量增 加，其精度受運(yùn)算放大器的特性所影響。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供一種能夠解決上述課題的AD轉(zhuǎn)換器、AD轉(zhuǎn)換方法、AD 轉(zhuǎn)換程序及控制裝置。該目的由權(quán)利要求中的獨(dú)立權(quán)利要求記載的技術(shù)特征的組合達(dá) 成。從屬權(quán)利要求規(guī)定了本發(fā)明的更有利的具體例子。
根據(jù)本發(fā)明的第1形態(tài)提供一種AD轉(zhuǎn)換器，輸出將模擬輸入信號(hào)數(shù)字化的數(shù)字輸出 信號(hào)，該AD轉(zhuǎn)換器具備多個(gè)比較器，其分別比較模擬輸入信號(hào)和與所指定數(shù)字閾值 數(shù)據(jù)相應(yīng)的模擬閾值；高位字段確定部，其根據(jù)向多個(gè)比較器提供不同閾值數(shù)據(jù)所得到 的多個(gè)比較結(jié)果，圈定數(shù)字輸出信號(hào)中與高位字段相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)值；低位字段計(jì)算部， 其使用多個(gè)比較器來(lái)計(jì)算與位于高位字段低位側(cè)的低位字段相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)值的多個(gè)候 補(bǔ)值；低位字段確定部，其根據(jù)多個(gè)候補(bǔ)值來(lái)確定與低位字段相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)值。
低位字段計(jì)算部?jī)?yōu)選分別使用分割了多個(gè)比較器得到的多個(gè)組并行計(jì)算與低位字 段相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)值的候補(bǔ)值。高位字段確定部對(duì)多個(gè)比較器分別并行提供與高位字段相 對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)值相互不同的閾值數(shù)據(jù)，至少對(duì)生成了模擬輸入信號(hào)大于等于與該閾值數(shù)據(jù) 相應(yīng)的模擬值的比較結(jié)果的最大閾值數(shù)據(jù)，和生成模擬輸入信號(hào)小于與該閾值數(shù)據(jù)相應(yīng) 的模擬值的比較結(jié)果的最小閾值數(shù)據(jù)之間的數(shù)據(jù)值進(jìn)行l(wèi)次圈定高位字段的數(shù)據(jù)值的高 位確定過(guò)程，將高位字段的數(shù)據(jù)值確定為一個(gè)值。對(duì)將多個(gè)比較器分割成以l個(gè)為l組的多個(gè)組的每一個(gè)，低位字段計(jì)算部設(shè)定候補(bǔ)值 的初始值，其中將高位字段確定部所確定的數(shù)據(jù)值設(shè)為高位字段的數(shù)據(jù)值，將o設(shè)為低 位字段的數(shù)據(jù)值，對(duì)低位字段的最高位到最低位的各位，從最高位開(kāi)始順序地將候補(bǔ)值 中的該位設(shè)為1的閾值數(shù)據(jù)提供給該組的比較器，在模擬輸入信號(hào)大于等于與閾值數(shù)據(jù) 相應(yīng)的模擬閾值的情況下，將候補(bǔ)值的該位設(shè)為l，在小于模擬閾值的情況下，將候補(bǔ) 值的該位設(shè)為0，來(lái)更新候補(bǔ)值，將更新候補(bǔ)值到低位字段的最低位為止的結(jié)果所得到 的候補(bǔ)值，提供給低位字段確定部。
對(duì)于將多個(gè)比較器以2個(gè)為1組進(jìn)行分割的多個(gè)組的每一個(gè)，低位字段計(jì)算部將與低
位字段相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)值不同的閾值數(shù)據(jù)分別并行提供給多個(gè)比較器，通過(guò)對(duì)生成了模擬 輸入信號(hào)大于等于與該閾值數(shù)據(jù)相應(yīng)的模擬值的比較結(jié)果的最大閾值數(shù)據(jù)，和生成模擬 輸入信號(hào)小于與該閾值數(shù)據(jù)相應(yīng)的模擬值的比較結(jié)果的最小閾值數(shù)據(jù)之間的數(shù)據(jù)值進(jìn) 行至少l次圈定低位字段的數(shù)據(jù)值的候補(bǔ)值的低位確定過(guò)程，圈定數(shù)字輸出信號(hào)的低位 字段的數(shù)據(jù)值，將低位字段的數(shù)據(jù)值確定成一個(gè)值。
對(duì)于多個(gè)候補(bǔ)值的每一個(gè)，低位字段計(jì)算部可以根據(jù)向多個(gè)比較器提供不同閾值 數(shù)據(jù)所得到的多個(gè)比較結(jié)果，至少進(jìn)行l(wèi)次圈定與低位字段相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)值的低位確定 過(guò)程，將該候補(bǔ)值的低位字段數(shù)據(jù)值確定為一個(gè)值。
低位字段確定部可將多個(gè)候補(bǔ)值的平均值確定為低位字段的數(shù)據(jù)值。低位字段確定 部可將多個(gè)候補(bǔ)值中與多個(gè)候補(bǔ)值平均值之差小于等于預(yù)先指定的最大誤差值的至少
一個(gè)候補(bǔ)值平均值確定為低位字段的數(shù)據(jù)值。AD轉(zhuǎn)換器還具備符號(hào)確定部，其在確定 高位字段以及低位字段的數(shù)據(jù)值之前，向多個(gè)比較器中的至少一個(gè)提供用于指定模擬閾 值0的閾值數(shù)據(jù)，來(lái)確定模擬輸入信號(hào)的符號(hào)。
AD轉(zhuǎn)換器還具備位數(shù)設(shè)定部，其設(shè)定數(shù)字輸出信號(hào)的高位字段位數(shù)以及低位字段 位數(shù)。位數(shù)設(shè)定部根據(jù)已輸出樣本的數(shù)字輸出信號(hào)的低位字段的多個(gè)候補(bǔ)值，變更高位 字段位數(shù)以及低位字段位數(shù)。
根據(jù)本發(fā)明的第2形態(tài)，提供一種AD轉(zhuǎn)換方法，是輸出將模擬輸入信號(hào)數(shù)字化的數(shù)字輸出信號(hào)的AD轉(zhuǎn)換方法，具備以下階段高位字段確定階段，根據(jù)向分別比較模擬 輸入信號(hào)和與所指定數(shù)字閾值數(shù)據(jù)相應(yīng)的模擬閾值的多個(gè)比較器提供不同閾值數(shù)據(jù)所 得到的多個(gè)比較結(jié)果，圈定數(shù)字輸出信號(hào)中與高位字段相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)值；低位字段計(jì)算 階段，使用多個(gè)比較器來(lái)計(jì)算與位于高位字段低位側(cè)的低位字段相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)值的多個(gè) 候補(bǔ)值；低位字段確定階段，根據(jù)多個(gè)候補(bǔ)值來(lái)確定與低位字段相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)值。
根據(jù)本發(fā)明的第3形態(tài)，提供一種AD轉(zhuǎn)換程序，是通過(guò)計(jì)算機(jī)計(jì)算將模擬輸入信號(hào) 數(shù)字化的數(shù)字輸出信號(hào)的AD轉(zhuǎn)換程序，該程序使計(jì)算機(jī)具有如下部的功能高位字段 確定部，其根據(jù)向分別比較模擬輸入信號(hào)和與所指定數(shù)字閾值數(shù)據(jù)相應(yīng)的模擬閾值的多 個(gè)比較器提供不同閾值數(shù)據(jù)所得到的多個(gè)比較結(jié)果，圈定數(shù)字輸出信號(hào)中與高位字段相 對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)值；低位字段計(jì)算部，其使用多個(gè)比較器來(lái)計(jì)算與位于高位字段低位側(cè)的低 位字段相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)值的多個(gè)候補(bǔ)值；低位字段確定部，其根據(jù)多個(gè)候補(bǔ)值來(lái)確定與低 位字段相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)值。
根據(jù)本發(fā)明的第4形態(tài)，提供一種AD轉(zhuǎn)換控制裝置，是控制用于輸出將模擬輸入信 號(hào)數(shù)字化的數(shù)字輸出信號(hào)的AD轉(zhuǎn)換器的控制裝置，該控制裝置具備高位字段確定部， 其根據(jù)向分別比較模擬輸入信號(hào)和與所指定數(shù)字閾值數(shù)據(jù)相應(yīng)的模擬閾值的多個(gè)比較 器提供不同閾值數(shù)據(jù)所得到的多個(gè)比較結(jié)果，圈定數(shù)字輸出信號(hào)中與高位字段相對(duì)應(yīng)的 數(shù)據(jù)值；
低位字段計(jì)算部，其使用多個(gè)比較器來(lái)計(jì)算與位于高位字段低位側(cè)的低位字段相對(duì) 應(yīng)的數(shù)據(jù)值的多個(gè)候補(bǔ)值；低位字段確定部，其根據(jù)多個(gè)候補(bǔ)值來(lái)確定與低位字段相對(duì) 應(yīng)的數(shù)據(jù)值。
以上為發(fā)明的概要，并未列舉出本發(fā)明必要的特征的全部，這些的特征群的輔助結(jié) 合也構(gòu)成本發(fā)明。


圖1示出與本實(shí)施方式有關(guān)的AD轉(zhuǎn)換器10的結(jié)構(gòu)。圖2示出與本實(shí)施方式有關(guān)的比較器14的結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子。 圖3示出根據(jù)與本實(shí)施方式有關(guān)的AD轉(zhuǎn)換器10所進(jìn)行的模數(shù)處理的各階段。 圖4示出在高位字段確定階段(S2)中對(duì)多個(gè)比較器14執(zhí)行多位轉(zhuǎn)換處理、而在低
位字段確定階段(S3)中分別對(duì)多個(gè)比較器14執(zhí)行逐次比較處理的情況下，AD轉(zhuǎn)換器
IO所進(jìn)行的轉(zhuǎn)換處理的一個(gè)例子。
圖5示出低位字段確定階段(S3)中的變形例。
圖6示出在高位字段確定階段(第l高位確定過(guò)程)中通過(guò)多位轉(zhuǎn)換處理轉(zhuǎn)換高位第 l位至高位第4位的4位的一個(gè)例子。
圖7示出高位字段確定階段(第2高位確定過(guò)程)中，根據(jù)多位轉(zhuǎn)換處理轉(zhuǎn)換了從高位 第5位到高位第8位的4位的一個(gè)例子。
圖8示出低位字段確定階段中，將高位第9位的1位進(jìn)行多個(gè)并行逐次比較處理后轉(zhuǎn) 換的一個(gè)例子。
圖9示出在低位字段確定階段中，對(duì)高位第10位(最低有效位)的1位進(jìn)行多個(gè)并行逐 次比較處理后轉(zhuǎn)換的一個(gè)例子。
圖10示出本實(shí)施方式涉及的變形例的AD轉(zhuǎn)換器10構(gòu)造。
圖11示出變形例涉及的AD轉(zhuǎn)換器10通過(guò)高位字段確定部18或低位字段計(jì)算部20進(jìn) 行的超范圍比較處理的一個(gè)例子。
圖12示出本發(fā)明的實(shí)施方式涉及的計(jì)算機(jī)1900硬件結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子。
具體實(shí)施例方式
