CN102893528B - 采样保持电路及a/d转换装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种采样保持电路及A/D转换装置，对采样保持电路中的电源电压范围的输入电压，避免发生输出饱和。设有：第1开关，在对输入电压采样时接通；采样电容器，当第1开关接通时，为对经由该第1开关输入的输入电压采样，积蓄基于输入电压的输入电荷，且当第1开关断开时，为对预定的基准电压采样，积蓄基于预定的基准电压的基准电荷；加减计算单元，对通过采样电容器采样的输入电压和通过采样电容器采样的预定基准电压进行加算或减算；和保持单元，对通过加减计算单元加算或减算而获得的电压进行保持并输出。

Description

采样保持电路及A/D转换装置

技术领域

本发明涉及采样保持电路及A/D转换装置，尤其涉及适于将输入的模拟电压转换为数字值输出的采样保持电路及A/D转换装置。

背景技术

以往，已知有将输入的模拟电压转换为数字值的A/D转换装置(例如参照专利文献1)。该专利文献1中记载的A/D转换装置生成和输入的模拟电压的电平对应的判断信号，根据该判断信号进行电压移位以使采样保持的模拟电压位于A/D转换装置的输入电压范围内，并且将该电压移位后的电压转换为数字值。并且，该A/D转换装置从该转换获得的数字值去除相当于上述电压移位量的成分，获得和模拟电压对应的数字值。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平7-7426号公报

发明内容

发明要解决的课题

但是，在上述专利文献1所述的A/D转换装置中，在输入的模拟电压被采样保持前，不进行该采样保持的模拟电压的调整。如不进行上述调整，当输入的模拟电压在电源电位附近时，可能发生采样保持电路的输出饱和。因此，在上述专利文献1所述的A/D转换装置中，有可能无法高精度地进行从负侧电源电位到正侧电源电位的整个区域的输入模拟电压的A/D转换。

本发明鉴于上述情况而出现，其目的在于提供一种对负侧电源电位到正侧电源电位的输入电压可避免发生输出饱和的采样保持电路及A/D转换装置。

用于解决课题的手段

上述目的通过以下的采样保持电路实现，该采样保持电路具有：第1开关，在对输入电压采样时接通；第1采样单元，当所述第1开关接通时，对经由该第1开关输入的输入电压采样；第2采样单元，当所述第1开关断开时，对预定基准电压采样；加减计算单元，对通过所述第1采样单元采样的输入电压和通过所述第2采样单元采样的预定基准电压进行加算或减算；和保持单元，对通过所述加减计算单元加算或减算而获得的电压进行保持并输出。

在本方式的发明中，采样保持电路对采样的输入电压和采样的预定基准电压进行加算或减算，对通过该加算或减算而获得的电压进行保持并输出。根据上述构成，可调整从采样保持电路输出的保持电压，因此对采样保持电路中的从负侧电源电位到正侧电源电位的输入电压，可避免发生输出饱和。

并且，在上述采样保持电路中可以是，所述第1采样单元和第2采样单元是能够积蓄基于输入电压的输入电荷且能够积蓄基于预定基准电压的基准电荷的通用的采样电容器，所述加减计算单元具有：第2开关，在所述采样电容器中积蓄了所述输入电荷后接通；临时存储电容器，通过所述第2开关的接通，所述采样电容器中积蓄的所述输入电荷向该临时存储电容器转移；第3开关，当所述采样电容器中积蓄的所述输入电荷被转移到所述临时存储电容器后接通；和再次转移单元，当通过所述第3开关的接通而在所述采样电容器中积蓄了所述基准电荷后，使转移到所述临时存储电容器的所述输入电荷返回所述采样电容器，以便进行所述采样电容器中积蓄的电荷的加算或减算。

并且，在上述采样保持电路中可以是，所述保持单元具有：运算放大器；以及第4开关，设置在对所述第1开关及所述采样电容器之间的连接点与所述运算放大器的输出端子进行连接的布线上，该第4开关在进行保持输出时接通，所述第2开关及所述临时存储电容器设置在连接如下两个连接点的布线上：所述采样电容器和所述运算放大器的输入端子之间的连接点；以及所述第4开关和所述运算放大器的输出端子之间的连接点。

并且，在上述采样保持电路中可以是，所述临时存储电容器的容量比所述采样电容器的容量大。

并且，在上述采样保持电路中可以是，所述加减计算单元具有：第1比较单元，判断通过所述第1采样单元采样的输入电压是否大于第1预定值；和转移时施加电压切换单元，根据所述第1比较单元的判断结果来切换预定基准电压，该预定基准电压在所述采样电容器中积蓄的所述输入电荷向所述临时存储电容器转移时通过所述第3开关的接通而施加到所述采样电容器的输入侧端子。

并且，在上述采样保持电路中可以是，所述保持单元具有运算放大器，所述加减计算单元具有：第5开关，在所述采样电容器中积蓄的所述输入电荷被转移到所述临时存储电容器之后，使该临时存储电容器的输出侧端子和所述运算放大器的输出端子导通；第2比较单元，判断在所述采样电容器中积蓄的所述输入电荷被转移到所述临时存储电容器后所述运算放大器的输出端子所呈现的电压是否大于第2预定值；和采样电压切换单元，根据所述第2比较单元的判断结果，来切换通过所述第2采样单元采样的预定基准电压，所述再次转移单元在通过所述第2采样单元采样了预定基准电压后，使转移到所述临时存储电容器的所述输入电荷返回积蓄有基于所述预定基准电压的所述基准电压的所述采样电容器。

并且，上述采样保持电路可适用于A/D转换装置，该A/D转换装置具有：A/D转换单元，对通过该采样保持电路所具有的所述保持单元输出的模拟输出电压进行A/D转换；和最终数字值运算单元，将对通过所述A/D转换单元进行A/D转换获得的数字值和相当于通过所述第2采样电容器采样的所述预定基准电压的数字值进行减算或加算而获得的数字值，作为输出数字值。

并且，上述目的可通过采样保持电路实现，该采样保持电路采样保持2个输入电压的电位差，其具有：一对第1开关，在对各输入电压采样时接通；一对采样电容器，当所述一对第1开关接通时，积蓄基于经由该第1开关输入的2个输入电压的输入电荷以便采样该2个输入电压，且当所述一对第1开关断开时，积蓄基于2个预定基准电压的基准电荷以便采样该2个预定基准电压；加减计算单元，对通过所述一对采样电容器采样的各输入电压和通过所述一对采样电容器采样的各预定基准电压进行加算或减算；和保持单元，对通过所述加减计算单元加算或减算而获得的2个电压的电位差进行保持并输出，所述加减计算单元具有：一对第2开关，在所述一对采样电容器中积蓄了所述2个输入电荷后接通；一对临时存储电容器，通过所述一对第2开关的接通，所述一对采样电容器中积蓄的所述2个输入电荷向该一对临时存储电容器转移；第3开关，当所述一对采样电容器中积蓄的所述2个输入电荷被转移到所述一对临时存储电容器时，使该一对采样电容器的输入侧端子彼此连接；一对第4开关，在所述一对采样电容器中积蓄的所述2个输入电荷被转移到所述一对临时存储电容器后接通；和再次转移单元，当通过所述一对第4开关的接通而在所述一对采样电容器中积蓄了所述2个基准电荷后，使转移到所述一对临时存储电容器的所述输入电荷返回所述一对采样电容器，以便进行该一对采样电容器中积蓄的电荷的加算或减算。

在本方式的发明中，采样保持电路对采样的2个输入电压和采样的2个预定基准电压进行加算或减算，对通过该加算或减算而获得的2个电压的电位差进行保持并输出。根据上述构成，可调整从采样保持电路输出的2个保持电压的电位差，因此对采样保持电路中的电源电压范围的差动输入电压，可避免发生输出饱和。

并且，在上述采样保持电路中也可是，所述加减计算单元在通过所述一对第4开关的接通而在所述一对采样电容器中积蓄所述2个基准电荷时，去除该一对采样电容器中残存的输入共模的量的电荷。

进一步，上述采样保持电路可适用于A/D转换装置，该A/D转换装置具有：A/D转换单元，对通过该采样保持电路所具有的所述保持单元输出的2个模拟输出电压的电位差进行A/D转换；和最终数字值运算单元，将对通过所述A/D转换单元进行A/D转换获得的数字值和通过所述一对采样电容器采样的2个所述预定基准电压所对应的数字值进行减算或加算而获得的数字值，作为输出数字值。

