專利名稱：模擬數字轉換器電路和模擬數字轉換方法
技術領域：
本申請涉及模擬數字轉換器電路和模擬數字轉換方法，并且更加具體地，涉及連 續(xù)近似類型的模擬數字轉換器電路和模擬數字轉換方法。
背景技術：
通常，連續(xù)近似的模擬數字轉換器電路(A/D轉換器)包括比較器，該比較器將模 擬輸入電壓與根據分辨率(位數)而確定的多個基準電壓順序地進行比較。例如，基于被 存儲在寄存器等等中的預定的數值，使用電源生成基準電壓。在使用電源的情況下，如果電源電壓變化，則基準電壓也變化，根據預定的數值來 確定基準電壓中的每一個。這使很難對模擬輸入電壓精確地執(zhí)行A/D轉換。尤其地，當電 池被用作電源時，出現隨著使用時間的流逝電源電壓減小的問題。同時，例如，當采用諸如 DC/DC轉換器這樣的升壓器電路時，使得即使當電源電壓變化時標準電壓也被保持恒定，出 現另一個增加成本的問題。在日本未經審查的專利申請公開No. 2005-26830中公布了用于 校正模擬輸入電壓的A/D轉換結果同時避免成本增加的問題的技術。圖9是示出在日本未經審查的專利申請公開No. 2005-26830的圖1中公布的A/ D轉換器的框圖。A/D轉換器包括傳感器11、A/D轉換單元12、在其中安裝有A/D轉換單元 12的微計算機CPU 13、電源14、以及標準電壓生成單元15。標準電壓生成單元15生成用 于校正由于電源14的電壓中的變化引起的A/D轉換單元12的基準電壓中的變化的標準電 壓。然后，使用通過標準電壓生成單元15生成的用于校正的標準電壓的A/D轉換結果來校 正來自于傳感器11的模擬輸入電壓的A/D轉換結果。圖10是在日本未經審查的專利申請公開No. 2005-26830的圖5中公布的流程圖。 參考圖10，在日本未經審查的專利申請公開No. 2005-26830中公布的A/D轉換器中，用于校 正的標準電壓首先進行A/D轉換并且將其存儲(步驟Si)。接下來，傳感器11的輸出進行 A/D轉換(步驟S2)。然后，使用在步驟S 1中存儲的標準電壓的A/D轉換結果校正在步驟 S2中獲得的A/D轉換結果(步驟S3)。最后，已校正的傳感器輸出被用于控制操作(步驟 S4)。

發(fā)明內容
本發(fā)明已經發(fā)現如下所述的問題。即，在日本未經審查的專利申請公開 No. 2005-26830中公布的A/D轉換器中，存在在完成步驟S3的校正操作處理之前不能夠使 用A/D轉換結果的時間限制。換言之，存在在日本未經審查的專利申請公開No. 2005-26830 中公布的A/D轉換器不適合于要求高速A/D轉換的實時控制。
本發(fā)明的第一示例性方面是模擬數字轉換器，包括比較單元，該比較單元將模擬 輸入電壓與多個基準電壓順序地進行比較并且作為數字值輸出比較結果；標準電壓生成單 元，該標準電壓生成單元生成用于校正基準電壓的標準電壓；存儲單元，該存儲單元存儲通 過比較單元獲得的標準電壓的比較結果；以及基準電壓生成單元，該基準電壓生成單元生 成基于標準電壓的比較結果校正的基準電壓。本發(fā)明的第二示例性方面是模擬數字轉換方法，包括將標準電壓轉換為數字值， 標準電壓與電源電壓的變化無關而基本上恒定；生成基于標準電壓的比較結果校正的多個 基準電壓；并且將多個基準電壓與模擬輸入電壓順序地進行比較并且將多個基準電壓轉換 為數字值。根據本發(fā)明的示例性方面，將基于標準電壓的A/D轉換結果校正的基準電壓與模 擬輸入信號進行比較。因此，模擬輸入信號的轉換結果能夠被直接地用于控制操作。根據本發(fā)明的示例性方面，能夠提供適合于實時控制的模擬數字轉換器電路和模 擬數字轉換方法。