下面通過(guò)發(fā)明的實(shí)施形態(tài)說(shuō)明本發(fā)明，但以下實(shí)施方式不用于限定本發(fā)明的權(quán)利要 求范圍，而在實(shí)施方式中所說(shuō)明的特征組合并非全部都是發(fā)明的解決手段所必須的。
圖1示出與本實(shí)施方式有關(guān)的AD(ANALOGTODIGITAL:模-數(shù))轉(zhuǎn)換器10的結(jié)構(gòu)。 AD轉(zhuǎn)換器10輸出將模擬輸入信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化的數(shù)字輸出信號(hào)。在本實(shí)施方式中，AD轉(zhuǎn) 換器10以規(guī)定的轉(zhuǎn)換周期將模擬輸入信號(hào)的電壓值VrN轉(zhuǎn)換為規(guī)定位數(shù)的數(shù)據(jù)值。
10AD轉(zhuǎn)換器10具備采樣保持部12、多個(gè)比較器14、選擇部16、高位字段確定部18、 低位字段計(jì)算部20、低位字段確定部22、存儲(chǔ)部24以及閾值控制部26。采樣保持部12根 據(jù)采樣保持信號(hào)對(duì)模擬輸入信號(hào)進(jìn)行采樣，并保持所采樣的模擬輸入信號(hào)。作為一個(gè)例 子，采樣保持部12可以由電容器對(duì)模擬輸入信號(hào)的電壓值VjN進(jìn)行采樣，將由電容器采
樣到的模擬輸入信號(hào)的電壓值V!N保持一定時(shí)間。
多個(gè)比較器14分別對(duì)由采樣保持部12所保持的模擬輸入信號(hào)和與由閾值控制部26 所指定的數(shù)字閾值數(shù)據(jù)相應(yīng)的模擬閾值進(jìn)行比較。作為一個(gè)例子，多個(gè)比較器14可以分 別根據(jù)位數(shù)與數(shù)字輸出信號(hào)的數(shù)據(jù)值相同(例如n位(n是大于等于2的整數(shù)。))的閾值
數(shù)據(jù)來(lái)指定閾值電壓，對(duì)所指定閾值電壓和模擬輸入信號(hào)的電壓值ViN進(jìn)行比較。在這
種情況下，作為一個(gè)例子，多個(gè)比較器14可以分別具有DAC32和比較電路34。 DAC32 根據(jù)所指定的閾值數(shù)據(jù)輸出將參照信號(hào)的電壓值和地之間以大致均等間隔分割為2n階 段的多個(gè)電壓中的某一個(gè)電壓。比較電路34對(duì)由采樣保持部12所保持的模擬輸入信號(hào)的 電壓值VjN和由DAC32所輸出的閾值電壓進(jìn)行比較。在本實(shí)施方式中，在生成模擬輸入 信號(hào)大于等于與閾值數(shù)據(jù)相應(yīng)的模擬閾值的比較結(jié)果的情況下，比較器14輸出邏輯L
(0)，在生成模擬輸入信號(hào)小于與閾值數(shù)據(jù)相應(yīng)的模擬閾值的比較結(jié)果的情況下，比較 器14輸出邏輯H (1)。
選擇部16將由多個(gè)比較器14分別輸出的多個(gè)比較結(jié)果提供給高位字段確定部18以 及低位字段計(jì)算部20。高位字段確定部18根據(jù)向多個(gè)比較器14提供不同閾值數(shù)據(jù)所得到 的多個(gè)比較結(jié)果，圈定(narrow down)與數(shù)字輸出信號(hào)中預(yù)先指定位數(shù)相當(dāng)?shù)母呶蛔?段相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)值。
低位字段計(jì)算部20使用多個(gè)比較器14計(jì)算與位于高位字段低位側(cè)的預(yù)先指定位數(shù) 相當(dāng)?shù)牡臀蛔侄蜗鄬?duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)值的多個(gè)候補(bǔ)值。作為一個(gè)例子，低位字段計(jì)算部20可以 分別使用分割多個(gè)比較器14的多個(gè)組來(lái)并行計(jì)算與低位字段相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)值的候補(bǔ)值。 低位字段確定部22根據(jù)多個(gè)候補(bǔ)值，確定與低位字段相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)值。
存儲(chǔ)部24存儲(chǔ)分別由高位字段確定部18以及低位字段確定部22所確定的數(shù)字輸出信號(hào)的高位字段以及低位字段的數(shù)據(jù)值。閾值控制部26根據(jù)對(duì)高位字段確定部18以及低 位字段計(jì)算部20的控制，分別向多個(gè)比較器14輸出應(yīng)指定的闞值數(shù)據(jù)。并且，閾值控制 部26輸出用于指定多個(gè)比較器14的比較時(shí)刻的選通信號(hào)、以及用于指定采樣保持部12的 模擬輸入信號(hào)的采樣時(shí)刻以及保持時(shí)刻的采樣保持信號(hào)。
以上結(jié)構(gòu)的AD轉(zhuǎn)換器10在一個(gè)采樣轉(zhuǎn)換周期內(nèi)進(jìn)行兩個(gè)階段的轉(zhuǎn)換處理。首先， 在第1階段中，AD轉(zhuǎn)換器10根據(jù)使用多個(gè)比較器14的多位轉(zhuǎn)換處理來(lái)確定與數(shù)字輸出信 號(hào)中預(yù)先指定的位數(shù)相當(dāng)?shù)母呶蛔侄蜗鄬?duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)值。接著，在第2階段中，AD轉(zhuǎn)換器 IO通過(guò)對(duì)與位于高位字段低位側(cè)的預(yù)先指定位數(shù)相當(dāng)?shù)牡臀蛔侄蜗鄬?duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)值并行 執(zhí)行多個(gè)逐次比較處理來(lái)計(jì)算出多個(gè)候補(bǔ)值，根據(jù)這些多個(gè)候補(bǔ)值來(lái)確定一個(gè)數(shù)據(jù)值。
此外，高位字段只要位于相對(duì)于低位字段位置的高位即可，沒(méi)有限定于分割數(shù)字輸 出信號(hào)的全部位中的高位側(cè)字段。同樣地，低位字段只要相對(duì)高位字段位于低位即可， 沒(méi)有限定于分割數(shù)字輸出信號(hào)的全部位中的低位側(cè)字段。
圖2示出與本實(shí)施方式有關(guān)的比較器14結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子。作為一個(gè)例子，比較器14 可以具有比較電路40、采樣開(kāi)關(guān)42、第l 第n電容器44-144-n、第l 第n輸入切換開(kāi)關(guān) 46-l~46-n、以及第l 第n位開(kāi)關(guān)48-l 48-n。此夕卜，n是閾值數(shù)據(jù)的位數(shù)(大于等于2的整 數(shù))。
比較電路40的負(fù)輸入端子連接在地線上。在施加到正輸入端子上的電壓大于等于施 加到負(fù)輸入端子上的電壓(地電位)的情況下，比較電路40輸出邏輯H (1),在正輸入 端子的施加電壓小于施加到負(fù)輸入端子上的電壓(地電位)的情況下，比較電路40輸出 邏輯L (0)。
在由采樣保持信號(hào)指定進(jìn)行采樣的情況下，采樣開(kāi)關(guān)42將比較電路40的正輸入端子 連接到地上，在由采樣保持信號(hào)指定進(jìn)行保持的情況下，開(kāi)放比較電路40的正輸入端子 和地之間的連接。
第l 第n電容器44-l 44-n依次與n位閾值數(shù)據(jù)的各位對(duì)應(yīng)。即第l電容器44-l與從低 位開(kāi)始第l位(最低位)對(duì)應(yīng)，第2電容器44-2與從低位開(kāi)始第2位對(duì)應(yīng)，第3電容器44-3與從低位開(kāi)始第3位對(duì)應(yīng)， ，而且第n電容器44-n與從低位開(kāi)始第n位(最高位)對(duì)應(yīng)。 第1電容器44-1的電容值設(shè)為規(guī)定值C，第2電容器44-2的電容值設(shè)為規(guī)定值C的2。倍(1 倍)即2、C，第3電容器44-3的電容值設(shè)為規(guī)定值C的2M咅即2、C，第4電容器44-4的電容 值設(shè)為規(guī)定值C的2^咅即22《， ，而且第n電容器44-n的電容值設(shè)為規(guī)定值C的2^倍即 2n、C。第l 第n電容器44-l 44-n—端連接到比較電路40的正輸入端子上。
第l 第n輸入切換開(kāi)關(guān)46-l 46-n分別與第l 第n電容器44-l 44-n對(duì)應(yīng)。在由采樣保 持信號(hào)指定進(jìn)行采樣的情況下，第l 第n輸入切換開(kāi)關(guān)46-l 46-n將模擬輸入信號(hào)VjN施加 到第l 第n電容器44-l 44-n中未連接到比較電路40正輸入端子上的一側(cè)端子(以下稱作 第l 第n電容器44-l 44-n的另一端)。在由采樣保持信號(hào)指定進(jìn)行保持的情況下，第1~ 第n輸入切換開(kāi)關(guān)46-l 46-n將參照信號(hào)VREF或者地電位施加到第l 第n電容器44-l 44-n 的另一端上。
第l 第n位開(kāi)關(guān)48-148-n依次與n位閥值數(shù)據(jù)的各位對(duì)應(yīng)。即第1位開(kāi)關(guān)48-1與從低 位開(kāi)始第l位(最低位)對(duì)應(yīng)，第2位開(kāi)關(guān)48-2與從低位開(kāi)始第2位對(duì)應(yīng)，第3位開(kāi)關(guān)48-3 與從低位開(kāi)始第3位對(duì)應(yīng)， ，而且第n位開(kāi)關(guān)48-n與從低位開(kāi)始第n位(最高位)對(duì)應(yīng)。 在閾值數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)的位是邏輯H (1)的情況下，第l 第n位開(kāi)關(guān)48-l 48-n分別將參照信 號(hào)VREF施加到相對(duì)應(yīng)的第l 第n電容器44-l 44-n的另一端上。在閾值數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)的位是 邏輯L (0)的情況下，第l 第n位開(kāi)關(guān)48-l 48-n分別將地電位施加到相對(duì)應(yīng)的第l 第n 電容器44-l 44-n的另一端上。
所述結(jié)構(gòu)的比較器14在采樣時(shí)，第l 第n電容器44-l 44-n的一端連接到地上，另一 端上施加模擬輸入信號(hào)的電壓值ViN。因而，在采樣時(shí)，第l 第n電容器44-l 44-n能夠采
樣模擬輸入信號(hào)的電壓值V!N。
另外，這種結(jié)構(gòu)的比較器14在保持時(shí)，開(kāi)放第l 第n電容器44-144-n的一端和地之 間的連接，且停止向另一端施加模擬輸入信號(hào)的電壓值V!N。因而，在保持時(shí)，第l 第n 電容器44-l 44-n對(duì)比較電路40的正輸入端子施加所保持模擬輸入信號(hào)的電壓V!N的反電
壓(一ViN)。除此之外，在保持時(shí)，在閾值數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)的位值是邏輯H (1)的情況下，第l 第n 電容器44-l 44-n分別向另一端施加電壓VREF，在閾值數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)的位值是邏輯L (0)的 情況下，向另一端施加地電位。因而在保持時(shí)，第l 第n電容器44-l 44-n能夠分別將下 述式(1)所示的電壓VxH施加到比較電路40的正輸入端子上。
VTH = — VIN+ {(VREF/ 21) x (Tn) + (V謂/ 22) x (U +...