发明效果

根据本发明，对采样保持电路中的电源电压范围的输入电压，可避免发生输出饱和。

附图说明

图1是作为本发明的第1实施例的采样保持电路的构成图。

图2是在包括本发明的第1实施例的采样保持电路的A/D转换装置中执行的控制流程的一例的流程图。

图3是表示在本发明的第1实施例的采样保持电路中在输入模拟电位Vin采样时实现的电路状态的图。

图4是表示在本发明的第1实施例的采样保持电路中从采样电容器Cs向临时存储电容器Cf转移电荷时实现的电路状态的图。

图5是表示在本发明的第1实施例的采样保持电路中在基准电位Vref采样时实现的电路状态的图。

图6是表示在本发明的第1实施例的采样保持电路中从临时存储电容器Cf向采样电容器Cs转移电荷时实现的电路状态的图。

图7是作为本发明的第2实施例的采样保持电路的构成图。

图8是在包括本发明的第2实施例的采样保持电路的A/D转换装置中执行的控制流程的一例的流程图。

图9是表示在本发明的第2实施例的采样保持电路中在输入模拟电位Vin采样时实现的电路状态的图。

图10是表示在本发明的第2实施例的采样保持电路中从采样电容器Cs向临时存储电容器Cf转移电荷时实现的电路状态的图。

图11是表示在本发明的第2实施例的采样保持电路中在基准电位Vref采样时实现的电路状态的图。

图12是表示在本发明的第2实施例的采样保持电路中从临时存储电容器Cf向采样电容器Cs转移电荷时实现的电路状态的图。

图13是表示本发明的第2实施例的采样保持电路中的输入模拟电压Vin’和输出模拟电压Vo’的关系的图。

具体实施方式

以下参照附图说明本发明涉及的采样保持电路及A/D转换装置的具体实施方式。

实施例1

图1表示作为本发明的第1实施例的采样保持电路20的构成图。本实施例的采样保持电路20是对输入的模拟电压进行采样且保持并输出的单端输入型的电路，是适用于将输入的模拟电压转换为数字值的A/D转换装置(例如巡回型(循环型)ADC、管线型ADC等)的电路。

如图1所示，采样保持电路20具有可对输入的模拟电压采样的电容器Cs。以下将电容器Cs称为采样电容器Cs。此外，设采样电容器Cs的容量为容量Cs。在采样电容器Cs的输入侧端子上经由开关S1连接输入端子22。向输入端子22输入作为A/D转换对象的模拟电位Vin。开关S1是导通/断开采样电容器Cs的输入侧端子和上述输入端子22的开关。

开关S1由下述控制电路24控制，具体而言，在不应采样输入的模拟电位Vin时断开，在应采样输入的模拟电位Vin时接通。采样电容器Cs在开关S1处于接通状态时，可积蓄基于经由该开关S1输入的模拟电位Vin的输入电荷，通过该输入电荷的积蓄，进行输入模拟电压的采样。

采样电容器Cs的输入侧端子还经由开关S2连接第1基准端子26及第2基准端子28。开关S2是导通/断开第1基准端子26或第2基准端子28和采样电容器Cs的输入侧端子的开关，将采样电容器Cs的输入侧端子与第1基准端子26或第2基准端子28连接或断开。

向第1基准端子26提供基准电位Vref。并且，向第2基准端子28提供输出共模电位Vocm。开关S2由控制电路24控制，具体而言，应采样基准电位Vref时，导通第1基准端子26和采样电容器Cs的输入侧端子，应采样输出共模电位Vocm时，导通第2基准端子28和采样电容器Cs的输入侧端子。

采样电容器Cs在开关S2使第1基准端子26和采样电容器Cs的输入侧端子导通时，可积蓄基于经由该开关S2输入的基准电位Vref的基准电荷，通过该基准电荷的积蓄，对基准电位Vref采样。另一方面，采样电容器Cs在开关S2使第2基准端子28和采样电容器Cs的输入侧端子导通时，可积蓄经由该开关S2输入的输出共模电位Vocm的基准电荷，通过该基准电荷的积蓄，对电位Vocm采样。

在本实施例中，上述基准电位Vref设为正侧的电源电位VDD(Vref＝VDD)，输出共模电位Vocm设定为正侧的电源电位VDD和负侧的电源电位VSS的中间值(＝(VDD+VSS)/2)，例如是零。并且以下以上述输出共模电位Vocm为基准，将输入到采样保持电路20的输入模拟电位Vin作为输入模拟电压Vin’(＝输入模拟电位Vin-Vocm)，将从采样保持电路20输出的输出模拟电位Vo作为输出模拟电压Vo’(＝输出模拟电位Vo-Vocm)，并且将基准电位Vref作为基准电压Vref’(＝基准电位Vref-Vocm)。

采样保持电路20还具有运算放大器30。在上述采样电容器Cs的输出侧端子经由开关S3连接第3基准端子32，并且经由开关S4连接运算放大器30的负侧输入端子。向第3基准端子32输入运算放大器30的输入共模电位Vicm。并且，运算放大器30的正侧输入端子与输入运算放大器30的输入共模电位Vicm的端子连接。

在本实施例中，输入共模电位Vicm是使运算放大器30动作的适当电压，可独立于上述输出共模电位Vocm设定。但以下设输入共模电位Vicm和输出共模Vocm相同(Vicm＝Vocm)。此外，当运算放大器30的输入端子和输出端子短路时，进行失调消除(offsetcancel)，因此当进行上述短路时，输入共模电位Vicm自动变得和输出共模Vocm相同。并且，运算放大器30以输出共模Vocm为中心，对正侧电源电位VDD和负侧电源电位VSS的电位差的例如一半左右的输出范围(具体而言是-(VDD-VSS)/2-α到+(VDD-VSS)/2+α的范围，其中，值α是很小的值，例如是“0.2”)具有充分的增益。

开关S3是导通/断开采样电容器Cs的输出侧端子和第3基准端子32的开关。开关S3由控制电路24控制，具体而言，在不应通过采样电容器Cs进行采样时断开，在应通过采样电容器Cs进行采样时接通。并且，开关S4是导通/断开采样电容器Cs的输出侧端子和运算放大器30的负侧输入端子的开关。开关S4如下所述，通过控制电路24控制。

运算放大器30的负侧输入端子经由开关S5连接电容器Cf。开关S5是导通/断开运算放大器30的负侧输入端子和电容器Cf的输入侧端子的开关。开关S5如下所述，由控制电路24控制。电容器Cf是转移上述采样电容器Cs中积蓄的电荷的临时存储电容器。以下将电容器Cf称为临时存储电容器Cf。并且设临时存储电容器Cf的容量为容量Cf。临时存储电容器Cf的容量Cf设定为比上述采样电容器Cs的容量Cs大的值(Cf＝a·Cs，其中a>1成立，例如a＝2)。

在临时存储电容器Cf的输出侧端子经由开关S6连接运算放大器30的输出端子，并且经由开关S7连接第2基准端子28。开关S6是导通/断开临时存储电容器Cf的输出侧端子和运算放大器30的输出端子的开关，由控制电路24控制。并且，开关S7是导通/断开临时存储电容器Cf的输出侧端子和第2基准端子28的输出端子的开关，由控制电路24控制。

并且，运算放大器30的输出端子经由开关S8连接到采样电容器Cs的输入侧端子。开关S8是导通/断开运算放大器30的输出端子和采样电容器Cs的输入侧端子的开关，由控制电路24控制。

在运算放大器30的输出端子经由开关S9连接2个比较器34、36的正侧输入端子。开关S9是导通/断开运算放大器30的输出端子和比较器34、36的正侧输入端子的开关，由控制电路24控制。比较器34、36的正侧输入端子还经由开关S10与采样电容器Cs的输入侧端子连接。开关S10是导通/断开比较器34、36的正侧输入端子和采样电容器Cs的输入侧端子的开关，由控制电路24控制。

在比较器34、36的负侧输入端子上连接第2基准端子28。比较器34、36分别具有失调(offset)。比较器34、36分别在开关S9或S10处于接通状态时，对输入到输入端子的电压彼此进行比较，将其比较结果输出到控制电路24。具体而言，此时，比较器34、36分别进行运算放大器30的输出端子中出现的模拟电位Vo或输入模拟电位Vin、与基于输出共模电位Vocm的电压(稍后详述的值)、的大小判断，将其判断结果输出到控制电路24。控制电路24如下所述，根据比较器34、36的比较结果，控制开关S2的导通/断开。

接着参照图2至图6说明本实施例的采样保持电路20及A/D转换装置的动作。

图2表示在包括本实施例的采样保持电路20的A/D转换装置中执行的控制流程的一例的流程图。图3是表示在本实施例的采样保持电路20中在输入模拟电位Vin(输入模拟电压Vin’)采样时实现的电路状态的图。图4是表示在本实施例的采样保持电路20中从采样电容器Cs向临时存储电容器Cf转移电荷时实现的电路状态的图。图5是表示在本实施例的采样保持电路20中在基准电位Vref(基准电压Vref’)采样时实现的电路状态的图。图6是表示在本实施例的采样保持电路20中从临时存储电容器Cf向采样电容器Cs转移电荷时实现的电路状态的图。

在本实施例中，A/D转换装置即将进行A/D转换之前，开关S1处于断开状态。从上述状态开始进行A/D转换时，首先，采样保持电路20的控制电路24执行进行输入模拟电位Vin的采样的处理(步骤100)。具体而言，此时，控制电路24将开关S1从断开状态切换到接通状态，并且使开关S2、S8、S9为断开状态，且使开关S3为接通状态(参照图3)。

开关S1、S3均变为接通状态且开关S2变为断开状态时，向采样电容器Cs施加输入端子22中输入的模拟电位Vin和输入共模电位Vicm的电位差(输入电压)，因此积蓄和该电位差对应的电荷(输入电荷)。此时，通过采样电容器Cs进行输入模拟电位Vin的采样。