結合附圖，根據某些示例性實施例的以下描述，以上和其它示例性方面、優(yōu)點和特 征將更加明顯，其中圖1是示出根據本發(fā)明的第一示例性實施例的模擬數字轉換器電路的框圖；圖2是具體地示出基準電壓生成電路104的圖；圖3是示出根據本發(fā)明的示例性實施例的校正方法的流程圖；圖4是示出在典型的A/D轉換器中當電源電壓VDD減小時執(zhí)行的A/D轉換與當電 源電壓VDD正常時執(zhí)行的A/D轉換之間的比較的示意圖；圖5是示出當電源電壓正常(VDD = 3. 2V)時執(zhí)行的A/D轉換處理的表；圖6示出當電源電壓減小(VDD = 2. 2V)時執(zhí)行的A/D轉換處理；圖7是示出根據本發(fā)明的示例性實施例的校正方法的概念圖；圖8是示出當電源減小(VDD = 2.2V)時根據本發(fā)明的示例性實施例的A/D轉換 處理的表；圖9是示出在日本未經審查的專利申請公開No. 2005-26830的圖1中公布的A/D 轉換器的框圖；以及圖10是示出在日本未經審查的專利申請公開No. 2005-26830的圖5中公布的流 程圖。
具體實施例方式下面將會參考附圖描述本發(fā)明的示例性實施例。注意，本發(fā)明不限于下述示例性 實施例。為了闡明解釋適當地簡化附圖和下面的描述。[第一示例性實施例]圖1是示出根據本發(fā)明的第一示例性實施例的模擬數字轉換器電路(在下文中， 被稱為“A/D轉換器”)的框圖。A/D轉換器包括用于校正的標準電壓生成電路101、選擇器 102、采樣保持(S/H)電路103、基準電壓生成電路104、比較器(比較單元)105、轉換結果寄存器106、以及標準電壓轉換結果寄存器107。標準電壓生成電路101生成并且輸出與電源電壓中的變化無關而恒定的用于校 正的標準電壓Vstd。選擇器102選擇并且輸出模擬輸入電壓Vin和從標準電壓生成電路 101輸出的標準電壓Vstd中的一個。S/H電路103采樣要在比較器105中進行比較的從選 擇器102輸出的標準電壓Vstd (在下文中，被稱為“比較電壓”)或者模擬輸入電壓Vin，并 且保持電壓恒定。例如，S/H電路103是由響應于時鐘信號接通并且斷開的開關和采樣電 容器組成?；鶞孰妷荷呻娐?04基于被存儲在標準電壓轉換結果寄存器107中的標準電壓 Vstd的A/D轉換結果而生成用于生成基準電壓Vref的數字信號，并且進一步基于數字信號 生成基準電壓Vref?；鶞孰妷荷呻娐?04具有被提供有電源電壓VDD的高電壓側電源端 子，和被提供有接地電壓GND的低電壓側電源端子。即，基準電壓生成電路104在從接地電 壓GND至電源電壓VDD的范圍內生成基準電壓Vref。下面將會參考圖2詳細地描述基準電 壓生成電路104。比較器105將被保持在S/H電路103中的比較電壓與從基準電壓生成電路104輸 出的多個基準電壓Vref順序地進行比較，并且輸出比較結果作為數字信號。轉換結果寄存 器106暫時地存儲并且輸出從比較器105輸出的A/D轉換結果。標準電壓轉換結果寄存器 107存儲標準電壓Vstd的A/D轉換結果。圖2具體地示出基準電壓生成電路104。參考圖2，基準電壓生成電路104包括數 字信號生成電路104a、分接選擇器104b、以及串聯電阻器串104c。 數字信號生成電路104a基于標準電壓Vstd的A/D轉換結果生成并且輸出分別與 基準電壓Vref對應的數字信號。分接選擇器104b包括被并聯地相互連接在一起的多個開 關SW。通過從數字信號生成電路104a輸出的數字信號控制開關SW中的每一個的接通/關 閉。串聯電阻器串104c是由被串聯地連接在一起的多個電阻器R形成。串聯電阻器 串104c的一端被提供有電源電壓VDD，并且其另一端被提供有接地電壓GND。分接選擇器 104b的開關SW中的每一個的一端被連接至兩個相鄰的電阻器R之間的結點或者串聯電阻 器串104c的端。開關SW中的每一個的另一端被共同地連接至基準電壓生成電路104的輸