+ (VBEF/ 2"1) x (T2) + (VBEF/ 2" x (TJ) …(1)
在式(1)中，Ti表示從閾值數(shù)據(jù)低位開(kāi)始第l位(最低位)的邏輯值，丁2表示從閾 值數(shù)據(jù)低位開(kāi)始第2位的邏輯值， ， Tn表示從閾值數(shù)據(jù)低位開(kāi)始第n位(最高位)的邏 輯值。
如果模擬輸入信號(hào)的電壓值ViN大于等于與閾值數(shù)據(jù)相應(yīng)的閾值電壓(式(1)中被
括號(hào){ }包圍的公式所表示的電壓)，則式(1)所示的電壓Vra大于等于地電位(OV)。
另外，如果模擬輸入信號(hào)的電壓值VjN小于與閾值數(shù)據(jù)相應(yīng)的閾值電壓，則電壓Vra小于
地電位(OV)。
而且，比較電路40輸出表示地電位和電壓VTH比較結(jié)果的邏輯值。即式(1)的電壓
ViH大于等于地電位的情況下輸出邏輯L (0)，在式(1)的電壓ViH小于地電位的情況 下輸出邏輯H (1)。
根據(jù)這種結(jié)構(gòu)的比較器14，能夠比較模擬輸入信號(hào)的電壓值V!N和與閾值數(shù)據(jù)相應(yīng)
的電壓值。并且，根據(jù)這種結(jié)構(gòu)的比較器14，還能夠具有采樣保持模擬輸入信號(hào)的電壓 值VjN的功能。據(jù)此，AD轉(zhuǎn)換器10也可以不具備采樣保持部12，結(jié)構(gòu)變得簡(jiǎn)單。
并且，這種結(jié)構(gòu)的比較器14在以與設(shè)置采樣保持部12的情況相同的電容值進(jìn)行采樣 的情況下，各個(gè)電容器14的電容值小，因此時(shí)間常數(shù)小，能夠縮短采樣時(shí)間。另外，根 據(jù)這種結(jié)構(gòu)的比較器14，在各個(gè)電容器44以與采樣保持部12相同的精度對(duì)模擬輸入信號(hào) 進(jìn)行采樣的情況下，使多個(gè)電容器44中所包括的噪聲平均化，因此能夠提高精度。
圖3示出根據(jù)與本實(shí)施方式有關(guān)的AD轉(zhuǎn)換器10所進(jìn)行的模數(shù)處理的各階段。首先， 在采樣階段(Sl)中，AD轉(zhuǎn)換器10對(duì)模擬輸入信號(hào)進(jìn)行采樣。采樣完成后，AD轉(zhuǎn)換器IO將所采樣的模擬輸入信號(hào)保持到高位字段確定階段(S2)以及低位字段確定階段(S3)
完成為止。
接著，在高位字段確定階段(S2)中，AD轉(zhuǎn)換器10通過(guò)至少進(jìn)行1次根據(jù)使用多個(gè) 比較器14的多位轉(zhuǎn)換處理的數(shù)據(jù)值確定過(guò)程(高位確定過(guò)程)來(lái)確定與數(shù)字輸出信號(hào)的 高位字段相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)值。接著，在低位字段確定階段(S3)中，AD轉(zhuǎn)換器10通過(guò)并 行執(zhí)行多個(gè)逐次比較處理來(lái)計(jì)算出與數(shù)字輸出信號(hào)的低位字段相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)值的多個(gè) 候補(bǔ)值，根據(jù)這些多個(gè)候補(bǔ)值來(lái)確定一個(gè)數(shù)據(jù)值。接著，在輸出階段(S4)中，AD轉(zhuǎn) 換器10輸出高位字段確定階段(S2)以及低位字段確定階段(S3)中所確定的數(shù)字輸出 信號(hào)的全字段的數(shù)據(jù)值。
AD轉(zhuǎn)換器10按每個(gè)轉(zhuǎn)換周期重復(fù)以上的S1 S4階段。據(jù)此，AD轉(zhuǎn)換器10能夠按每 個(gè)轉(zhuǎn)換周期輸出將模擬輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字值的數(shù)據(jù)值。此外，如果AD轉(zhuǎn)換器10能夠 在一個(gè)轉(zhuǎn)換周期內(nèi)進(jìn)行采樣階段(Sl)、高位字段確定階段(S2)以及低位字段確定階 段(S3),則也可以在該轉(zhuǎn)換周期后進(jìn)行輸出在該轉(zhuǎn)換周期內(nèi)所轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)值的輸出階段 (S4)。
圖4示出在高位字段確定階段(S2)中對(duì)多個(gè)比較器14執(zhí)行多位轉(zhuǎn)換處理、而在低 位字段確定階段(S3)中分別對(duì)多個(gè)比較器14執(zhí)行逐次比較處理的情況下，根據(jù)AD轉(zhuǎn) 換器10所進(jìn)行的轉(zhuǎn)換處理的一個(gè)例子。
此外，作為一個(gè)例子，圖4示出如下情況設(shè)為a〈tXc〈cKe《(a f是大于等于l的整 數(shù)。)，在高位字段確定階段(S2)中分別確定數(shù)字輸出信號(hào)中從高位開(kāi)始第a b位的數(shù) 據(jù)值(D[a:b])以及從高位開(kāi)始第c d位的數(shù)據(jù)值(D[c:d])，在低位字段確定階段(S3) 中確定數(shù)字輸出信號(hào)中從高位開(kāi)始第e f位的數(shù)據(jù)值(Davg[e:f])。另外，示出閾值數(shù)據(jù) 的位數(shù)是與數(shù)字輸出信號(hào)相同位數(shù)的情況。另外，在圖4中連接表示S11中閾值的刻度和 S12中的閾值的刻度之間的虛線表示是相同的閾值。在圖4中，S12和S3之間的虛線也一 樣。
高位字段確定部18在高位字段確定階段(S2)中，作為一個(gè)例子，可以通過(guò)進(jìn)行多次根據(jù)使用多個(gè)比較器14的多位轉(zhuǎn)換處理的數(shù)據(jù)值確定過(guò)程(高位確定過(guò)程)，確定與 數(shù)字輸出信號(hào)的高位字段相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)值。作為一個(gè)例子，如圖4所示，高位字段確定 部18可以由第1高位確定過(guò)程(S11)來(lái)確定第a b位數(shù)據(jù)值(D[a:b])，接著由第2高位確 定過(guò)程(S12)來(lái)確定第c d位數(shù)據(jù)值(D[c:d])。
在第l高位確定過(guò)程(S11)中，高位字段確定部18控制閾值控制部26，將與高位字 段對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)值不同閾值數(shù)據(jù)分別并行提供給多個(gè)比較器14。作為一個(gè)例子，高位字段 確定部18在第1高位確定過(guò)程(S11)中可以將第a b位數(shù)據(jù)值互為不同、其它位相同(例 如0)的閾值數(shù)據(jù)分別并行提供給多個(gè)比較器14。作為一個(gè)例子，高位字段確定部18可 以向多個(gè)比較器14分別并行提供不同闞值數(shù)據(jù)，使得從多個(gè)比較器14分別產(chǎn)生例如將大
于等于OV至小于等于+V咖的范圍2(b—a+1)階段大致均等分割為2(b—a+D個(gè)閾值電壓。
在第l高位確定過(guò)程(S11)中，收到閾值數(shù)據(jù)的多個(gè)比較器14分別比較模擬輸入信 號(hào)是否大于等于與所對(duì)應(yīng)閾值數(shù)據(jù)相應(yīng)的模擬值。高位字段確定部18根據(jù)多個(gè)比較器14 的比較結(jié)果，將高位字段的數(shù)據(jù)值圈定在生成模擬輸入信號(hào)大于等于與該閾值數(shù)據(jù)相應(yīng) 的模擬值的比較結(jié)果的最大闞值數(shù)據(jù)和生成模擬輸入信號(hào)小于與該閾值數(shù)據(jù)相應(yīng)的模 擬值的比較結(jié)果的最小閾值數(shù)據(jù)之間的數(shù)據(jù)值中。作為一個(gè)例子，高位字段確定部18可 以將數(shù)字輸出信號(hào)中的高位字段數(shù)據(jù)值確定為生成模擬輸入信號(hào)大于等于與該閾值數(shù) 據(jù)相應(yīng)的模擬值的比較結(jié)果的最大閾值數(shù)據(jù)中的高位字段值。在本例中，高位字段確定 部18可以將數(shù)字輸出信號(hào)中的第a b位的數(shù)據(jù)值確定為生成模擬輸入信號(hào)大于等于與該 閾值數(shù)據(jù)相應(yīng)的模擬值的比較結(jié)果的最大閾值數(shù)據(jù)的第a b位數(shù)據(jù)值。
接著，在第2高位確定過(guò)程(S12)中，高位字段確定部18控制閾值控制部26，將與 在該過(guò)程中應(yīng)該確定的高位字段相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)值互為不同、其它位相同的閾值數(shù)據(jù)分別 并行提供給多個(gè)比較器14。在這種情況下，高位字段確定部18提供到前一過(guò)程為止確定 數(shù)據(jù)值的字段值設(shè)定在該確定的數(shù)據(jù)值中的閾值數(shù)據(jù)。作為一個(gè)例子，高位字段確定部 18可以將第a b位設(shè)定為第l高位確定過(guò)程(S11)中確定的數(shù)據(jù)值、第c d位設(shè)定為不同 數(shù)據(jù)值、第e f位設(shè)定為相同的數(shù)據(jù)值(例如O)的閾值數(shù)據(jù)，分別并行提供給多個(gè)比較器14。
作為一個(gè)例子，高位字段確定部18可以分別向多個(gè)比較器14并行提供不同闞值數(shù) 據(jù)，使得發(fā)生將在前一過(guò)程中生成模擬輸入信號(hào)大于等于與該閾值數(shù)據(jù)相應(yīng)的模擬值的 比較結(jié)果的最大閾值數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)的閾值電壓以上、在前一過(guò)程中生成模擬輸入信號(hào)小于 該閾值數(shù)據(jù)相應(yīng)的模擬值的比較結(jié)果的最小閾值數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)的閾值電壓以下的范圍大
致均等地進(jìn)行2("+D分割的2(d—e+D個(gè)閾值電壓。