并且，如上所述，在通过采样电容器Cs进行输入模拟电位Vin的采样的同时或在进行该采样前，控制电路24使开关S4、S5、S7为接通状态，且使开关S6为断开状态(参照图3)。当开关S4、S5、S7变为接通状态且开关S6变为断开状态时，临时存储电容器Cf与输出共模电位Vocm短路连接，因此该临时存储电容器Cf中积蓄的残留电荷被放电。所以在通过采样电容器Cs进行输入模拟电位Vin的采样时，临时存储电容器Cf中积蓄的电荷被重置。

并且，如上所述，通过采样电容器Cs进行输入模拟电位Vin的采样时，控制电路24使开关S10为接通状态(参照图3)。当开关S10变为接通状态时，输入端子22中输入的输入模拟电位Vin被输入到比较器34的正侧输入端子。比较器34将输入到正侧输入端子的输入模拟电位Vin和输入到负侧输入端子的输出共模电位Vocm相比是否超过基准电压Vref’的1/b、即输入模拟电压Vin’是否超过基准电压Vref’的1/b(Vin’>Vref’/b是否成立)的比较结果，提供给控制电路24。并且，控制电路24根据来自比较器34的比较结果信息，判断输入模拟电压Vin’是否超过基准电压Vref’的1/b(步骤102)。其中，上述值b是，在输入模拟电位Vin处于超过负侧电源电位VSS到正侧电源电位VDD的范围的预定范围内时也可执行不产生输出饱和的处理所需的超过“1”的值，例如是“2”。

并且如上所述，通过采样电容器Cs进行输入模拟电位Vin的采样时，运算放大器30的输出端子可开放，或者也可与输出共模电位Vocm短路连接。或者，运算放大器30的输出端子和输入端子也可短路连接而进行失调消除。

上述采样电容器Cs中的输入模拟电位Vin的采样完成、该采样电容器Cs中积蓄了基于输入模拟电位Vin(具体而是Vin-Vicm)的输入电荷时，控制电路24接着执行将该采样电容器Cs中积蓄的输入电荷转移到临时存储电容器Cf的处理。具体而言，此时，控制电路24使开关S1、S7从接通状态切换为断开状态，并且使开关S6、S9从断开状态切换为接通状态(参照图4)。

控制电路24根据上述步骤102中的比较器34中的比较结果，判断Vin’>Vref’/b不成立时，使开关S2连接到第2基准端子28，从而导通第2基准端子28和采样电容器Cs(步骤104)。当实现了该连接时，输出共模电位Vocm施加到采样电容器Cs的输入侧端子，因此以该施加电位Vocm为基准的、采样电容器Cs中积蓄的与输入模拟电位Vin对应的输入电荷，转移到临时存储电容器Cf。此时，在临时存储电容器Cf两端产生的电压变为(Cs/Cf)×Vin’，因此运算放大器30的输出端子中出现的模拟电位Vo与采样电容器Cs及临时存储电容器Cf的各容量Cs、Cf和输入模拟电压Vin’对应(Vo＝(Cs/Cf)×Vin’+Vocm)。

另一方面，控制电路24根据上述步骤102中的比较器34中的比较结果，判断Vin’>Vref’/b成立时，使开关S2连接到第1基准端子26，从而导通第1基准端子26和采样电容器Cs(步骤106)。当实现了该连接时，基准电位Vref施加到采样电容器Cs的输入侧端子，因此以该施加电位Vref为基准的、采样电容器Cs中积蓄的与输入模拟电位Vin对应的输入电荷，转移到临时存储电容器Cf。此时，在采样电容器Cf中残留基准电压Vref’量的电荷，因此临时存储电容器Cf两端产生的电压变为(Cs/Cf)×(Vin’-Vref’)，运算放大器30的输出端子中出现的模拟电位Vo与采样电容器Cs及临时存储电容器Cf的各容量Cs、Cf和输入模拟电压Vin’、基准电压Vref’对应(Vo＝(Cs/Cf)×(Vin’-Vref’)+Vocm)。

因此，从采样电容器Cs转移到临时存储电容器Cf的电荷，在输入模拟电压Vin’未超过基准电压Vref’的1/b时，和输入模拟电压Vin’(具体而言是(Cs/Cf)×Vin’)对应，而当输入模拟电压Vin’超过基准电压Vref’的1/b时，和从输入模拟电压Vin’减去相当于基准电压Vref’量的值(具体而言是(Cs/Cf)×(Vin’-Vref’))对应。因此，采样电容器Cs中的输入模拟电位Vin的采样完成后，和输入模拟电压Vin’的大小对应的电荷从采样电容器Cs转移到临时存储电容器Cf。

在上述构成中，例如对于采样电容器Cs的容量Cs和临时存储电容器Cf的容量Cf的比，若a＝2成立，且上述值b＝2成立，则在输入模拟电压Vin’处于-Vref’到+Vref’/2的范围时，输出模拟电压Vo’收缩到-Vref’/2到+Vref’/4的范围(-Vref’/2≤Vo’≤Vref’/4)。并且，输入模拟电压Vin’处于+Vref’/2到+Vref附近的范围时，输出模拟电压Vo’收缩到-Vref’/4到0(即输出共模电位Vocm)附近的范围(-Vref’/4≤Vo’≤0)。因此，从采样电容器Cs向临时存储电容器Cf转移电荷时，可避免运算放大器30引起输出饱和。

并且如上所述，从采样电容器Cs向临时存储电容器Cf转移电荷时，运算放大器30的输出端子出现的输出模拟电位Vo(＝Vo’+Vocm)被输入到比较器36的正侧输入端子。比较器36将输入到正侧输入端子的输出模拟电位Vo和输入到负侧输入端子的输出共模电位Vocm相比是否超过基准电压Vref’的1/(a·b)、即输出模拟电压Vo’是否大于负的基准电压Vref’的1/(a·b)(Vo’>-Vref’/(a·b)是否成立)的比较结果，提供给控制电路24。并且，控制电路24根据来自比较器36的比较结果信息，判断Vo’>-Vref’/(a·b)是否成立(步骤108)。

控制电路24在从采样电容器Cs向临时存储电容器Cf的电荷转移完成后，根据上述步骤108中的比较器36的比较结果，判断Vo’>-Vref’/(a·b)成立时，执行进行输出共模电位Vocm的采样的处理(步骤110)。具体而言，此时，控制电路24将开关S2连接到第2基准端子28，将开关S3从断开状态切换到接通状态，并且将开关S4从接通状态切换到断开状态。

开关S1连接到第2基准端子28且开关S3变为接通状态时，向采样电容器Cs施加第2基准端子28中输入的输出共模电位Vocm和输入共模电位Vicm的电位差(在本实施例中是零)，因此积蓄和该电位差对应的电荷。因此，当Vo’>-Vref’/(a·b)成立时，通过采样电容器Cs进行输出共模电位Vocm的采样。

另一方面，控制电路24在从采样电容器Cs向临时存储电容器Cf的电荷转移完成后，根据上述步骤108中的比较器36中的比较结果，判断Vo’>-Vref’/(a·b)不成立时，执行进行基准电位Vref的采样的处理(步骤112)。具体而言，此时，控制电路24将开关S2连接到第1基准端子26，将开关S3从断开状态切换到接通状态，并且将开关S4从接通状态切换到断开状态(参照图5)。

开关S1连接到第1基准端子26且开关S3变为接通状态时，向采样电容器Cs施加第1基准端子26中输入的基准电位Vref和输入共模电位Vicm的电位差，因此积蓄和该电位差对应的电荷。因此，当Vo’>-Vref’/(a·b)不成立时，通过采样电容器Cs进行基准电位Vref的采样。

此外，控制电路24在通过采样电容器Cs进行输出共模电位Vocm或基准电位Vref的采样时，在使开关S5、S6保持接通的状态下，将开关S4、S9从接通状态切换为断开状态(参照图5)。当进行上述处理时，转移到临时存储电容器Cf并积蓄的电荷被该临时存储电容器Cf维持。

如上所述，通过采样电容器Cs进行输出共模电压Vocm或者基准电位Vref的采样时，控制电路24接着执行将转移到临时存储电容器Cf中并积蓄的电荷送回到采样电容器Cs的处理(步骤114)。具体而言，此时，控制电路24将开关S2、S3、S6从接通状态切换为断开状态，并且将开关S4、S7、S8从断开状态切换为接通状态。对各开关实现了上述状态时，以输出共模电位Vocm为基准的、临时存储电容器Cf中积蓄的电荷(具体而言，是和输入模拟电压Vin’对应的电荷或者从输入模拟电压Vin’减去了基准电压Vref’的电荷)再次转移到采样电容器Cs。

进行该电荷的再次转移后，因在上述步骤S110中Vo’>-Vref’/(a·b)成立而通过采样电容器Cs进行了输出共模电位Vocm的采样时，采样电容器Cs两端产生的电压变为Vin’或者Vin-Vref’。此外，采样电容器Cs两端产生的电压变为Vin’的定时是Vin’>+Vref’/b不成立时，并且，采样电容器Cs两端产生的电压变为Vin’-Vref’的定时是Vin’>+Vref’/b成立时。