出ο即，分接選擇器104b和串聯電阻器串104c組成電阻器串類型的數字模擬轉換器 電路(D/A轉換器)。通過此構造，從基準電壓生成電路104輸出基于標準電壓Vstd的A/D 轉換結果由數字信號生成電路104a生成的分別對應于數字信號的基準電壓Vref。如上所述，在典型的A/D轉換器中，當電源電壓VDD變化時，基準電壓Vref也發(fā)生 變化，根據預定的數字值確定該基準電壓Vref中的每一個。這使難以精確地執(zhí)行用于模擬 輸入電壓Vin的A/D轉換。同時，即使電源電壓VDD變化，通過使用標準電壓Vstd的A/D轉換結果，根據本示 例性實施例的A/D轉換器能夠生成與在正常電源電壓VDD時獲得的相等的基準電壓Vref。 換言之，通過使用標準電壓Vstd的A/D轉換結果，根據本示例性實施例的A/D轉換器執(zhí)行 校正操作使得基準電壓Vref變得等于在正常電源電壓VDD時獲得的基準電壓。因為將模 擬輸入電壓Vin和與在正常電源電壓VDD時獲得的相等的基準電壓Vref進行比較，所以能夠獲得與在正常電源電壓VDD獲得的相等的A/D轉換結果。即，能夠對模擬輸入電壓Vin 精確地執(zhí)行A/D轉換。此外，A/D轉換結果能夠被直接地用于控制操作，并且因此根據本示 例性實施例的A/D轉換器適合于實時控制。接下來參考圖3，將會描述根據本示例性實施例的校正方法的概要。圖3是示出根 據本示例性實施例的校正方法的流程圖。如圖3中所示，根據本示例性實施例的校正方法， 使用還沒有校正的基準電壓Vref通過比較器105首先對標準電壓Vstd進行A/D轉換，并 且轉換結果被存儲在標準電壓轉換結果寄存器107中(SlOl)。接下來，使用被存儲在標準電壓轉換結果寄存器107中的標準電壓Vstd的A/D轉 換結果生成基準電壓Vref，并且模擬輸入電壓Vin進行A/D轉換(S102)。在這樣的情況下， 數字信號生成單元104a基于標準電壓Vstd的A/D轉換結果生成與基準電壓Vref相對應 的數字信號，使得基準電壓Vref的值變得等于在正常電源電壓VDD時獲得的值。分接選擇 器104b和串聯電阻器串104c將數字信號轉換為基準電壓Vref。然后，比較器105將基準 電壓Vref與模擬輸入電壓Vin進行比較。最后，模擬輸入電壓Vin的A/D轉換結果被用于控制操作(S103)。稍后參考圖7 至圖9通過具體示例來詳細地描述校正方法。接下來，將會描述A/D轉換器的更加具體的示例。圖4是示出在典型的A/D轉換 器中當電源電壓VDD減小時執(zhí)行的A/D轉換與當電源電壓VDD正常時執(zhí)行的A/D轉換之間 的比較的示意圖。圖4的左側示出電源電壓VDD是作為正常電壓的3. 2V的情況，并且圖4 的右側示出電源電壓VDD減小到2. 2V的情況。這假定在開始使用時均具有1. 6V電壓的兩 個電池減少到結束使用時的1. IV。如圖4的左側所示，當1. 8V的模擬輸入電壓(Vin = 1. 8V)在3. 2V的電源電壓VDD 時以8位分辨率(28 = 256級)進行A/D轉換時，通過1.8/3. 2X256 = 144來表示校正結 果。這對應于由OOH至Fra表示的十六進制記法中的90H。同時，如圖4的右側所示，當電 源電壓VDD減小到2. 2V之后，通過對應于十六進制記法中的DlH的1. 8/2. 2X256 209來 表示用于1.8V的相同模擬輸入電壓(Vin = 1.8V)的轉換結果。