在第2高位確定過(guò)程(S12)中，收到閾值數(shù)據(jù)的多個(gè)比較器14分別比較模擬輸入信 號(hào)是否大于等于與所對(duì)應(yīng)的閾值數(shù)據(jù)相應(yīng)的模擬值。高位字段確定部18根據(jù)多個(gè)比較器 14的比較結(jié)果，將在該過(guò)程中應(yīng)該確定的高位字段的數(shù)據(jù)值圈定在生成模擬輸入信號(hào)大 于等于與該閾值數(shù)據(jù)相應(yīng)的模擬值的比較結(jié)果的最大閾值數(shù)據(jù)，和生成模擬輸入信號(hào)小 于與該閾值數(shù)據(jù)相應(yīng)的模擬值的比較結(jié)果的最小閾值數(shù)據(jù)之間的數(shù)據(jù)值中。作為一個(gè)例 子，高位字段確定部18可以將數(shù)字輸出信號(hào)中的高位字段的數(shù)據(jù)值確定為生成模擬輸入 信號(hào)大于等于與該閾值數(shù)據(jù)相應(yīng)的模擬值的比較結(jié)果的最大閾值數(shù)據(jù)中的高位字段值。
在本例中，高位字段確定部18可以將數(shù)字輸出信號(hào)中的第c d位的數(shù)據(jù)值確定為生成模 擬輸入信號(hào)大于等于與該閾值數(shù)據(jù)相應(yīng)的模擬值的比較結(jié)果的最大閾值數(shù)據(jù)的第c d位 的數(shù)據(jù)值。
如以上所述，高位字段確定部18在高位字段確定階段(S2)中，至少進(jìn)行l(wèi)次根據(jù) 多位轉(zhuǎn)換處理的數(shù)據(jù)值確定過(guò)程(高位確定過(guò)程)，將與高位字段相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)值確定 為一個(gè)值。
此外，在多位轉(zhuǎn)換處理中，高位字段確定部18例如可以以每個(gè)轉(zhuǎn)換周期變更所發(fā)生 的多個(gè)閾值數(shù)據(jù)和提供該多個(gè)閾值數(shù)據(jù)的多個(gè)比較器14之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。作為一個(gè)例 子，高位字段確定部18可以根據(jù)隨機(jī)數(shù)來(lái)變更多個(gè)閾值數(shù)據(jù)和多個(gè)比較器14之間的對(duì)應(yīng) 關(guān)系。據(jù)此，通過(guò)AD轉(zhuǎn)換器10使多個(gè)比較器14之間的精度散差被平均化，因此能夠降 低噪聲。
當(dāng)高位字段確定階段(S2)完成時(shí)，接著低位字段計(jì)算部20以及低位字段確定部22在低位字段確定階段(S3)中，通過(guò)對(duì)與數(shù)字輸出信號(hào)的低位字段相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)值并行 執(zhí)行多個(gè)逐次比較處理來(lái)計(jì)算出多個(gè)候補(bǔ)值，根據(jù)這些多個(gè)候補(bǔ)值來(lái)確定一個(gè)數(shù)據(jù)值。 在低位字段確定階段(S3)中，低位字段計(jì)算部20控制閾值控制部26，分別對(duì)將多 個(gè)比較器14以1個(gè)為組進(jìn)行分割的多個(gè)組，使用多個(gè)比較器14由逐次比較處理來(lái)計(jì)算出 與低位字段相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)值的多個(gè)候補(bǔ)值。即低位字段計(jì)算部20使多個(gè)比較器14分別進(jìn) 行與逐次比較處理相對(duì)應(yīng)的動(dòng)作，并行地計(jì)算出與低位字段相對(duì)應(yīng)的值。由此，低位字 段計(jì)算部20能夠得到由逐次比較處理計(jì)算的多個(gè)候補(bǔ)值。在本例中，低位字段計(jì)算部20 可以使多個(gè)比較器14分別進(jìn)行與逐次比較處理相對(duì)應(yīng)的動(dòng)作，計(jì)算出第e f位的多個(gè)候 補(bǔ)值。
而且，低位字段確定部22根據(jù)由低位字段計(jì)算部20計(jì)算的多個(gè)候補(bǔ)值，確定與低位 字段相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)值。作為一個(gè)例子，低位字段確定部22可以將多個(gè)候補(bǔ)值的平均值確 定為低位字段的數(shù)據(jù)值。此外，作為一個(gè)例子，低位字段確定部22可以將多個(gè)候補(bǔ)值中 與多個(gè)候補(bǔ)值平均值之差小于等于預(yù)先指定的最大誤差值的至少一個(gè)候補(bǔ)值的平均值 確定為低位字段的數(shù)據(jù)值。由此，根據(jù)低位字段確定部22,能夠進(jìn)行精度高的AD轉(zhuǎn)換。 另外，低位字段確定部22也可以將多個(gè)候補(bǔ)值平均值小數(shù)點(diǎn)以下的值確定為數(shù)字輸出信 號(hào)中比該低位字段更低位的數(shù)據(jù)值。
作為一個(gè)例子，低位字段計(jì)算部20可以使用比較器14如下地進(jìn)行逐次比較處理。
首先，低位字段計(jì)算部20將在高位字段確定階段(S2)中高位字段確定部18所確定 的數(shù)據(jù)值設(shè)定為高位字段的數(shù)據(jù)值，將O為低位字段數(shù)據(jù)值的候補(bǔ)值的初始值設(shè)定為闌 值數(shù)據(jù)。此外，除此之外，低位字段計(jì)算部20也可以將高位字段確定部18所確定的數(shù)據(jù) 值設(shè)為高位字段的數(shù)據(jù)值，將l設(shè)為低位字段數(shù)據(jù)值的候補(bǔ)值的初始值設(shè)定為閾值數(shù)據(jù)。
接著，低位字段計(jì)算部20對(duì)低位字段的最高位至最低位的各位，從最高位開(kāi)始順序 地將候補(bǔ)值中的該位設(shè)為1的閾值數(shù)據(jù)提供給該組的比較器14。即低位字段計(jì)算部20從 初始值狀態(tài)將低位字段中的最高位至最低位從最高位開(kāi)始順序地設(shè)為1的候補(bǔ)值作為閾 值數(shù)據(jù)分別并行提供給多個(gè)比較器14,使多個(gè)比較器14分別比較模擬輸入信號(hào)和與所提供閾值數(shù)據(jù)相應(yīng)的模擬值。
除此之外，在設(shè)定了以l為低位字段數(shù)據(jù)值的候補(bǔ)值的初始值的情況下，低位字段 計(jì)算部20可以對(duì)低位字段的最高位至最低位的各位，從最高位開(kāi)始順序地將候補(bǔ)值中的 該位設(shè)為0的閾值數(shù)據(jù)提供給該組的比較器14。即低位字段計(jì)算部20可以從初始值的狀 態(tài)將低位字段中的最高位到最低位從最高位開(kāi)始順序地設(shè)為O的候補(bǔ)值作為閾值數(shù)據(jù)分 別并行提供給多個(gè)比較器14，使多個(gè)比較器14分別比較模擬輸入信號(hào)和與所提供閾值數(shù) 據(jù)相應(yīng)的模擬值。
并且，低位字段計(jì)算部20對(duì)低位字段的最高位至最低位的各位，根據(jù)比較器14的比 較結(jié)果，在模擬輸入信號(hào)大于等于與閾值數(shù)據(jù)相應(yīng)的模擬閾值的情況下將候補(bǔ)值的該位 設(shè)為l，在小于模擬閾值的情況下將候補(bǔ)值的該位設(shè)為O，并更新候補(bǔ)值。即低位字段計(jì) 算部20對(duì)多個(gè)比較器14的每個(gè)，在從低位字段的最高位開(kāi)始順序地設(shè)為l的各時(shí)刻中， 在模擬輸入信號(hào)是與閾值數(shù)據(jù)相應(yīng)的模擬閾值的情況下，將在該時(shí)刻中設(shè)為l的候補(bǔ)值 的位更新為l，在模擬輸入信號(hào)小于與閾值數(shù)據(jù)相應(yīng)的模擬閾值的情況下，將在該時(shí)刻 中設(shè)為1的候補(bǔ)值的位更新為0。
除此之外，在設(shè)定了以l為低位字段數(shù)據(jù)值的候補(bǔ)值初始值的情況下，低位字段計(jì) 算部20在模擬輸入信號(hào)大于與閾值數(shù)據(jù)相應(yīng)的模擬閾值的情況下將候補(bǔ)值的該位設(shè)為 1，在小于等于模擬閾值的情況下將候補(bǔ)值的該位設(shè)為O，并更新候補(bǔ)值。即低位字段計(jì) 算部20可以對(duì)多個(gè)比較器14的每個(gè)，在從低位字段最高位開(kāi)始順序地設(shè)為O的各時(shí)刻中， 在模擬輸入信號(hào)大于與閾值數(shù)據(jù)相應(yīng)的模擬閾值的情況下將在該時(shí)刻中設(shè)為O的候補(bǔ)值 的位更新為l，在模擬輸入信號(hào)小于等于與閾值數(shù)據(jù)相應(yīng)的模擬閾值的情況下，將在該 時(shí)刻中設(shè)為O的候補(bǔ)值的位更新為O。
如以上所述，低位字段計(jì)算部20使候補(bǔ)值從初始值(全部位是O)狀態(tài)從高位開(kāi)始 順序地改變?yōu)閘,且根據(jù)比較結(jié)果依次更新候補(bǔ)值中設(shè)為l的位的值，因此能夠從高位開(kāi) 始對(duì)每l位逐次進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換。
接著，低位字段計(jì)算部20將候補(bǔ)值更新到低位字段最低位為止的結(jié)果所得到的候補(bǔ)值提供給低位字段確定部22。如以上所述，在低位字段確定階段(S3)中，低位字段計(jì) 算部20能夠通過(guò)并行的逐次比較處理來(lái)確定與低位字段相對(duì)應(yīng)的多個(gè)候補(bǔ)值。
此外，作為一個(gè)例子，低位字段計(jì)算部20也可以在時(shí)間方向上進(jìn)一步多次進(jìn)行并行 的逐次比較處理。即低位字段計(jì)算部20也可以進(jìn)行m次(m是大于等于l的整數(shù)。)通過(guò) 逐次比較處理來(lái)計(jì)算出多個(gè)候補(bǔ)值的處理。而且，低位字段確定部22可以根據(jù)由低位字 段計(jì)算部20計(jì)算出的多個(gè)候補(bǔ)值，確定與低位字段相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)值。作為一個(gè)例子，低 位字段確定部22可以將多個(gè)候補(bǔ)值的平均值確定為低位字段的數(shù)據(jù)值。
圖5示出低位字段確定階段(S3)中的變形例。在低位字段確定階段(S3)中，低 位字段計(jì)算部20可以替代圖4所示的處理，對(duì)如圖5所示將多個(gè)比較器14以2個(gè)以上為1組 進(jìn)行分割的多個(gè)組分別執(zhí)行組合多位轉(zhuǎn)換以及逐次比較處理的處理。例如，低位字段計(jì) 算部20可以將16個(gè)比較器14以2個(gè)為1組進(jìn)行分割，對(duì)包括4個(gè)比較器14的每組執(zhí)行組合 多位轉(zhuǎn)換以及逐次比較處理的處理。