另一方面，因在上述步骤S112中Vo’>-Vref’/(a·b)不成立而通过采样电容器Cs进行了基准电位Vref的采样时，采样电容器Cs两端产生的电压变为Vin’+Vref’。此外，采样电容器Cs两端产生的电压变为Vin’+Vref’的定时是Vo’>-Vref’/(a·b)不成立时、即Vin’<-Vref’/b成立时。

因此，从临时存储电容器Cf向采样电容器Cs再次转移电荷后，采样电容器Cs两端产生的电压在Vin’<-Vref’/b成立时是Vin’+Vref’，在-Vref’/b<Vin’<Vref’/b成立时是Vin’，并且在Vin’>+Vref’/b成立时是Vin’-Vref’。因此，运算放大器30的输出端子中出现的输出模拟电压Vo’收缩到-Vref’/b到+Vref’/b的范围。采样电容器Cs的两端电压作为运算放大器30的输出模拟电压Vo’被采样保持并输出(步骤116)。

因此，在本实施例的采样保持电路20中，当输入模拟电压Vin’处于负侧电源电位VSS(＝-Vref’)到正侧电源电位VDD(＝+Vref’)的范围内时，可将采样保持并输出的输出模拟电压Vo’调整到-Vref’/b到+Vref’/b的范围。

如上所述，值b是在输入模拟电位Vin处于超出负侧电源电位VSS到正侧电源电位VDD的范围的预定范围内时也可执行不产生输出饱和的处理所需的超过“1”的值。因此，采样保持电路20在输入模拟电位Vin处于负侧电源电位VSS或正侧电源电位VDD附近时、进一步当输入模拟电位Vin略小于负侧电源电位VSS或者略超过正侧电源电位VDD时，可不产生运算放大器30的输出饱和地执行采样保持输出。即，采样保持电路20在执行采样保持输出的基础上，对负侧电源电位VSS到正侧电源电位VDD的输入模拟电位Vin(进一步略超出该电源电位范围的输入模拟电位Vin)，可避免发生输出饱和。相反，采样保持电路20能够在抑制输出饱和发生的基础上使得允许的输入模拟电位Vin的范围扩大到电源电压VSS、VDD相对输入共模电位Vicm的b倍(超过“1”的倍数)。

此外，上述采样保持电路20在根据输入模拟电位Vin的输入对输出模拟电位Vo保持输出的过程中，通过采样电容器Cs进行输入模拟电位Vin的采样，通过采样电容器Cs进行从采样电容器Cs向临时存储电容器Cf转移电荷后的基准电位Vref或者输出共模电位Vocm的采样，之后，将临时存储电容器Cf中积蓄的电荷送回到采样电容器Cs，进行来自运算放大器30的保持输出。在这些处理中，采样保持电路20以采样电容器Cs为基点执行从输入模拟电位Vin的输入到输出模拟电位Vo的输出为止的各处理。因此，在采样保持电路20中，采样电容器Cs的容量值和临时存储电容器Cf的容量值的比(即值a)本身即使产生波动，也能够不受该波动影响地进行输出模拟电位Vo的保持输出。

在本实施例中，A/D转换装置将从采样保持电路20采样保持输出的输出模拟电位Vo，A/D转换为数字值(步骤118)。此外，从采样保持电路20采样保持输出的输出模拟电位Vo，作为进行采样电容器Cs和临时存储电容器Cf之间的电荷转移、伴随着电压采样的电荷或电压的加减计算的结果而获得，因此和输入模拟电位Vin不一一对应。

因此，A/D转换装置对上述步骤118中A/D转换获得的数字值适当加算或减算相当于如上加减计算的电荷或电压的量的数字值，从而计算最终的输出数字值。并且，将该计算出的最终数字值输出到外部。

具体而言，A/D转换装置在进行采样电容器Cs和临时存储电容器Cf之间的电荷转移、或者伴随着电压采样的电荷或电压的加减计算时，在存储器中存储表示在该时刻下进行了该加减计算的信息。并且，在此基础上，A/D转换装置在-Vref’/b<Vin’<Vref’/b成立时，根据存储器中存储的信息，判断在从输入模拟电位Vin的输入到输出模拟电位Vo的输出为止的过程中未进行任何电荷的加减计算，将对采样保持输出的输出模拟电位Vo进行A/D转换获得的数字值直接作为最终的输出数字值。此外，A/D转换装置在Vin’>+Vref’/b成立时，根据存储器中存储的信息，判断在从采样电容器Cs向临时存储电容器Cf转移电荷时从采样电容器Cs中积蓄的电荷减去了基准电压Vref’量的电荷，为补偿该减算量，将对采样保持输出的输出模拟电位Vo进行A/D转换获得的数字值加算基准电压Vref’量的数字值而获得的数字值，作为最终的输出数字值。进一步，A/D转换装置在Vin’<-Vref’/b成立时，根据存储器中存储的信息，判断在通过采样电容器Cs进行了基准电位Vref的采样后通过进行从临时存储电容器Cf向采样电容器Cs的电荷返回转移而使采样电容器Cs中积蓄的电荷加算了基准电压Vref’量，为减去该加算量，将从对采样保持输出的输出模拟电位Vo进行A/D转换获得的数字值减去基准电压Vref’量的数字值而获得的数字值，作为最终的输出数字值。

根据上述数字处理，可获得和输入模拟电压Vin一一对应的数字输出。因此，根据本实施例的A/D转换装置，除了负侧电源电位VSS到正侧电源电位VDD的范围，直至略超出该范围的范围为止，可高精度地进行输入模拟电位Vin的A/D转换。并且，在上述数字处理中，可使用对数字值进行加减计算的简单的数字运算，来实现用于获得与输入模拟电压Vin一一对应的数字输出的高精度的A/D转换。

并且，在采样保持电路20中，对比较器34、36设定预定的失调，但该失调即使偏离设计，也基本不会对A/D转换装置中的A/D转换特性造成影响。这是因为，比较器34、36的失调偏离对运算放大器30的输出电压仅产生微小影响，而只要运算放大器30在输出电压范围内确保充分的增益，对A/D转换后的数字值、或者对该数字值进行加减计算获得的最终的数字值就不会产生影响。

在上述第1实施例中，开关S1相当于权利要求所述的“第1开关”，采样电容器Cs相当于权利要求所述的“第1采样单元”及“第2采样单元”，基准电位Vref(基准电压Vref’)或者输出共模电位Vocm相当于权利要求所述的“预定基准电压”，开关S2~S10、临时存储电容器Cf、运算放大器30、及比较器34、36、且控制电路24进行步骤102~108、114、116的处理，相当于权利要求所述的“加减计算单元”及“保持单元”，开关S4、S5、S7相当于权利要求所述的“第2开关”，开关S2相当于权利要求所述的“第3开关”，控制电路24进行步骤114的处理相当于权利要求所述的“再次转移单元”。

并且，开关S8相当于权利要求所述的“第4开关”，控制电路24执行步骤102的处理相当于权利要求所述的“第1比较单元”，控制电路24执行步骤104、106的处理相当于权利要求所述的“转移时施加电压切换单元”，开关S6相当于权利要求所述的“第5开关”，控制电路24执行步骤108的处理相当于权利要求所述的“第2比较单元”，控制电路24执行步骤110、112的处理相当于权利要求所述的“采样电压切换单元”，A/D转换装置执行步骤118的处理相当于权利要求所述的“A/D转换单元”，A/D转换装置执行步骤120的处理相当于权利要求所述的“最终数字值运算单元”。

实施例2

图7表示作为本发明的第2实施例的采样保持电路100的构成图。本实施例的采样保持电路100是对输入的2个模拟电压的电位差进行采样且保持并输出的差动输入型的电路，是适用于将输入的模拟电压转换为数字值的A/D转换装置(例如巡回型(循环型)ADC、管线型ADC等)的电路。

如图7所示，采样保持电路100具有可对输入的2个模拟电压采样的一对电容器Csp、Csn。以下将电容器Csp、Csn称为采样电容器Csp、Csn。此外，设采样电容器Csp、Csn的容量为容量Csp、Csn。在采样电容器Csp的输入侧端子经由开关S1p连接输入端子102p，并且在采样电容器Csn的输入侧端子经由开关S1n连接输入端子102n。向输入端子102p输入模拟电位Vinp，向输入端子102n输入模拟电位Vinn。开关S1p是导通/断开采样电容器Csp的输入侧端子和上述输入端子102p的开关。并且，开关S1n是导通/断开采样电容器Csn的输入侧端子和上述输入端子102n的开关。

开关S1p、S1n由下述控制电路104控制，具体而言，在不应采样输入的模拟电位Vinp、Vinn时断开，在应采样输入的模拟电位Vinp、Vinn时接通。采样电容器Csp在开关S1p处于接通状态时，可积蓄基于经由该开关S1p输入的模拟电位Vinp的输入电荷，通过该输入电荷的积蓄，进行输入模拟电压的采样。并且，采样电容器Csn在开关S1n处于接通状态时，可积蓄基于经由该开关S1n输入的模拟电位Vinn的输入电荷，通过该输入电荷的积蓄，进行输入模拟电压的采样。