這樣，當電源電壓VDD變 化時，用于相同的模擬輸入電壓Vin的A/D轉換結果示出不同的值?，F在參考圖5和圖6，將會詳細地描述理由。圖5是示出在正常電源電壓(VDD = 3. 2V)時的A/D轉換處理的表。具體地，圖5示出在圖4的左側示出的A/D轉換處理。由 于以8位分辨率執(zhí)行A/D轉換，所以執(zhí)行比較八次以生成分別對應于比較結果的基準電壓 Vref0如圖5中所示，在第一比較中，通過VDDX1/2的表達式來給出要被生成的基準電 壓Vref。在這樣的情況下，獲得1/2 = 128/256，使得基于數字值128 = 80H生成基準電 SVref= 1.6V。此外，將基準電壓Vref與模擬輸入電壓Vin進行比較，并且建立Vref = 1. 6V ^ Vin = 1.8￥，使得比較結果示出“1”。由于第一比較結果示出“1”，所以通過VDD和VDDX 1/2之間的中間值，艮口， VDDX3/4的表達式來給出第二比較中的基準電壓Vref。在這樣的情況下，獲得3/4 = 192/256，因此基于數字值VOH生成基準電壓Vref = 2. 4V。此外，建立Vref = 2. 4V > Vin =1.8￥，使得比較結果示出“0”。由于第二比較結果示出“0”，所以通過VDDX 1/2和VDDX3/4之間的中間值，艮口，
6VDDX5/8的表達式來給出第三比較中的基準電壓Vref。在這樣的情況下，獲得5/8 = 160/256，因此基于數字值AOH生成基準電壓Vref = 2. 0V。此外，建立Vref = 2. OV > Vin =1.8￥，使得比較結果示出“0”。由于第三比較結果示出“0”，所以通過VDDX 1/2和VDD X 5/8之間的中間值，艮口， VDD X 9/16的表達式來給出第四比較中的基準電壓Vref。在這樣的情況下，獲得9/16 = 114/256，因此基于數字值90H生成基準電壓Vref = 1. 8V。此外，建立Vref = 1. 8V ^ Vin =1.8￥，使得比較結果示出“1”。由于第四比較結果示出“ 1 ”，所以通過VDD X 9/16和VDD X 5/8之間的中間值，即， VDDX 19/32的表達式來給出第五比較中的基準電壓Vref。在這樣的情況下，獲得19/32 = 152/256，因此基于數字值98H生成1. 9V的標準電壓。此外，建立Vref = 1. 9V > Vin = 1.8￥，使得比較結果示出“0”。由于第五比較結果示出“0”，所以通過VDD X 9/16和VDDX 19/32之間的中間值， 即，VDDX37/64的表達式來給出第六比較中的基準電壓Vref。在這樣的情況下，獲得37/64 =148/256，因此基于數字值94H生成基準電壓Vref = 1. 85V。此外，建立Vref = 1. 85V >Vin= 1.8￥，使得比較結果示出“0”。由于第六比較結果示出“0”，所以通過VDDX9/16和VDDX37/64之間的中間值， 即，VDDX73/128的表達式來給出第七比較中的基準電壓Vref。在這樣的情況下，獲得 73/128 = 146/256，因此基于數字值92H生成基準電壓Vref = 1. 825V。此外，建立Vref = 1. 825V > Vin = 1. 8V,使得比較結果示出“0”。由于第七比較結果示出“0”，所以通過VDDX9/16和VDDX73/128之間的中間值， 即，VDDX 145/256的表達式來給出最后比較即第八比較中的基準電壓Vref。在這樣的情 況下，獲得145/256，因此基于數字值91H生成基準電壓Vref = 1. 8125V。此外，建立Vref =1.8125V>Vin= 1. 