即低位字段計(jì)算部20如下地進(jìn)行多位轉(zhuǎn)換以及逐次比較處理。
低位字段計(jì)算部20分別對(duì)多個(gè)組將與低位字段相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)值不同閾值數(shù)據(jù)分別 并行提供給多個(gè)比較器14。提供閾值數(shù)據(jù)的各組內(nèi)的多個(gè)比較器14分別比較模擬輸入信
號(hào)是否大于等于與所對(duì)應(yīng)閾值數(shù)據(jù)相應(yīng)的模擬值。
低位字段計(jì)算部20根據(jù)各組的多個(gè)比較器14的各個(gè)比較結(jié)果，分別對(duì)各組至少執(zhí)行
l次低位確定過(guò)程，該低位確定過(guò)程是將低位字段數(shù)據(jù)值的候補(bǔ)值圈定在生成模擬輸入 信號(hào)大于等于與該閾值數(shù)據(jù)相應(yīng)的模擬值的比較結(jié)果的最大閾值數(shù)據(jù)，和生成模擬輸入
信號(hào)小于與該閾值數(shù)據(jù)相應(yīng)的模擬值的比較結(jié)果的最小閾值數(shù)據(jù)之間的數(shù)據(jù)值中。例
如，低位字段計(jì)算部20可以通過(guò)重復(fù)2次低位確定過(guò)程來(lái)生成4位的候補(bǔ)值，該低位確定
過(guò)程是使用4個(gè)比較器14將模擬輸入信號(hào)圈定在2位值中。
通過(guò)進(jìn)行這種處理，低位字段計(jì)算部20能夠?qū)⒍鄠€(gè)比較器14以2個(gè)以上為1組進(jìn)行 分割的多個(gè)組，計(jì)算出多個(gè)與低位字段相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)值的候補(bǔ)值。
另外，低位字段計(jì)算部20可以代替圖4所示的處理，例如通過(guò)連續(xù)多次執(zhí)行與高位字段確定階段中所進(jìn)行的處理相同的使用全部多個(gè)比較器14的多位轉(zhuǎn)換處理，來(lái)取得多 個(gè)候補(bǔ)值。即低位字段計(jì)算部20可以在時(shí)間方向上進(jìn)行多次低位確定過(guò)程來(lái)生成多個(gè)候 補(bǔ)值，該低位確定過(guò)程是根據(jù)向多個(gè)比較器14提供不同閾值數(shù)據(jù)所得到的多個(gè)比較結(jié)果
來(lái)計(jì)算出一個(gè)候補(bǔ)值的。
并且，低位字段計(jì)算部20可以分別對(duì)多個(gè)候補(bǔ)值，根據(jù)向多個(gè)比較器14提供不同閾 值數(shù)據(jù)所得到的多個(gè)比較結(jié)果，至少進(jìn)行l(wèi)次圈定與低位字段相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)值的低位確 定過(guò)程，將候補(bǔ)值的低位字段的數(shù)據(jù)值確定為一個(gè)值。作為一個(gè)例子，低位字段計(jì)算部 20將低位字段內(nèi)的位字段進(jìn)一步分為高位和低位，對(duì)高位以及低位分別進(jìn)行使用全部多 個(gè)比較器14的多位轉(zhuǎn)換處理。而且，低位字段計(jì)算部20可以在時(shí)間方向上進(jìn)行多次該處 理，計(jì)算出多個(gè)候補(bǔ)值。
圖6 圖9，表示通過(guò)在高位字段確定階段(S2)中進(jìn)行2次的高位確定過(guò)程(4位的多位 轉(zhuǎn)換處理的轉(zhuǎn)換)，在低位字段確定階段(S3)中，進(jìn)行由2位的逐次比較處理的多個(gè)轉(zhuǎn)換， 輸出合計(jì)10位的數(shù)字輸出信號(hào)時(shí)的轉(zhuǎn)換處理的一個(gè)例子。另外，在本例中，AD轉(zhuǎn)換器 10，具有包括DAC32及比較電路34的16個(gè)比較器14。
圖6表示在高位字段確定階段(第1高位確定過(guò)程)中，通過(guò)多位轉(zhuǎn)換處理轉(zhuǎn)換了從高 位第1位到高位第4位的4位的一個(gè)例子。在高位字段確定階段的第l高位確定過(guò)程中，高 位字段確定部18，分別向?qū)?yīng)的DAC32供給將高位第1位到高位第4位設(shè)定成從0000到 llll的各值、將高位第5位到高位第10位設(shè)定成0的16個(gè)閾值數(shù)據(jù)。這樣，高位字段確定 部18，能夠讓16個(gè)DAC32發(fā)生將從0V到VREF之間分割成16個(gè)階段的各階段的閾值電壓。
16個(gè)比較電路34，比較閾值電壓和模擬輸入信號(hào)的電壓值ViN，分別輸出比較結(jié)果。 根據(jù)該結(jié)果，選擇部16個(gè)比較電路34，當(dāng)模擬輸入信號(hào)的電壓值ViN大于等于閾值電壓 時(shí)，輸出L邏輯(O)，當(dāng)模擬輸入信號(hào)的電壓值VjN達(dá)不到閾值電壓時(shí)，輸出H邏輯(l)。高 位字段確定部18，將產(chǎn)生了從在模擬輸入信號(hào)大于等于對(duì)應(yīng)閾值數(shù)據(jù)的模擬值的比較結(jié) 果(L邏輯(O))的最大的閾值數(shù)據(jù)中的高位第1位至高位第4位的數(shù)據(jù)值確定為輸出值的 高位第1位至高位第4位的數(shù)據(jù)值。在為本例中，高位字段確定部18，確定1101為從高位第1位至高位第4位的數(shù)據(jù)值。
圖7表示在高位字段確定階段(第2高位確定過(guò)程)中，通過(guò)多位轉(zhuǎn)換處理轉(zhuǎn)換了從高 位第5位到高位第8位的4位的一個(gè)例子。在高位字段確定階段的第2高位確定過(guò)程中，高 位字段確定部18，分別將高位第1位到高位第4位設(shè)定成在前過(guò)程中確定的數(shù)據(jù)值(本例 中為IIOI)，高位第5位到高位第8位設(shè)定成從0000到1111的各值，從高位第9位到高位第 10位設(shè)定成0的16個(gè)閾值數(shù)據(jù)，供給對(duì)應(yīng)的DAC32。
這樣，高位字段確定部18，能夠使16個(gè)DAC32產(chǎn)生分割為16階段的各階段的閾值電 壓，該16階段的閾值電壓，是將在前過(guò)程中生成的模擬輸入信號(hào)大于等于閾值數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng) 的模擬值的比較結(jié)果的最大的閾值數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的閾值電壓，和在前過(guò)程中生成的模擬輸入 信號(hào)不足于閾值數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的模擬值的比較結(jié)果的最小的閾值數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的閾值電壓之間， 分割成了16個(gè)階段的閾值電壓。
16個(gè)比較電路34，比較閾值電壓和模擬輸入信號(hào)的電壓值ViN,各自輸出比較結(jié)果。 高位字段確定部18，將產(chǎn)生了在模擬輸入信號(hào)大于等于閾值數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的模擬值的比較結(jié) 果(L邏輯(0))最大的閾值數(shù)據(jù)中的從高位第5位至高位第8位的數(shù)據(jù)值確定為輸出值的高 位第5位至高位第8位的數(shù)據(jù)值。在本例中，高位字段確定部18，確定0001為從高位第5 位至高位第8位的數(shù)據(jù)值。
圖8表示在低位字段確定階段中將高位第9位的1位進(jìn)行多次并行逐次比較處理后轉(zhuǎn) 換的一個(gè)例子。在低位字段確定階段中，低位字段計(jì)算部20分別將從高位第1位到高位 第8位，設(shè)定為在高位字段確定階段中確定的數(shù)據(jù)值(本例中11010001)，高位第9位被設(shè) 定為l，高位第10位被設(shè)定為0的閾值數(shù)據(jù)，供給16個(gè)DAC32。
這樣，低位字段計(jì)算部20能分別使16個(gè)DAC32發(fā)生臨界電壓，該臨界電壓，是將在 高位字段確定階段中生成了模擬輸入信號(hào)是大于等于閾值數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的模擬值的比較結(jié) 果的最大的閾值數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的閾值電壓，和在高位字段確定階段中產(chǎn)生了模擬輸入信號(hào)不 足閾值數(shù)據(jù)應(yīng)對(duì)的模擬值的比較結(jié)果的最低的閾值數(shù)據(jù)所對(duì)應(yīng)的閾值電壓之間進(jìn)行2分 割時(shí)的臨界電壓。16個(gè)比較電路34，比較閾值電壓和模擬輸入信號(hào)的電壓值VjN，各自輸出比較結(jié)果 (即，第9位的候選值)。在這里，16個(gè)比較電路34，理想的應(yīng)該是輸出同樣的比較結(jié)果, 不過(guò)，因?yàn)樵谵D(zhuǎn)換中包含噪聲所以比較結(jié)果上產(chǎn)生了散差。在本例中，16個(gè)比較電路34 里面的14個(gè)，輸出模擬輸入信號(hào)大于等于閾值數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的模擬值的比較結(jié)果(L邏輯(O))， 16個(gè)比較電路34其中2個(gè)，輸出模擬輸入信號(hào)低于閾值數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的模擬值的比較結(jié)果(H 邏輯(l))。
低位字段確定部22，將從16個(gè)比較電路34輸出的比較結(jié)果(即，第9位的候選衝相加。 在本例中，低位字段確定部22，因?yàn)槭菍?4個(gè)L邏輯(0)與2個(gè)H邏輯(1)加在一起，所以作 為相加結(jié)果能夠得到OOIO。