在采样电容器Csp的输入侧端子还经由开关S2p连接第1基准端子106、第2基准端子108、及第3基准端子110。在采样电容器Csn的输入侧端子还经由开关S2n连接第1基准端子106、第2基准端子108、及第3基准端子110。开关S2p、S2n是导通/断开第1~第3基准端子106、108、110和采样电容器Csp、Csn的输入侧端子的开关，将采样电容器Csp、Csn的输入侧端子与第1~第3基准端子106~110的某一个连接。

向第1基准端子106提供基准电位Vrefp。向第2基准端子108提供输出共模电位Vocm。并且，向第3基准端子110提供基准电位Vrefn。开关S2p、S2n由控制电路104控制，具体而言，应采样基准电位Vrefp时，导通第1基准端子106和采样电容器Csp、Csn的输入侧端子，应采样输出共模电位Vocm时，导通第2基准端子108和采样电容器Csp、Csn的输入侧端子，应采样基准电位Vrefn时，导通第3基准端子110和采样电容器Csp、Csn的输入侧端子。

采样电容器Csp、Csn在开关S2p、S2n使第1基准端子106和采样电容器Csp、Csn的输入侧端子导通时，可积蓄基于经由该开关S2p、S2n输入的基准电位Vrefp的基准电荷，通过该基准电荷的积蓄，采样基准电位Vrefp。另一方面，采样电容器Csp、Csn在开关S2p、S2n使第2基准端子108和采样电容器Csp、Csn的输入侧端子导通时，可积蓄经由该开关S2p、S2n输入的输出共模电位Vocm的基准电荷，通过该基准电荷的积蓄，采样电位Vocm。并且，采样电容器Csp、Csn在开关S2p、S2n使第3基准端子110和采样电容器Csp、Csn的输入侧端子导通时，可积蓄经由该开关S2p、S2n输入的基准电位Vrefn的基准电荷，通过该基准电荷的积蓄，采样基准电位Vrefn。

在本实施例中，上述基准电位Vrefp设为正侧的电源电位VDD，且上述基准电位Vrefn设为负侧的电源电位VSS(Vrefp＝VDD且Vrefn＝VSS)。并且，输出共模电位Vocm设定为正侧的电源电位VDD和负侧的电源电位VSS的中间值(＝(VDD+VSS)/2)。此外，设上述基准电位Vrefp为正侧的电源电位VDD、且上述基准电位Vrefn为负侧的电源电位VSS时，输出共模电位Vocm为基准电位Vrefp和Vrefn的中间值(＝(Vrefp+Vrefn)/2)。

进一步，采样电容器Csp的输入侧端子和采样电容器Csn的输入侧端子经由开关S11连接。开关S11是导通/断开采样电容器Csp、Csn的输入侧端子之间的开关，如下所述，由控制电路104控制。

采样保持电路100进一步具有运算放大器120。在上述采样电容器Csp的输出侧端子经由开关S3p连接第4基准端子122，并且经由开关S4p连接运算放大器120的负侧输入端子。并且，在上述采样电容器Csn的输出侧端子经由开关S3n连接第4基准端子122，并且经由开关S4n连接运算放大器120的正侧输入端子。向第4基准端子122输入运算放大器120的输入共模电位Vicm。

并且在本实施例中，输入共模电位Vicm是使运算放大器120动作的适当电压(具体而言，是输入模拟电位Vinp和Vinn的中间电位(Vinp+Vinn)/2)，可独立于上述输出共模电位Vocm设定。但输入共模电位Vicm也可和输出共模Vocm相同(Vicm＝Vocm)。此外，当运算放大器120的输入端子和输出端子短路时，进行失调消除，因此当进行上述短路时，输入共模电位Vicm自动变得和输出共模Vocm相同。并且，运算放大器120以输出共模Vocm为中心，对正侧电源电位VDD和负侧电源电位VSS的电位差的例如一半左右的输出范围(具体而言是-(VDD-VSS)/2-α到+(VDD-VSS)/2+α的范围，其中，值α是很小的值，例如是“0.2”)具有充分的增益。

开关S3p、S3n是导通/断开采样电容器Csp、Csn的输出侧端子和第4基准端子122的开关。开关S3p、S3n由控制电路104控制，具体而言，在不应通过采样电容器Csp、Csn进行采样时断开，在应通过采样电容器Csp、Csn进行采样时接通。并且，开关S4p、S4n是导通/断开采样电容器Csp、Csn的输出侧端子和运算放大器120的输入端子的开关。开关S4如下所述，通过控制电路104控制。

在运算放大器120的负侧输入端子经由开关S5p连接电容器Cfp。并且，在运算放大器120的正侧输入端子经由开关S5n连接电容器Cfn。开关S5p、S5n是导通/断开运算放大器120的输入端子和电容器Cfp、Cfn的输入侧端子的开关。开关S5p、S5n如下所述，由控制电路104控制。电容器Cfp、Cfn是转移上述采样电容器Csp、Csn中积蓄的电荷的临时存储电容器。以下将电容器Cfp、Cfn称为临时存储电容器Cfp、Cfn。并且设临时存储电容器Cfp、Cfn的容量为容量Cfp、Cfn。临时存储电容器Cfp的容量Cfp设定为比上述采样电容器Csp的容量Csp大的值，临时存储电容器Cfn的容量Cfn设定为比上述采样电容器Csn的容量Csn大的值。即，Cfp＝a·Csp、且Cfn＝a·Csn成立。其中，关于值a，a>1成立，例如a＝2。

在临时存储电容器Cfp的输出侧端子经由开关S6p连接运算放大器120的正侧输出端子(电压Vop)，并且经由开关S7p连接第2基准端子108。并且，在临时存储电容器Cfn的输出侧端子经由开关S6n连接运算放大器120的负侧输出端子(电压Von)，并且经由开关S7n连接第2基准端子108。开关S6p、S6n是导通/断开临时存储电容器Cfp、Cfn的输出侧端子和运算放大器120的输出端子的开关，由控制电路104控制。并且，开关S7p、S7n是导通/断开临时存储电容器Cfp、Cfn的输出侧端子和第2基准端子108的输出端子的开关，由控制电路104控制。

并且，运算放大器120的正侧输出端子经由开关S8p连接到采样电容器Csp的输入侧端子。运算放大器120的负侧输出端子经由开关S8n连接到采样电容器Csn的输入侧端子。开关S8p、S8n是导通/断开运算放大器120的输出端子和采样电容器Csp、Csn的输入侧端子的开关，由控制电路104控制。

在运算放大器120的正侧输出端子上连接2个比较器124、126的正侧输入端子。并且，在运算放大器120的负侧输出端子上连接2个比较器124、126的负侧输入端子。比较器124具有+(Vrefp-Vrefn)/(a·b)的失调。并且，比较器126具有-(Vrefp-Vrefn)/(a·b)的失调。比较器124、126分别比较输入到输入端子的电压，将其比较结果输出到控制电路104。控制电路104如下所述，根据比较器124、126的比较结果，控制开关S2p、S2n的导通/断开。其中，值b是在输入模拟电位Vin’(＝Vinp-Vinn)的电平处于超过电源电位VDD-VSS的电平范围的预定范围内时也可执行不产生输出饱和的处理所需的超过“1”的值，例如是“2”。

接着参照图8至图13说明本实施例的采样保持电路100及A/D转换装置的动作。

图8表示在包括本实施例的采样保持电路100的A/D转换装置中执行的控制流程的一例的流程图。图9是表示在本实施例的采样保持电路100中在输入模拟电压Vin’(＝Vinp-Vinn)采样时实现的电路状态的图。图10是表示在本实施例的采样保持电路100中从采样电容器Csp、Csn向临时存储电容器Cfp、Cfn转移电荷时实现的电路状态的图。图11是表示在本实施例的采样保持电路100中在基准电位Vref’(＝Vrefp-Vrefn)采样时实现的电路状态的图。图12是表示在本实施例的采样保持电路100中从临时存储电容器Cfp、Cfn向采样电容器Csp、Csn转移电荷时实现的电路状态的图。并且，图13是表示本实施例的采样保持电路中100的输入模拟电压Vin’和输出模拟电压Vo’(＝Vop-Von)的关系的图。

在本实施例中，A/D转换装置即将进行A/D转换前，开关S1p、S1n处于断开状态。从上述状态开始进行A/D转换时，首先，采样保持电路100的控制电路104执行进行输入模拟电位Vinp、Vinn的采样的处理(步骤200)。具体而言，此时，控制电路104将开关S1p、S1n从断开状态切换到接通状态，并且使开关S2p、S2n、S8p、S8n、S9p、S9n、S11为断开状态，且使开关S3p、S3n为接通状态(参照图9)。

开关S1p、S3p均变为接通状态且开关S2p变为断开状态时，向采样电容器Csp施加输入端子102p中输入的模拟电位Vinp和输入共模电位Vicm的电位差(输入电压)，因此积蓄和该电位差对应的电荷(输入电荷)。此时，通过采样电容器Csp进行输入模拟电位Vinp的采样。同样，开关S1n、S3n均变为接通状态且开关S2n变为断开状态时，向采样电容器Csn施加输入端子102n中输入的模拟电位Vinn和输入共模电位Vicm的电位差(输入电压)，因此积蓄和该电位差对应的电荷(输入电荷)。此时，通过采样电容器Csn进行输入模拟电位Vinn的采样。