8V，使得比較結果示出“0”。結果，獲得二進制記法中的被表達為 "10010000B"的值，即，十六進制記法中的數字值90H。同時，圖6是示出當電源電壓減小(VDD = 2. 2V)時根據本示例性實施例的比較實 例的A/D轉換處理的表。具體地，圖6示出在圖4的右側示出的A/D轉換處理。在第一比 較中，與圖5的情況一樣，通過VDDX 1/2給出要被生成的基準電壓Vref并且獲得1/2 = 128/256。因此，基于數字值128 = SOH生成基準電壓Vref。在這樣的情況下，然而，由于電 源電壓VDD是2. 2V，所以所生成的基準電壓Vref是1. IV。此外，將基準電壓Vref與模擬 輸入電壓Vin進行比較，并且建立Vref = 1. IV ^ Vin = 1. 8V，使得比較結果示出“ 1 ”。由于第一比較結果示出“1”，所以通過VDD和VDDX 1/2之間的中間值，艮口， VDDX3/4的表達式來給出第二比較中的基準電壓Vref。在這樣的情況下，獲得3/4 = 192/256，因此基于數字值COH生成基準電壓Vref = 1. 65V。此外，建立Vref = 1. 65V ^ Vin =1.8￥，使得比較結果示出“1”。由于第二比較結果示出“1”，所以通過VDD和VDDX3/4之間的中間值，艮口， VDDX7/8的表達式來給出第三比較中的基準電壓Vref。在這樣的情況下，獲得7/8 = 224/256，因此基于數字值EOH生成基準電壓Vref = 1. 925V。此外，建立Vref = 1. 925V > Vin = 1.8￥，使得比較結果示出“0”。由于第三比較結果示出“0”，所以通過VDD X 3/4和VDD X 7/8之間的中間值，艮口，VDDX 13/16的表達式來給出第四比較中的基準電壓Vref。在這樣的情況下，獲得13/16 =208/256，因此基于數字值DOH生成基準電壓Vref = 1. 7875V。此外，建立Vref = 1. 7875V彡Vin = 1. 8V,使得比較結果示出“1”。由于第四比較結果示出“ 1 ”，所以通過VDD X 13/16和VDD X 7/8之間的中間值，即， VDDX27/32的表達式來給出第五比較中的基準電壓Vref。在這樣的情況下，獲得27/32 = 216/256，因此基于數字值D8H生成基準電壓Vref = 1. 8563V。此外，建立Vref = 1. 8563V
>Vin = 1. 8V，使得比較結果示出“0”。由于第五比較結果示出“0”，所以通過VDDX 13/16和VDDX27/32之間的中間值， 即，VDDX53/64的表達式來給出第六比較中的基準電壓Vref。在這樣的情況下，獲得53/64 =212/256，因此基于數字值D4H生成基準電壓Vref = 1. 8219V。此外，建立Vref = 1. 8219V
>Vin = 1. 8V，使得比較結果示出“0”。由于第六比較結果示出“0”，所以通過VDDX 13/16和VDDX53/64之間的中間值， 即，VDDX 105/128的表達式來給出第七比較中的基準電壓Vref。在這樣的情況下，獲得 105/128 = 210/256，因此基于數字值D2H生成基準電壓Vref = 1. 8047V。此外，建立Vref =1. 8047V > Vin = 1. 8V，使得比較結果示出“0”。由于第七比較結果示出“0”，所以通過VDDX 13/16和VDDX 105/128之間的中間 值，S卩，VDDX209/256的表達式來給出最后比較即第八比較中的基準電壓Vref。在這樣的 情況下，獲得209/256，因此基于數字值DlH生成基準電壓Vref = 1. 