圖9，表示在低位字段確定階段中，將高位第10位(最低有效位)的1位進(jìn)行多個(gè)并行 逐次比較處理后轉(zhuǎn)換的一個(gè)例子。在低位字段確定階段中，低位字段計(jì)算部20，分別向 16個(gè)DAC32供給高位第1位到高位第8位，設(shè)定為在高位字段確定階段中確定的數(shù)據(jù)值 (本例中11010001),通過(guò)高位第9位對(duì)應(yīng)的比較電路34設(shè)定比較結(jié)果，高位第10位設(shè)定成 l的閾值數(shù)據(jù)。
因此，低位字段計(jì)算部20，能夠分別使16個(gè)DAC32在高位字段確定階段中生成模擬 輸入信號(hào)是大于等于閾值數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的模擬值的比較結(jié)果的最大的閾值數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的閾值 電壓和，在高位字段確定階段中產(chǎn)生了模擬輸入信號(hào)不足閾值數(shù)據(jù)應(yīng)對(duì)的模擬值的比較 結(jié)果的最低的閾值數(shù)據(jù)所對(duì)應(yīng)的閾值電壓之間，進(jìn)行4分割時(shí)的，1/4或3/4位置的臨界電 壓。低位字段計(jì)算部20，能夠使相對(duì)于高位第9位的比較結(jié)果為H邏輯(1)的DAC32，發(fā) 生3/4位置的臨界電壓，使相對(duì)于高位第9位的比較結(jié)果為L(zhǎng)邏輯(0)的DAC32發(fā)生l/4位置 的臨界電壓。
16個(gè)比較電路34，比較閾值電壓和模擬輸入信號(hào)的電壓值ViN,各自輸出比較結(jié)果 (即，第10位的候選值)。在本例中，16個(gè)比較電路34的其中3個(gè)，輸出模擬輸入信號(hào)大于 等于閾值數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的模擬值的比較結(jié)果(L邏輯(O))， 16個(gè)比較電路34的其中13個(gè)，輸出 是模擬輸入信號(hào)不足閾值數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的模擬值的比較結(jié)果(H邏斷l(xiāng)))。低位字段確定部22,將被16個(gè)比較電路34輸出的比較結(jié)果(即，第10位的候選值)相 加。在從本例中，低位字段確定部22，因?yàn)閷?個(gè)L邏輯(0)和13個(gè)H邏輯(1)加在一起，因 此，作為相加結(jié)果而得到1101。
并且，低位字段確定部22，將第9位的比較結(jié)果的相加值做1位大小的左移后的值(2 倍的值)和第10位的比較結(jié)果的相加值進(jìn)行合計(jì)，并將合計(jì)后的結(jié)果用比較電路34的個(gè) 數(shù)(16)平均。g卩，低位字段確定部22，算出低位字段(低位數(shù)2位)的多個(gè)候選值的平均值。 并且，低位字段確定部22，作為低位字段的數(shù)據(jù)值求出平均值。在本例中，高位字段確 定部18，確定01作為從高位第9位到高位第10位的數(shù)據(jù)值。
以上的處理的結(jié)果，AD轉(zhuǎn)換器10能夠輸出10位的輸出值(本例中1101000101)。另夕卜， 低位字段確定部22，作為一個(gè)例子，作為低位字段的數(shù)據(jù)值可以確定將四舍五入或舍去 多個(gè)候選值的平均值的小數(shù)點(diǎn)以下的值后的數(shù)值。替換該方法，低位字段確定部22,還 可以確定多個(gè)候選值的平均值的小數(shù)點(diǎn)以下的值，作為位于數(shù)字輸出信號(hào)中的相應(yīng)的低 位字段的低位的數(shù)據(jù)值。
圖10，表示本實(shí)施方式的變形例涉及的AD轉(zhuǎn)換器10構(gòu)迤。
因?yàn)樽冃卫婕暗腁D轉(zhuǎn)換器IO，與對(duì)圖1所示的本實(shí)施方式涉及的AD轉(zhuǎn)換器10大 體上采用同樣的構(gòu)造及功能，因此，與圖l所示的部件大體上相同的部件，在圖10中賦 予同樣的符號(hào)，并省略其相關(guān)說(shuō)明。
變形例涉及的AD轉(zhuǎn)換器IO，還具有參考信號(hào)發(fā)生部60和符號(hào)確定部62。參考信號(hào) 發(fā)生部60，發(fā)生向比較器14內(nèi)的DAC32供給的參考信號(hào)。參考信號(hào)發(fā)生部60，作為一個(gè)
例子，可以發(fā)生正參考信號(hào)(VREF)和負(fù)參考信號(hào)(一VREF)。
符號(hào)確定部62，在確定高位字段及低位字段的數(shù)據(jù)值之前，對(duì)多個(gè)比較器14中的至 少1個(gè)提供指定模擬閾值0的閾值數(shù)據(jù)，來(lái)確定模擬輸入信號(hào)的符號(hào)。作為一個(gè)例子，符 號(hào)確定部62，可以通過(guò)多個(gè)并行執(zhí)行逐次比較處理，算出多個(gè)候選值，按照這些多個(gè)候 選值，確定模擬輸入信號(hào)的符號(hào)。更具體地說(shuō)，符號(hào)確定部62，可以控制閾值控制部26， 向多個(gè)比較器14供給與接地電位對(duì)應(yīng)的閾值數(shù)據(jù)，取得多個(gè)比較結(jié)果。并且，符號(hào)確定部62，可以按照多個(gè)比較結(jié)果，確定模擬輸入信號(hào)的符號(hào)。作為一個(gè)例子，低位字段確 定部22，可以平均比較結(jié)果后確定符號(hào)。這樣，根據(jù)變形例涉及的AD轉(zhuǎn)換器IO，能精 密度很好地確定符號(hào)。
并且，作為一個(gè)例子，符號(hào)確定部62，可以在所確定的符號(hào)是加的情況，在確定高
位字段及低位字段的數(shù)據(jù)值的時(shí)候，使參考信號(hào)發(fā)生部60發(fā)生正的參考信號(hào)(VREF)，所
確定的符號(hào)是負(fù)的時(shí)候，在確定高位字段及低位字段的數(shù)據(jù)值的過(guò)程中，使參考信號(hào)發(fā)
生部60發(fā)生負(fù)的參考信號(hào)(一VREF)。
其次，作為一個(gè)例子，符號(hào)確定部62,還可以在從參考信號(hào)發(fā)生部60發(fā)生正的基準(zhǔn)
電壓(VRE!O以及負(fù)的基準(zhǔn)電壓(一VREF)時(shí)，通過(guò)與表示符號(hào)的位連續(xù)逐次比較包含去除了
表示符號(hào)的位的最高位的字段，來(lái)求出數(shù)據(jù)值。這樣，根據(jù)變形例涉及的AD轉(zhuǎn)換器IO， 能高效率地進(jìn)行轉(zhuǎn)換處理。
另外，本實(shí)施方式的變形例涉及的AD轉(zhuǎn)換器IO，還可以具有用于設(shè)定高位字段的 位數(shù)及低位字段的位數(shù)的位數(shù)設(shè)定部。作為一個(gè)例子，位數(shù)設(shè)定部，可以測(cè)量多個(gè)比較 器14的誤差，設(shè)定與測(cè)出的誤差對(duì)應(yīng)的位數(shù)。即，位數(shù)設(shè)定部，在多個(gè)比較器14具有的 誤差更大的情況下，可以依照高位字段的位數(shù)變得更少，低位字段的位數(shù)變多的參數(shù)， 變更位數(shù)。通過(guò)這樣的AD轉(zhuǎn)換器IO，能在多個(gè)比較器14具有的誤差小的時(shí)候，更高速 執(zhí)行轉(zhuǎn)換處理，同時(shí)，能在多個(gè)比較器14具有的誤差大的時(shí)候，執(zhí)行更準(zhǔn)確的轉(zhuǎn)換處理。
同時(shí)，作為一個(gè)例子，位數(shù)設(shè)定部，還可以根據(jù)從外部賦予的值來(lái)設(shè)定位數(shù)。另外， 位數(shù)設(shè)定部還可以在出廠等時(shí)候，按照預(yù)先被存入存儲(chǔ)器等的值設(shè)定位數(shù)。
并且，作為一個(gè)例子，位數(shù)設(shè)定部在已經(jīng)被輸出了采樣的數(shù)字輸出信號(hào)的低位字段 確定階段中，根據(jù)從多個(gè)比較器14輸出的多個(gè)候選值算出多個(gè)比較器14具有的誤差。并 且，位數(shù)設(shè)定部可以按照計(jì)算出的誤差，修改高位字段的位數(shù)及低位字段的位數(shù)。
例如，位數(shù)設(shè)定部，首先，將高位字段的位數(shù)及低位字段的位數(shù)設(shè)定成預(yù)設(shè)的初始 值。然后，位數(shù)設(shè)定部，以后，可以順次修改高位字段的位數(shù)及低位字段的位數(shù)，以便 多個(gè)比較器14具有的誤差更接近于預(yù)設(shè)的值。圖ll，表示變形例涉及的AD轉(zhuǎn)換器10的高位字段確定部18以及低位字段計(jì)算部20 的超范圍比較處理的一個(gè)例子。高位字段確定部18，可以在第2次以后的高位確定過(guò)程 中，進(jìn)行超范圍比較處理。同時(shí)，低位字段計(jì)算部20也同樣，可以進(jìn)行超范圍比較處理。
如果進(jìn)行超范圍比較處理，則高位字段確定部18及低位字段計(jì)算部20，將供給多個(gè) 比較器14的多個(gè)閾值數(shù)據(jù)的最大值，設(shè)定成比上限臨界值還大，將供給多個(gè)比較器14的 多個(gè)閾值數(shù)據(jù)的最小值設(shè)定成比下限臨界值還小。
在這里，上限臨界值是為了計(jì)算出數(shù)據(jù)值或者候選值，將比字段(目標(biāo)字段)還高位 的字段設(shè)定成已經(jīng)被求出的數(shù)據(jù)值，目標(biāo)字段以下的字段的值被設(shè)定為最大值的數(shù)字輸 出數(shù)據(jù)。即，上限臨界值，是到前一個(gè)過(guò)程為止被設(shè)定為所圈定的數(shù)據(jù)值(又候選值)的 范圍內(nèi)的最大值的數(shù)字輸出數(shù)據(jù)。同時(shí)，下限臨界值是比目標(biāo)字段還高位的字段被設(shè)成 已經(jīng)被求出的數(shù)據(jù)值，目標(biāo)字段以下的字段的值被設(shè)定成最小值的數(shù)字輸出數(shù)據(jù)。艮P, 下限臨界值，是被設(shè)定成到前一過(guò)程為止，被圈定的數(shù)據(jù)值(或候選值)的范圍內(nèi)的最小 值的數(shù)字輸出數(shù)據(jù)。
例如，如圖11所示，如果是根據(jù)超范圍比較處理算出6位里面的低位數(shù)2位，且，高 位4位被確定為0111，那么，上限臨界值成為Olllll，下限臨界值成為OlllOO。并且，高 位字段確定部18及低位字段計(jì)算部20，可以將提供給多個(gè)比較器14的多個(gè)閾值數(shù)據(jù)的最 大值作為比上限臨界值(011111)還大的值(本例為100001)，將多個(gè)閾值數(shù)據(jù)的最小值作為 比下限臨界值(011100)還小的值(本例為011010)。