并且，如上所述，在通过采样电容器Csp、Csn进行输入模拟电位Vinp、Vinn的采样的同时或在进行该采样前，控制电路104使开关S4p、S4n、S5p、S5n、S7p、S7n为接通状态，且使开关S6p、S6n为断开状态(参照图9)。当实现上述开关状态时，临时存储电容器Cfp、Cfn与输出共模电位Vocm短路连接，因此该临时存储电容器Cfp、Cfn中积蓄的电荷被放电。所以在通过采样电容器Csp、Csn进行输入模拟电位Vinp、Vinn的采样时，临时存储电容器Cfp、Cfn中积蓄的电荷被重置。

并且，如上所述，通过采样电容器Csp、Csn进行输入模拟电位Vinp、Vinn的采样时，运算放大器120的输出端子可开放，或者也可与输出共模电位Vocm短路连接。或者，运算放大器120的输出端子和输入端子也可短路连接，进行失调消除。

上述采样电容器Csp、Csn中的输入模拟电位Vinp、Vinn的采样完成、该采样电容器Csp、Csn中积蓄了基于输入模拟电位Vinp、Vinn的输入电荷时，控制电路104接着执行将该采样电容器Csp、Csn中积蓄的输入电荷转移到临时存储电容器Cfp、Csn的处理(步骤202)。具体而言，此时，控制电路104使开关S1p、S1n、S7p、S7n从接通状态切换为断开状态，并且使开关S6p、S6n、S11从断开状态切换为接通状态(参照图10)。

当实现上述状态时，采样电容器Csp、Csn串联连接，因此通过采样电容器Csp、Csn采样的输入模拟电位Vinp、Vinn中，仅与差动成分Vin’(＝Vinp-Vinn)对应的输入电荷从该采样电容器Csp、Csn转移到临时存储电容器Cfp、Cfn。此时，运算放大器120的正侧输出端子和负侧输出端子之间的差动输出电压Vo’(＝Vop-Von)变为(Cs/Cf)×Vin’(=1/a×Vin’)。

如上所述，值a是大于“1”的值，因此运算放大器120的差动输出电压Vo’小于输入模拟电压Vin’。此时，即使输入模拟电压Vin’处于正侧电源电位VDD和负侧电源电位VSS的差(VDD-VSS)的附近，当进行从采样电容器Csp、Csn向临时存储电容器Cfp、Cfn的电荷转移时，运算放大器120的差动输出电压Vo’也比电源电压(VDD-VSS)小，收缩在-(VDD-VSS)/a到+(VDD-VSS)/a的范围。因此，在从采样电容器Csp、Csn向临时存储电容器Cfp、Cfn转移电荷时，避免了运算放大器120产生输出饱和，确保运算放大器120的动作。

此外，如上所述，从采样电容器Csp、Csn向临时存储电容器Cfp、Cfn转移和差动成分Vin’对应的输入电荷时，输入模拟电位Vinp、Vinn中和输入共模成分(Vinp+Vinn)/2对应的电荷成分不转移到临时存储电容器Cfp、Cfn、即运算放大器120侧，而残留在采样电容器Csp、Csn中。此时，采样电容器Csp、Csn两端产生的电压变为该输入共模电位(Vinp+Vinn)/2。并且，此时，采样电容器Csp、Csn的输入侧端子的电位不固定，因此输入模拟电位Vinp、Vinn中即使产生共模变动，输入到运算放大器120的输入端子的电位也不会受到通过采样电容器Csp、Csn采样的输入模拟电位Vinp、Vinn的共模的影响，基本固定为设定的输入共模电位Vicm。

并且，如上所述，从采样电容器Csp、Csn向临时存储电容器Cfp、Cfn进行电荷转移时，运算放大器120的输出端子中出现的差动输出电压Vo’(＝Vop-Von)输入到比较器124、126的输入端子。比较器124、126将输入端子中输入的运算放大器120的差动输出电压Vo’是否处于-Vref’/(a·b)到+Vref’/(a·b)的范围的比较结果，提供到控制电路104。例如，比较器124将输入端子中输入的运算放大器120的差动输出电压Vo’是否大于+Vref’/(a·b)的比较结果，提供到控制电路104，比较器126将输入端子中输入的运算放大器120的差动输出电压Vo’是否小于-Vref’/(a·b)的比较结果，提供到控制电路104。

控制电路104根据从比较器124、126传送的比较结果信息，判断运算放大器120的差动输出电压Vo’(1)是否大于+Vref’/(a·b)、(2)是否处于-Vref’/(a·b)到+Vref’/(a·b)的范围内、或(3)是否小于-Vref’/(a·b)(步骤204)。并且，将该判断结果例如作为数字值D0＝+1，0，-1存储。

当进行上述存储后，控制电路104接着进行以下处理(步骤206)：对与采样电容器Csp、Csn中残留的输入共模成分(Vinp+Vinn)/2对应的电荷成分进行放电去除。具体而言，此时，控制电路104将开关S2p、S2n连接到第2基准端子108，将开关S3p、S3n从断开状态切换到接通状态，并且将开关S4p、S4n从接通状态切换到断开状态(参照图11)。当实现上述开关状态时，向采样电容器Csp、Csn的两端施加输入共模电位Vicm和输出共模电位Vocm，从而与这些采样电容器Csp、Csn中残留的输入共模成分(Vinp+Vinn)/2对应的电荷成分被放电去除。

并且，控制电路104在进行了上述采样电容器Csp、Csn中的电荷放电后，进行和上述比较器124、126的比较结果对应的采样电容器Csp、Csn中的电压采样(步骤208)。具体而言，此时，控制电路104根据比较器124、126的比较结果，判断Vo’>+Vref’/(a·b)成立时，将开关S2p连接到第3基准端子110，且将开关S2n连接到第1基准端子106，当判断-Vref’/(a·b)<Vo’<+Vref’/(a·b)成立时，将开关S2p、S2n同时连接到第2基准端子108，并且当判断Vo’<-Vref’/(a·b)成立时，将开关S2p连接到第1基准端子106，且将开关S2n连接到第3基准端子110。

开关S2p与第3基准端子110连接、且开关S2n与第1基准端子106连接时，向采样电容器Csp施加基准电位Vrefn和输入共模电位Vicm的电位差，并且向采样电容器Csn施加基准电位Vrefp和输入共模电位Vicm的电位差，因此在采样电容器Csp、Csn中积蓄和各电位差对应的电荷。因此，当Vo’>+Vref’/(a·b)成立时，通过采样电容器Csp进行基准电位Vrefn的采样，并且通过采样电容器Csn进行基准电位Vrefp的采样。

并且，开关S2p、S2n均与第2基准端子108连接时，向采样电容器Csp、Csn施加输出共模电位Vocm和输入共模电位Vicm的电位差，因此在采样电容器Csp、Csn中积蓄和该电位差对应的电荷。因此，当-Vref’/(a·b)<Vo’<+Vref’/(a·b)成立时，通过各采样电容器Csp、Csn进行输出共模电位Vocm的采样。

进一步，开关S2p与第1基准端子106连接、且开关S2n与第3基准端子110连接时，向采样电容器Csp施加基准电位Vrefp和输入共模电位Vicm的电位差，并且向采样电容器Csn施加基准电位Vrefn和输入共模电位Vicm的电位差，因此在采样电容器Csp、Csn中积蓄和各电位差对应的电荷。因此，当Vo’<-Vref’/(a·b)成立时，通过采样电容器Csp进行基准电位Vrefp的采样，并且通过采样电容器Csn进行基准电位Vrefn的采样。

此外，上述采样电容器Csp、Csn中的电荷放电和基准电位Vrefp、Vrefn、输出共模电位Vocm的采样依次进行，但也可同时进行。此时，若进行采样电容器Csp、Csn中的各基准电位Vrefp、Vrefn、输出共模电位Vocm的采样，则在该采样前积蓄的与输入共模成分(Vinp+Vinn)/2对应的电荷成分自动被放电去除。

并且，控制电路104通过采样电容器Csp、Csn进行输出共模电压Vocm或者基准电位Vrefp、Vrefn的采样时，使开关S5p、S5n、S6p、S6n保持接通的状态下，使开关S4p、S4n、S9p、S9n从接通状态切换为断开状态(参照图11)。进行上述处理后，转移到临时存储电容器Cfp、Cfn并积蓄的电荷被该临时存储电容器Cfp、Cfn维持。

如上所述，通过采样电容器Csp、Csn进行输出共模电压Vocm或基准电位Vrefp、Vrefn的采样时，控制电路104接着执行将转移到临时存储电容器Cfp、Cfn中并积蓄的电荷送回到采样电容器Csp、Csn的处理(步骤210)。具体而言，此时，控制电路104将开关S2、S3、S6从接通状态切换到断开状态，并且将开关S4p、S4n、S7p、S7n、S8p、S8n从断开状态切换到接通状态。对各开关实现上述状态时，临时存储电容器Cfp、Cfn中积蓄的和差动成分Vin’(＝Vinp-Vinn)对应的电荷再次转移到采样电容器Csp、Csn。