7961V。此外，建立Vref =1.7961V彡Vin= 1. 8V，使得比較結果示出“1”。結果，獲得二進制記法中的被表達為 “11010001B”的值，S卩，十六進制記法中的數字值D1H。如上面參考圖5和圖6所述，當電源電壓VDD變化時，所生成的基準電壓Vref也 變化。結果，用于相同的模擬輸入電壓Vin的A/D轉換結果示出不同的值。圖7是示出根據本示例性實施例的校正方法的概念圖。和圖4 一樣，圖7的左側示 出電源電壓VDD是正常電壓的3. 2V的情況，并且圖7的右側示出電源電壓VDD減小到2. 2V 的情況。在本示例性實施例中，如以上參照圖3所述的，與電源電壓VDD的變化無關而保持 恒定的標準電壓Vstd首先進行A/D轉換。參考圖7，例如，假定標準電壓Vstd是1. OV (Std = 1. 0V)，當電源電壓VDD是作為 正常電壓的3. 2V時，通過1. 0/3. 2X256 = 80，即，十六進制記法中的50H來表示轉換結果。 同時，當電源電壓VDD減小到2. 2V時，通過1. 0/2. 2 X 256 = 116，即，十六進制記法中的74H 來表示轉換結果。在這里，A/D轉換處理與圖5和圖6的相類似，因此省略其描述。標準電 壓Vstd的A/D轉換結果74H被存儲在標準電壓轉換結果寄存器107中。如參考圖5和圖6詳細地所述并且如圖7中所示，即使當電源電壓VDD變化時，始 終從相同的位置，即，80H開始典型的A/D轉換。具體地，如圖7中所示，當電源電壓VDD是 正常電壓的3. 2V時，在開始轉換，S卩，第一轉換時的基準電壓Vref是1.6V。同時，當電源電 壓VDD減小到2. 2V時，在典型的A/D轉換中在第一比較中獲得的基準電壓Vref是1. IV。 在本示例性實施例中，即使當電源電壓VDD減小到2. 2V時，校正操作被執(zhí)行使得在第一比 較中獲得的基準電壓Vref變成等于在正常電源電壓VDD獲得的1.6V。在這樣的情況下，被 存儲在標準電壓轉換結果寄存器107中的標準電壓Vstd的A/D轉換結果被使用。在此，用于校正轉換開始位置的通常表達式如下。
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(校正的轉換開始位置)=(Vstd校正結果)X(正常轉換開始Vref)/Vstd在圖7中所示的示例性實施例中，在1. OV的標準電壓Vstd時的A/D轉換結 果74H是116(74H = 116)并且正常轉換開始Vref是1. 6V(Vref = 1. 6V)。因此，通過 116X1.6/1.0 = 185. 6，S卩，十六進制記法中的BAH來表示校正的轉換開始位置。基于數字 值，能夠生成在第一比較中獲得的并且等于在正常電源電壓VDD獲得的1.6V的基準電壓 Vref0圖8是示出當電源電壓減小(VDD = 2. 2V)時根據本示例性實施例的A/D轉換處 理的表。與圖5和圖6的情況一樣，模擬輸入電壓Vin是1.8V(Vin = 1.8V)。如圖8中 所示，在第一比較中，通過(轉換開始位置)XVDD/256的表達式來給出要被生成的基準電 壓Vref。在這樣的情況下，如上所述，基于185. 6，BP,BAH的轉換開始位置來生成基準電壓 Vref = 1.5984V。此外，將基準電壓Vref與模擬輸入電壓Vin進行比較，并且建立Vref = 1. 5984V < Vin = 1. 8V，使得比較結果示出“1”。由于第一比較結果示出“1”，所以通過轉換開始位置和(轉換開始位置)X2之間 的中間值，即，(轉換開始位置)X3/2來給出第二比較中的基準電壓Vref的位置。在這樣 的情況下，獲得(轉換開始位置)X3/2 = 185. 