多個(gè)比較器14，比較這樣的多個(gè)閾值數(shù)據(jù)所對(duì)應(yīng)的模擬值和模擬輸入信號(hào)。并且， 高位字段確定部18及低位字段計(jì)算部20，在比較結(jié)果為模擬輸入信號(hào)是大于等于比上限 臨界值還大的閾值數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的模擬值時(shí)，按照該比較結(jié)果，在求出目標(biāo)字段的數(shù)據(jù)值或 候選值的同時(shí)，修正比該目標(biāo)字段還高位的已經(jīng)被確定的數(shù)據(jù)值。同樣，高位字段確定 部18及低位字段計(jì)算部20，在比較結(jié)果是模擬輸入信號(hào)是小于比下限臨界值小的閾值數(shù) 據(jù)對(duì)應(yīng)的模擬值B寸，按照該比較結(jié)果，計(jì)算出目標(biāo)字段的數(shù)據(jù)值或候選值的同時(shí)，修正 比該目標(biāo)字段還高位的已經(jīng)被確定的數(shù)據(jù)值。例如，即使確定6位中的高位4位是0111，當(dāng)比較結(jié)果顯示模擬輸入信號(hào)大于等于比 上限臨界值還大的閾值數(shù)據(jù)(例如100000)對(duì)應(yīng)的模擬值時(shí)，作為比較結(jié)果，高位字段確 定部18及低位字段計(jì)算部20,在確定目標(biāo)字段的低位數(shù)2位的數(shù)據(jù)值(例如00)的同時(shí)，將 己經(jīng)求出的高位4位的數(shù)據(jù)值修正成新值(例如1000)。
如上所述，高位字段確定部18及低位字段計(jì)算部20，通過(guò)進(jìn)行超范圍比較處理，能 夠修正在高位字段中產(chǎn)生的錯(cuò)誤，從而得以輸出精密度更好的數(shù)字輸出信號(hào)。另外，高 位字段確定部18及低位字段計(jì)算部20，可以將供給多個(gè)比較器14的多個(gè)閾值數(shù)據(jù)的最大 值，加大為比上限臨界值還大，而不將多個(gè)閾值數(shù)據(jù)的最小值縮小為比下限臨界值還小。 同時(shí)，高位字段確定部18及低位字段計(jì)算部20，可以不將供給多個(gè)比較器14的多個(gè)閾值 數(shù)據(jù)的最大值設(shè)定成比上限臨界值還大，而將多個(gè)閾值數(shù)據(jù)的最小值縮小到比下限臨界 值還小。
圖12，是本實(shí)施方式涉及的計(jì)算機(jī)1900硬件結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子。本實(shí)施方式涉及的計(jì) 算機(jī)1900具有通過(guò)主控制器2082被相互連接的中央處理裝置2000、 RAM (直接存取存儲(chǔ) 器)2020、圖形控制器2075和顯示設(shè)備2080的中央處理裝置外設(shè)部；和被輸入輸出控制 器2084連接到主控制器2082上的具有通信接口2030、硬磁盤(pán)機(jī)2040和CD-ROM驅(qū)動(dòng)器 2060的輸入輸出部；和被輸入輸出控制器2084連接的具有ROM2010、軟盤(pán)驅(qū)動(dòng)器2050 和I/O芯片2070的傳統(tǒng)輸入輸出部。
主控制器2082連接RAM2020和以高傳輸速率訪問(wèn)RAM2020的中央處理裝置2000及 圖形控制器2075。中央處理裝置2000依照ROM2010及RAM2020存儲(chǔ)的程序工作，進(jìn)行 各部的控制。圖形控制器2075取得中央處理裝置2000等在RAM2020里面設(shè)置了的幀緩沖 器上生成的圖像數(shù)據(jù)，在顯示設(shè)備2080上顯示。替換這種方法，可以在圖形控制器2075 的內(nèi)部包含用于存儲(chǔ)中央處理裝置2000等發(fā)生的圖像數(shù)據(jù)的幀緩沖器。
輸入輸出控制器2084連接主控制器2082和作為比較快速的輸入輸出裝置的通信接 口2030、硬磁盤(pán)機(jī)2040、 CD-ROM驅(qū)動(dòng)器2060。通信接口2030，借助網(wǎng)絡(luò)與其他的設(shè)備 通信。硬磁盤(pán)機(jī)2040存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)1900內(nèi)的中央處理裝置2000使用的程序及數(shù)據(jù)。CD-ROM驅(qū)動(dòng)器2060從光盤(pán)2095讀出程序或數(shù)據(jù)，借助RAM2020提供給硬磁盤(pán)機(jī)2040。
另外，輸入輸出控制器2084，連接ROM2010、軟盤(pán)機(jī)2050和I/O芯片2070比較低速 的輸入輸出裝置。ROM2010,存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)1900起動(dòng)的時(shí)候執(zhí)行的開(kāi)機(jī)程序，或依存于計(jì) 算機(jī)l卯O硬件的程序等。軟盤(pán)驅(qū)動(dòng)器2050從軟盤(pán)2090讀出程序或數(shù)據(jù)，借助RAM2020 提供給硬磁盤(pán)機(jī)2040。 1/0芯片2070，例如借助軟盤(pán)驅(qū)動(dòng)器2050，并行口、串行口、鍵 盤(pán)口、鼠標(biāo)口等連接各種輸入輸出裝置。
借助RAM2020提供給硬磁盤(pán)機(jī)2040的程序，保存在軟盤(pán)2090、光盤(pán)2095、或集成電 路卡等的記錄介質(zhì)上，由使用者提供。從記錄介質(zhì)讀出程序借助RAM2020被安裝到計(jì)算 機(jī)1900里面的硬磁盤(pán)機(jī)2040上，在中央處理裝置2000中被執(zhí)行。
被安裝到計(jì)算機(jī)1卯0，使計(jì)算機(jī)1900具有作為AD轉(zhuǎn)換器10控制裝置功能的程序包 括高位字段確定模塊、低位字段計(jì)算模塊、低位字段確定模塊和存儲(chǔ)模塊。這些程序 或模塊，驅(qū)動(dòng)CPU2000等，使計(jì)算機(jī)1900分別具有作為高位字段確定部18，低位字段計(jì) 算部20，低位字段確定部22及存儲(chǔ)部24的功能。
以上所示的程序或模塊，可以存儲(chǔ)在外部的存儲(chǔ)介質(zhì)內(nèi)。作為存儲(chǔ)介質(zhì)，除了軟盤(pán) 2090,光盤(pán)2095以外，還能使用DVD和CD等的光學(xué)記錄介質(zhì)、MO等的光磁性記錄介質(zhì)、 磁帶介質(zhì)、集成電路卡等的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器等。另外，被專用通信網(wǎng)絡(luò)和互聯(lián)網(wǎng)連接的服 務(wù)器系統(tǒng)上設(shè)置的硬磁盤(pán)或作為記錄介質(zhì)使用的RAM等的存儲(chǔ)器，也可以借助網(wǎng)絡(luò)向計(jì) 算機(jī)1卯0提供程序。
以上用實(shí)施例說(shuō)明了本發(fā)明。不過(guò)，本發(fā)明的技術(shù)的范圍不局限于上述實(shí)施例記載 的范圍。本領(lǐng)域人員明白，對(duì)上述實(shí)施例能夠?qū)嵤┒喾N多樣的變形和改善。根據(jù)權(quán)利要 求范圍的記載可以明確，這樣的變形和改善的實(shí)施形態(tài)也包含在本發(fā)明的技術(shù)范圍中。
從上述敘述可知，根據(jù)本實(shí)施方式，能夠?qū)崿F(xiàn)電路規(guī)模小、且可進(jìn)行高速工作的、 精密度好的AD轉(zhuǎn)換的AD轉(zhuǎn)換器、AD轉(zhuǎn)換方法、AD轉(zhuǎn)換程序及控制裝置。
權(quán)利要求
1.一種AD轉(zhuǎn)換器，輸出將模擬輸入信號(hào)數(shù)字化的數(shù)字輸出信號(hào)，其特征在于，該AD轉(zhuǎn)換器具備多個(gè)比較器，其分別比較前述模擬輸入信號(hào)和與所指定數(shù)字閾值數(shù)據(jù)相應(yīng)的模擬閾值；高位字段確定部，其根據(jù)向前述多個(gè)比較器提供不同閾值數(shù)據(jù)所得到的多個(gè)比較結(jié)果，圈定前述數(shù)字輸出信號(hào)中與高位字段相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)值；低位字段計(jì)算部，其使用前述多個(gè)比較器來(lái)計(jì)算與位于前述高位字段低位側(cè)的低位字段相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)值的多個(gè)候補(bǔ)值；低位字段確定部，其根據(jù)前述多個(gè)候補(bǔ)值來(lái)確定與前述低位字段相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)值。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的AD轉(zhuǎn)換器，其特征在于，前述低位字段計(jì)算部分別 使用將前述多個(gè)比較器進(jìn)行分割的多個(gè)組來(lái)并行計(jì)算與前述低位字段相對(duì)應(yīng)的數(shù) 據(jù)值的候補(bǔ)值。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的AD轉(zhuǎn)換器，其特征在于，前述高位字段確定部，將 與前述高位字段相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)值相互不同的閾值數(shù)據(jù)分別并行提供給前述多個(gè)比 較器，通過(guò)對(duì)生成了前述模擬輸入信號(hào)大于等于與該閾值數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的模擬值的比較 結(jié)果的最大前述閾值數(shù)據(jù)，和生成了前述模擬輸入信號(hào)小于與相應(yīng)的閾值數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng) 的模擬值的比較結(jié)果的最小前述閾值數(shù)據(jù)之間的數(shù)據(jù)值至少進(jìn)行l(wèi)次圈定前述高位 字段的數(shù)據(jù)值的高位確定過(guò)程，將前述高位字段的數(shù)據(jù)值確定為一個(gè)值。