当进行所述电荷的再次转移时，因上述步骤204中Vo’>+Vref’/(a·b)成立而通过采样电容器Csp进行基准电位Vrefn的采样、且通过采样电容器Csn进行基准电位Vrefp的采样时，采样电容器Csp、Csn两端产生的电压大致变为(Vinp-Vrefp)、(Vinn-Vrefn)。此时，运算放大器120的输出端子出现的差动输出电压Vo’(＝Vop-Von)变为Vin’-Vref’。

并且，因上述步骤204中-Vref’/(a·b)<Vo’<+Vref’/(a·b)成立而通过采样电容器Csp、Csn进行输出共模电位Vocm的采样时，采样电容器Csp、Csn两端产生的电压大致变为Vinp、Vinn。此时，运算放大器120的输出端子出现的差动输出电压Vo’(＝Vop-Von)变为Vin’。

进一步，因上述步骤204中Vo’<-Vref’/(a·b)成立而通过采样电容器Csp进行基准电位Vrefp的采样、且通过采样电容器Csn进行基准电位Vrefn的采样时，采样电容器Csp、Csn两端产生的电压大致变为(Vinp+Vrefp)、(Vinn+Vrefn)。此时，运算放大器120的输出端子出现的差动输出电压Vo’(＝Vop-Von)变为Vin’+Vref’。

因此，从临时存储电容器Cfp、Cfn向采样电容器Csp、Csn再次转移电荷后，采样电容器Csp、Csn两端产生的电压在Vo’>+Vref’/(a·b)成立时、即Vin’>+Vref’/b成立时是Vin’-Vref’，在-Vref’/(a·b)<Vo’<+Vref’/(a·b)成立时、即-Vref’/b<Vin’<Vref’/b成立时是Vin’，并且，在Vo’<-Vref’/(a·b)成立时、即Vin’<-Vref’/b成立时是Vin’+Vref’。因此，运算放大器120的输出端子中出现的差动输出电压Vo’收缩在-Vref’/b到+Vref’/b的范围。运算放大器120的输出模拟电压Vo’被采样保持并输出(步骤212)。

因此，在本实施例的采样保持电路100中，当输入模拟电压Vinp、Vinn的差动输入电压Vin’的电平处于基准电压Vref’(＝电源电位VDD-VSS)的电平范围内时，可将采样保持并输出的差动输出电压Vo’调整到-Vref’/b到+Vref’/b的范围。

如上所述，值b是在输入模拟电压Vin’(＝Vinp-Vinn)的电平处于超出电源电位VDD-VSS的电平范围的预定范围内时也可执行不产生输出饱和的处理所需的超过“1”的值。因此，采样保持电路100在差动输入电压Vin’处于电源电位(VDD-VSS)的范围的边界附近时、进一步略微超出该电源电位(VDD-VSS)的范围时，也可不产生运算放大器120的输出饱和地执行采样保持输出。即，采样保持电路100在执行采样保持输出的基础上，对电源电位(VDD-VSS)的范围的差动输入电压Vin’(进一步略超出该电源电位范围的差动输入电压Vin’)，可避免发生输出饱和。相反，采样保持电路100能够在抑制输出饱和发生的基础上将允许的输入模拟电位Vin’的范围扩大到电源电压(VDD-VSS)的b倍(超过“1”的倍数)。

并且，在本实施例的采样保持电路100中，输入模拟电位Vinp、Vinn的输入共模成分Vicm(＝(Vinp+Vinn)/2)即使相比输出共模电位Vocm大幅变动时，从采样电容器Csp、Csn向临时存储电容器Cfp、Cfn的电荷转移也仅对输入模拟电位Vinp、Vinn中和差动成分Vin’(＝Vinp-Vinn)对应的输入电荷进行。即，和输入共模成分Vicm(＝(Vinp+Vinn)/2)对应的输入电荷不从采样电容器Csp、Csn转移到临时存储电容器Cfp、Cfn。并且，该采样电容器Csp、Csn中残存的输入共模成分Vicm(Vinp+Vinn)/2，通过基准电位Vrefp、Vrefn、输出共模电位Vocm的采样被放电去除。

因此，采样保持电路100在输入施加了输入共模成分Vicm(＝(Vinp+Vinn)/2)变化的输入模拟电位Vinp、Vinn时，也可抑制运算放大器120的输入电位脱离预定的设计值，可正确地仅采样保持输入模拟电位Vinp、Vinn的差动输入成分Vin’(＝Vinp-Vinn)。并且，采样保持电路100通过去除输入共模成分Vicm可使运算放大器120的输入电位不受输入共模成分Vicm的影响，结果可使A/D转换装置实现CMRR(Common-ModeRejectionRatio/共模抑制比)高的差动输入A/D转换。

此外，上述采样保持电路100在根据差动输入电压Vin’的输入对差动输出电压Vo’进行保持输出的过程中，通过采样电容器Csp、Csn进行输入模拟电压Vinp、Vinn的采样，通过采样电容器Csp、Csn进行从采样电容器Csp、Csn向临时存储电容器Cfp、Cfn转移电荷后的基准电压Vrefp、Vrefn或者输出共模电位Vocm的采样，之后将临时存储电容器Cfp、Cfn中积蓄的电荷送回到采样电容器Csp、Csn，进行来自运算放大器120的保持输出。在这些处理中，采样保持电路100以采样电容器Csp、Csn为基点执行从差动输入电压Vin’的输入到差动输出电压Vo’的输出为止的各处理。因此，在采样保持电路100中，即使采样电容器Csp、Csn的容量值和临时存储电容器Cfp、Cfn的容量值的比(即值a)本身产生波动，或者采样电容器Csp的容量值和临时存储电容器Cfp的容量值的比、与采样电容器Csn的容量值和临时存储电容器Cfn的容量值的比之间产生波动，也可不受该波动影响地进行差动输出电压Vo’的保持输出。

在本实施例中，A/D转换装置将从采样保持电路100采样保持输出的差动输出电压Vo’，A/D转换为数字值(步骤214)。并且，从采样保持电路100采样保持输出的差动输出电压Vo’是进行采样电容器Csp、Csn和临时存储电容器Cfp、Cfn之间的电荷转移、伴随电压采样的电荷或电压的加减计算而获得的，因此和差动输入电压Vin’不一一对应。

因此，A/D转换装置对上述步骤214中A/D转换获得的数字值适当加算或减算相当于如上加减计算的电荷或电压的量的数字值，从而计算出最终的输出数字值。并且，将该计算出的最终数字值输出到外部。

具体而言，A/D转换装置从存储器读出在上述步骤204中进行的判断结果。并且，在此基础上，A/D转换装置在Vin’>+Vref’/b成立时，判断从临时存储电容器Cfp、Cfn向采样电容器Csp、Csn送回电荷时从临时存储电容器Csp、Csn中积蓄的电荷减去了基准电压Vref’量的电荷，为补偿该减算量，将对采样保持输出的差动输出电压Vo’进行A/D转换获得的数字值加算基准电压Vref’量的数字值而获得的数字值，作为最终的输出数字值。A/D转换装置在-Vref’/b<Vin’<Vref’/b成立时，判断在从差动输入电压Vin’的输入到差动输出电压Vo’的输出为止的过程中未进行任何电荷的加减计算，将对采样保持输出的差动输出电压Vo’进行A/D转换获得的数字值直接作为最终的输出数字值。进一步，A/D转换装置在Vin’<-Vref’/b成立时，判断从临时存储电容器Cfp、Cfn向采样电容器Csp、Csn送回电荷时对临时存储电容器Csp、Csn中积蓄的电荷加算了基准电压Vref’量的电荷，为减去该加算量，将从采样保持输出的差动输出电压Vo’进行A/D转换获得的数字值减去基准电压Vref’量的数字值而获得的数字值，作为最终的输出数字值。

根据上述数字处理，可获得和差动输入电压Vin’一一对应的差动数字输出。因此，根据本实施例的A/D转换装置，除了电源电位(VDD-VSS)的范围，直至略超出该范围的范围为止也可高精度地进行差动输入电压Vin’的A/D转换。并且，在上述数字处理中，可使用对数字值进行加减计算的简单的数字运算，来实现用于获得与差动输入电压Vi’n一一对应的差动数字输出的高精度的A/D转换。

例如，若上述值b＝2成立，则如图13所示，相对于从-3/2·Vref’到+3/2·Vref’的差动输入电压Vin’，保持输出的差动输出电压Vo’收缩到-1/2·Vref’到+1/2·Vref’的范围。即，作为运算放大器120的输出电压范围只要确保1/2·Vref’，差动输入电压Vin’在电源电压(VDD-VSS)的1.5倍的大范围内变化时也可高精度地实现采样保持输出及A/D转换。

并且，在采样保持电路100中，对比较器124、126设定预定的失调，但该失调即使偏离设计，也基本不会对A/D转换装置中的A/D转换特性造成影响。这是因为，比较器124、126的失调偏离对运算放大器120的差动输出电压仅产生微小影响，而只要运算放大器120在输出电压范围内如确保充分的增益，对A/D转换后的数字值、或者对该数字值进行加减计算获得的最终的数字值就不会产生影响。