6X3/2 = 278. 4，因此獲得數字值116H。數 字值超過FHl的8位上限。為此，基于FHl生成基準電壓Vref = 2. 2V。在這樣的情況下， 建立Vref = 2. 2V > Vin = 1. 8V，使得比較結果示出“O”。由于第二比較結果示出“0”，所以通過轉換開始位置和(轉換開始位置)X3/2之 間的中間值，即，(轉換開始位置)X5/4來給出第三比較中的基準電壓Vref。在這樣的情 況下，獲得(轉換開始位置)X5/4 = 185. 6X5/4 = 232，因此基于數字值E8H生成基準電 壓 Vref = 1. 9938V。此外，建立 Vref = 1. 9938V > Vin = 1. 8V,因此比較結果示出 “0”。由于第三比較結果示出“0”，所以通過轉換開始位置和(轉換開始位置)X 5/4之 間的中間值，即，(轉換開始位置)X9/8來給出第四比較中的基準電壓Vref。在這樣的情 況下，獲得(轉換開始位置)X9/8 = 185. 6X9/8 = 208. 8，因此基于數字值DlH生成基準 電壓Vref = 1.7961V。此外，建立Vref = 1. 7961V ^ Vin = 1. 8V，因此比較結果示出“ 1 ”。由于第四比較結果示出“1”，所以通過(轉換開始位置)X9/8和(轉換開始位 置)X5/4之間的中間值，S卩，(轉換開始位置)X 19/16來給出第五比較中的基準電壓 Vref。在這樣的情況下，獲得(轉換開始位置)X 19/16 = 185.6X19/16 = 220. 4，因此基 于數字值DCH生成基準電壓Vref = 1. 8906V。此外，建立Vref = 1. 8906V > Vin = 1. 8V, 因此比較結果示出“0”。由于第五比較結果示出“0”，所以通過(轉換開始位置)X9/8和(轉換開始位 置)X 19/16之間的中間值，即，(轉換開始位置)X37/32來給出第六比較中的基準電壓 Vref。在這樣的情況下，獲得(轉換開始位置)X 37/32 = 185.6X37/32 = 214. 6，因此基 于數字值D7H生成基準電壓Vref = 1. 8477V。此外，建立Vref = 1. 8477V > Vin = 1. 8V, 因此比較結果示出“0”。由于第六比較結果示出“0”，所以通過(轉換開始位置)X9/8和(轉換開始位 置)X37/32之間的中間值，S卩，(轉換開始位置)X73/64來給出第七比較中的基準電壓 Vref。在這樣的情況下，(轉換開始位置)X73/64 = 185.6X73/64 = 211. 7，因此基于數 字值D4H生成基準電壓Vref = 1. 8219V。此外，建立Vref = 1. 8219V > Vin = 1. 8V,因此比較結果示出“0”。由于第七比較結果示出“0”，所以通過(轉換開始位置)X9/8和(轉換開始位 置)X 73/64之間的中間值，即，(轉換開始位置)X 145/128來給出最后比較，即，第八比較 中的基準電壓Vref。在這樣的情況下，獲得(轉換開始位置)X 145/128 = 185.6X145/128 =210. 25，因此基于數字值D2H生成基準電壓Vref = 1. 8047V。此外，建立Vref = 1. 8047V > Vin = 1.8￥，因此比較結果示出“0”。結果，獲得被表達為二進制記法中的“10010000B” 的值，即，十六進制記法中的數字值90H。即，能夠獲得與在3. 2V的正常電源電壓VDD時獲 得的相等的A/D轉換結果。如上所述，在根據本示例性實施例的A/D轉換器中，即使當電源電壓VDD變化時， 通過使用標準電壓Vstd的A/D轉換結果生成與在正常電源電壓VDD時獲得的相等的基準 電壓Vref。