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的AD轉(zhuǎn)換器，其特征在于，前述低位字段計(jì)算部對(duì)將 前述多個(gè)比較器以l個(gè)為l組進(jìn)行分割的多個(gè)組分別設(shè)定前述候補(bǔ)值的初始值，其中 將前述高位字段確定部所確定的數(shù)據(jù)值設(shè)為前述高位字段的數(shù)據(jù)值，將0設(shè)為前述低位字段的數(shù)據(jù)值；對(duì)前述低位字段的最高位到最低位的各位，從最高位開(kāi)始順序地將前述候補(bǔ)值 中的該位設(shè)為l的前述閾值數(shù)據(jù)提供給該組的前述比較器，在前述模擬輸入信號(hào)大 于等于與前述閾值數(shù)據(jù)相應(yīng)的前述模擬閾值的情況下，將前述候補(bǔ)值的該位設(shè)為l， 在小于前述模擬閾值的情況下，將前述候補(bǔ)值的該位設(shè)為0，來(lái)更新前述候補(bǔ)值；將更新前述候補(bǔ)值到前述低位字段的最低位為止的結(jié)果所得到的前述候補(bǔ)值， 提供給前述低位字段確定部。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的AD轉(zhuǎn)換器，其特征在于，對(duì)將前述多個(gè)比較器以2個(gè) 為l組進(jìn)行分割得到的多個(gè)組的每一個(gè)，前述低位字段計(jì)算部將與前述低位字段相 對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)值不同的閾值數(shù)據(jù)分別并行提供給前述多個(gè)比較器，通過(guò)對(duì)生成了前述 模擬輸入信號(hào)大于等于與相應(yīng)的閾值數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)的模擬值的比較結(jié)果的最大前述 閾值數(shù)據(jù)，和生成了前述模擬輸入信號(hào)小于與相應(yīng)的閾值數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)的模擬值的比 較結(jié)果的最小前述閥值數(shù)據(jù)之間的數(shù)據(jù)值至少進(jìn)行l(wèi)次圈定前述低位字段數(shù)據(jù)值的 候補(bǔ)值的低位確定過(guò)程，圈定前述數(shù)字輸出信號(hào)的前述低位字段的數(shù)據(jù)值，來(lái)將前 述低位字段的數(shù)據(jù)值確定為一個(gè)值。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的AD轉(zhuǎn)換器，其特征在于，對(duì)前述多個(gè)候補(bǔ)值的每一個(gè)，前述低位字段計(jì)算部，根據(jù)向前述多個(gè)比較器提供不同閾值數(shù)據(jù)所得到的多個(gè) 比較結(jié)果，通過(guò)至少進(jìn)行l(wèi)次圈定與前述低位字段相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)值的低位確定過(guò)程， 將該候補(bǔ)值的前述低位字段數(shù)據(jù)值確定為一個(gè)值。
7. 根據(jù)權(quán)利要求2或6所述的AD轉(zhuǎn)換器，其特征在于，前述低位字段確定部將 前述多個(gè)候補(bǔ)值的平均值確定為前述低位字段的數(shù)據(jù)值。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的AD轉(zhuǎn)換器，其特征在于，前述低位字段確定部將前 述多個(gè)候補(bǔ)值中與前述多個(gè)候補(bǔ)值平均值之差小于等于預(yù)先指定的最大誤差值的 至少一個(gè)候補(bǔ)值的平均值確定為前述低位字段的數(shù)據(jù)值。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的AD轉(zhuǎn)換器，其特征在于，該AD轉(zhuǎn)換器還具備符號(hào)確 定部，其在確定前述高位字段以及前述低位字段的數(shù)據(jù)值之前，向前述多個(gè)比較器 中的至少一個(gè)提供用于指定模擬閾值O的前述閾值數(shù)據(jù)，來(lái)確定前述模擬輸入信號(hào) 的符號(hào)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的AD轉(zhuǎn)換器，其特征在于，該AD轉(zhuǎn)換器還具備位數(shù) 設(shè)定部，其設(shè)定前述數(shù)字輸出信號(hào)的高位字段位數(shù)以及低位字段位數(shù)。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的AD轉(zhuǎn)換器，其特征在于，前述位數(shù)設(shè)定部根據(jù)己 輸出采樣的前述數(shù)字輸出信號(hào)的前述低位字段的多個(gè)候補(bǔ)值，變更前述高位字段位 數(shù)以及前述低位字段位數(shù)。
12. —種AD轉(zhuǎn)換方法，是輸出將模擬輸入信號(hào)數(shù)字化的數(shù)字輸出信號(hào)的AD轉(zhuǎn) 換方法，其特征在于，該AD轉(zhuǎn)換方法具備如下階段 高位字段確定階段，其根據(jù)向分別比較前述模擬輸入信號(hào)、和與所指定數(shù)字閾 值數(shù)據(jù)相應(yīng)的模擬閾值的多個(gè)比較器提供不同閾值數(shù)據(jù)所得到的多個(gè)比較結(jié)果，圈 定前述數(shù)字輸出信號(hào)中與高位字段相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)值；低位字段計(jì)算階段，其使用前述多個(gè)比較器來(lái)計(jì)算與位于前述高位字段低位側(cè) 的低位字段相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)值的多個(gè)候補(bǔ)值；低位字段確定階段，其根據(jù)前述多個(gè)候補(bǔ)值來(lái)確定與前述低位字段相對(duì)應(yīng)的數(shù) 據(jù)值。
13. —種AD轉(zhuǎn)換程序，是通過(guò)計(jì)算機(jī)計(jì)算將模擬輸入信號(hào)數(shù)字化的數(shù)字輸出 信號(hào)的AD轉(zhuǎn)換程序，其特征在于，該程序使前述計(jì)算機(jī)具有如下各部的功能-高位字段確定部，其根據(jù)向分別比較前述模擬輸入信號(hào)和與所指定數(shù)字閾值數(shù) 據(jù)相應(yīng)的模擬閾值的多個(gè)比較器提供不同閾值數(shù)據(jù)所得到的多個(gè)比較結(jié)果，圈定前 述數(shù)字輸出信號(hào)中與高位字段相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)值；低位字段計(jì)算部，其使用前述多個(gè)比較器來(lái)計(jì)算與位于前述高位字段低位側(cè)的 低位字段相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)值的多個(gè)候補(bǔ)值；低位字段確定部，其根據(jù)前述多個(gè)候補(bǔ)值來(lái)確定與前述低位字段相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)值。
14. 一種AD轉(zhuǎn)換控制裝置，是控制用于輸出將模擬輸入信號(hào)數(shù)字化的數(shù)字輸 出信號(hào)的AD轉(zhuǎn)換器，其特征在于，該控制裝置具備高位字段確定部，其根據(jù)向分別比較前述模擬輸入信號(hào)、和與所指定數(shù)字閾值 數(shù)據(jù)相應(yīng)的模擬閾值的多個(gè)比較器提供不同閾值數(shù)據(jù)所得到的多個(gè)比較結(jié)果，圈定 前述數(shù)字輸出信號(hào)中與高位字段相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)值；低位字段計(jì)算部，其使用前述多個(gè)比較器來(lái)計(jì)算與位于前述高位字段低位側(cè)的 低位字段相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)值的多個(gè)候補(bǔ)值；低位字段確定部，其根據(jù)前述多個(gè)候補(bǔ)值來(lái)確定與前述低位字段相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)值。
全文摘要
本發(fā)明提供一種AD轉(zhuǎn)換器(10)，用于輸出將模擬輸入信號(hào)(V_IN)數(shù)字化后的數(shù)字輸出信號(hào)，其具有多個(gè)比較器(14)，其分別比較模擬輸入信號(hào)(V_IN)和被指定的數(shù)字的閾值數(shù)據(jù)相應(yīng)的模擬閾值；高位字段確定部(18)，其根據(jù)向前述多個(gè)比較器(14)提供不同閾值數(shù)據(jù)所得到的多個(gè)比較結(jié)果，圈定前述數(shù)字輸出信號(hào)中與高位字段相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)值；低位字段計(jì)算部(20)，其使用前述多個(gè)比較器來(lái)計(jì)算與位于前述高位字段低位側(cè)的低位字段相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)值的多個(gè)候補(bǔ)值；低位字段確定部(22)，其根據(jù)前述多個(gè)候補(bǔ)值來(lái)確定與前述低位字段相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)值。
文檔編號(hào)C07K1/22GK101553985SQ20078003404
公開(kāi)日2009年10月7日 申請(qǐng)日期2007年9月4日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月13日
發(fā)明者倉(cāng)持泰秀, 松澤昭 申請(qǐng)人:愛(ài)德萬(wàn)測(cè)試株式會(huì)社;國(guó)立大學(xué)法人東京工業(yè)大學(xué)