換言之，使用標準電壓Vstd的A/D轉換結果執(zhí)行校正處理使得基準電壓Vref 變成等于在正常電源電壓VDD獲得的電壓。將模擬輸入電壓Vin和與在正常電源電壓VDD 獲得的相等的基準電壓Vref進行比較，從而能夠獲得與在正常電源電壓VDD獲得的相等的 A/D轉換結果。換言之，模擬輸入電壓Vin能夠精確地進行A/D轉換。此外，因為A/D轉換 結果能夠直接地用于控制操作，所以根據本示例性實施例的A/D轉換器適合于實時控制。雖然已經按照若干示例性實施例描述了本發(fā)明，但是本領域的技術人員將理解本 發(fā)明可以在所附的權利要求的精神和范圍內進行各種修改的實踐，并且本發(fā)明并不限于上 述的示例。此外，權利要求的范圍不受到上述的示例性實施例的限制。此外，應當注意的是，申請人意在涵蓋所有權利要求要素的等同形式，即使在后期 的審查過程中進行過修改亦是如此。
權利要求
一種模擬數字轉換器電路，包括比較單元，所述比較單元將模擬輸入電壓與多個基準電壓順序地進行比較并且作為數字值輸出比較結果；標準電壓生成單元，所述標準電壓生成單元生成用于校正所述基準電壓的標準電壓；存儲單元，所述存儲單元存儲通過所述比較單元獲得的所述標準電壓的比較結果；以及基準電壓生成單元，所述基準電壓生成單元生成基于所述標準電壓的所述比較結果校正的基準電壓。
2.根據權利要求1所述的模擬數字轉換器電路，其中從電源電壓生成所述基準電壓。
3.根據權利要求2所述的模擬數字轉換器電路，其中所述標準電壓與所述電源電壓的 變化無關而基本恒定。
4.根據權利要求2所述的模擬數字轉換器電路，其中所述基準電壓生成單元生成所述 基準電壓，所述基準電壓與所述電源電壓的變化無關而基本上恒定。
5.根據權利要求1所述的模擬數字轉換器電路，其中所述基準電壓生成單元包括數字信號生成電路，所述數字信號生成電路基于所述標準電壓的所述比較結果生成分 別對應于所述基準電壓的數字信號；和數字模擬轉換器電路，所述數字模擬轉換器電路將所述數字信號轉換為所述基準電壓。
6.根據權利要求5所述的模擬數字轉換器電路，其中所述數字模擬轉換器電路是電阻 器串類型的數字模擬轉換器電路。
7.一種模擬數字轉換方法，包括將標準電壓轉換為數字值，所述標準電壓與電源電壓的變化無關而基本上恒定； 生成基于所述標準電壓的比較結果校正的多個基準電壓；以及 將所述多個基準電壓與模擬輸入電壓順序地進行比較并且將所述模擬輸入電壓轉換 為數字值。
8.根據權利要求7所述的模擬數字轉換方法，其中從所述電源電壓生成所述基準電壓。
9.根據權利要求7所述的模擬數字轉換方法，其中生成與所述電源電壓的變化無關而 基本上恒定的所述基準電壓。
10.根據權利要求7所述的模擬數字轉換方法，其中生成所述多個基準電壓包括 基于所述標準電壓的所述比較結果生成分別對應于所述基準電壓的數字信號；和 將所述數字信號轉換為所述基準電壓。
全文摘要
提供了模擬數字轉換器電路和模擬數字轉換方法。所述模擬數字轉換器電路包括比較單元，該比較單元將模擬輸入電壓與順序地變化的基準電壓順序地比較并且作為數字值輸出比較結果；標準電壓生成單元，該標準電壓生成單元生成用于校正基準電壓的標準電壓；存儲單元，該存儲單元存儲通過比較單元獲得的標準電壓的比較結果；以及基準電壓生成單元，該基準電壓生成單元基于標準電壓的比較結果生成基準電壓。
文檔編號H03M1/34GK101895296SQ20101017886
公開日2010年11月24日 申請日期2010年5月12日 優(yōu)先權日2009年5月18日
發(fā)明者池田守 申請人:瑞薩電子株式會社