在上述第2实施例中，开关S1p、S1n相当于权利要求所述的“第1开关”，采样电容器Csp、Csn相当于权利要求所述的“采样电容器”，基准电位Vrefp、Vrefn或者输出共模电位Vocm相当于权利要求所述的“预定的基准电压”，开关S2p、S2n~S8p、S8n、S11、临时存储电容器Cfp、Cfn、运算放大器120、及比较器124、126、且控制电路104进行步骤202~212的处理相当于权利要求所述的“加减计算单元”及“保持单元”，开关S4p、S4n、S5p、S5n、S7p、S7n相当于权利要求所述的“第2开关”开关S11相当于权利要求所述的“第3开关”，开关S2p、S2n相当于权利要求所述的“第4开关”，控制电路104进行步骤210的处理相当于权利要求所述的“再次转移单元”。

并且，A/D转换装置执行步骤214的处理相当于权利要求所述的“A/D转换单元”，A/D转换装置执行步骤216的处理相当于权利要求所述的“最终数字值运算单元”。

此外，在上述第1及第2实施例中，通过采样保持电路20、100进行输入模拟电位Vin、Vinp、Vinn的采样，将通过该采样获得的电荷从采样电容器Cs、Csp、Csn转移到临时存储电容器Cf、Cfp、Cfn，之后通过采样保持电路20、100进行基准电位Vref、Vrefp、Vrefn、Vocm的采样，但也可相反地如下进行：首先，通过采样保持电路20、100进行基准电位Vref、Vrefp、Vrefn、Vocm的采样，将通过该采样获得的电荷从采样电容器Cs、Csp、Csn转移到临时存储电容器Cf、Cfp、Cfn，之后通过采样保持电路20、100进行输入模拟电位Vin、Vinp、Vinn的采样。

符号说明

20、100采样保持电路

22、102p、102n输入端子

24、104控制电路

26、28、32、106、108、110、122基准端子

30、120运算放大器

34、36、124、126比较器

Cs采样电容器

Cf临时存储电容器

S1~S11开关

Vin、Vinp、Vinn输入模拟电位

Vin’输入模拟电压

Vicm输入共模电位

Vo、Vop、Von输出模拟电位

Vo’输出模拟电压

Vocm输出共模电位

Vref、Vrefp、Vrefn基准电位

Vref’基准电压

Claims (9)

1.一种采样保持电路，其特征在于，具有：

采样电容器(Cs)；

第1开关(S1)，其一端与所述采样电容器的输入侧端子连接，另一端与被输入模拟电位(Vin)的输入端子(22)连接；

第2开关(S2)，其一端与所述采样电容器的所述输入侧端子连接，另一端能够在被提供基准电位(Vref)的第1基准端子(26)和被提供输出共模电位(Vocm)的第2基准端子(28)之间切换连接；

运算放大器(30)，其正侧输入端子被输入输入共模电位(Vicm)；

第3开关(S3)，其一端与所述采样电容器的输出侧端子连接，另一端与被输入所述输入共模电位(Vicm)的第3基准端子(32)连接；

第4开关(S4)，其一端与所述采样电容器的所述输出侧端子连接，另一端与所述运算放大器的负侧输入端子连接；

第5开关(S5)，其一端与所述运算放大器的所述负侧输入端子连接，另一端与临时存储电容器(Cf)的输入侧端子连接；

第6开关(S6)，其一端与所述临时存储电容器的输出侧端子连接，另一端与所述运算放大器的输出端子连接；

第7开关(S7)，其一端与所述临时存储电容器的所述输出侧端子连接，另一端与所述第2基准端子连接；

第8开关(S8)，其一端与所述运算放大器的所述输出端子连接，另一端与所述采样电容器的所述输入侧端子连接；

2个比较器(34、36)，各自的负侧输入端子与所述第2基准端子连接；

第9开关(S9)，其一端与所述运算放大器的所述输出端子连接，另一端与所述2个比较器的正侧输入端子连接；

第10开关(S10)，其一端与所述2个比较器的所述正侧输入端子连接，另一端与所述采样电容器的所述输入侧端子连接；以及

控制电路(24)，对所述第1开关～第10开关进行控制，

当所述第1开关接通时，所述采样电容器能够积蓄基于经由所述第1开关输入的所述模拟电位的输入电荷，对所述模拟电位采样，

当所述第1开关断开且所述第2开关的另一端连接到所述第1基准端子时，所述采样电容器能够积蓄基于经由所述第2开关输入的所述基准电位的基准电荷，对所述基准电位采样，

当所述第1开关断开且所述第2开关的另一端连接到所述第2基准端子时，所述采样电容器能够积蓄基于经由所述第2开关输入的所述输出共模电位的基准电荷，对所述输出共模电位采样，

在所述采样电容器中积蓄了所述输入电荷后，使所述第4开关、所述第5开关和所述第7开关接通，从而使所述采样电容器中积蓄的所述输入电荷向所述临时存储电容器转移，当所述采样电容器中积蓄的所述输入电荷被转移到所述临时存储电容器后，使所述第2开关接通，当通过所述第2开关的接通而在所述采样电容器中积蓄了所述基准电荷后，使转移到所述临时存储电容器的所述输入电荷返回所述采样电容器，以便进行所述采样电容器中积蓄的电荷的加算或减算，

所述运算放大器将通过上述加算或减算而获得的所述采样电容器的两端电压作为输出模拟电压进行采样保持并输出。

2.根据权利要求1所述的采样保持电路，其特征在于，

所述第8开关在进行保持输出时接通。

3.根据权利要求1或2所述的采样保持电路，其特征在于，所述临时存储电容器的容量比所述采样电容器的容量大。

4.根据权利要求1或2所述的采样保持电路，其特征在于，所述2个比较器中的一个比较器判断通过所述采样电容器采样的输入电压是否大于第1预定值，根据其判断结果来切换所述第2开关的连接，从而在所述采样电容器中积蓄的所述输入电荷向所述临时存储电容器转移时将所述输出共模电位或所述基准电位施加到所述采样电容器的所述输入侧端子。

5.根据权利要求4所述的采样保持电路，其特征在于，

在所述采样电容器中积蓄的所述输入电荷被转移到所述临时存储电容器之后，使所述第6开关接通，所述2个比较器中的另一个比较器判断在所述采样电容器中积蓄的所述输入电荷被转移到所述临时存储电容器后所述运算放大器的输出端子所呈现的电压是否大于第2预定值，根据其判断结果来切换所述第2开关的连接。

6.一种A/D转换装置，其特征在于，具有：

权利要求1至5的任意一项所述的采样保持电路；

A/D转换单元，对通过所述采样保持电路输出的模拟输出电压进行A/D转换；和

最终数字值运算单元，将对通过所述A/D转换单元进行A/D转换获得的数字值和通过所述采样电容器采样的所述基准电位所对应的数字值进行减算或加算而获得的数字值，作为输出数字值。

7.一种采样保持电路，用于采样保持2个输入电压的电位差，其特征在于，

具有：一对采样电容器(Csp、Csn)；

一对第1开关(S1p、S1n)，各自的一端分别与所述一对采样电容器的输入侧端子连接，各自的另一端分别与被输入模拟电位(Vinp，Vinn)的一对输入端子(102p、102n)连接；

一对第2开关(S2p、S2n)，各自的一端分别与所述一对采样电容器的所述输入侧端子连接，各自的另一端能够在被提供第1基准电位(Vrefp)的第1基准端子(106)、被提供输出共模电位(Vocm)的第2基准端子(108)及被提供第2基准电位(Vrefn)的第3基准端子(110)之间切换连接；

运算放大器(120)，其正侧输入端子和负侧输入端子被输入输入共模电位(Vicm)；

一对第3开关(S3p、S3n)，各自的一端分别与所述一对采样电容器的输出侧端子连接，各自的另一端与被输入所述输入共模电位(Vicm)的第4基准端子(122)连接；

一对第4开关(S4p、S4n)，各自的一端分别与所述一对采样电容器的所述输出侧端子连接，各自的另一端与所述运算放大器的输入端子连接，其中，所述一对第4开关中的一个与所述运算放大器的负侧输入端子连接，所述一对第4开关中的另一个与所述运算放大器的正侧输入端子连接；

一对第5开关(S5p、S5n)，各自的一端与所述运算放大器的所述输入端子连接，各自的另一端分别与一对临时存储电容器(Cfp、Cfn)的输入侧端子连接，其中，所述一对第5开关的一个与所述运算放大器的所述负侧输入端子连接，所述一对第5开关的另一个与所述运算放大器的所述正侧输入端子连接；

一对第6开关(S6p、S6n)，各自的一端分别与所述一对临时存储电容器的输出侧端子连接，各自的另一端与所述运算放大器的输出端子连接，其中，所述一对第6开关的一个与所述运算放大器的正侧输出端子连接，所述一对第6开关的另一个与所述运算放大器的负侧输出端子连接；

一对第7开关(S7p、S7n)，各自的一端分别与所述一对临时存储电容器的所述输出侧端子连接，各自的另一端与所述第2基准端子连接；

一对第8开关(S8p、S8n)，各自的一端与所述运算放大器的所述输出端子连接，各自的另一端分别与所述一对采样电容器的所述输入侧端子连接，其中，所述一对第8开关的一个与所述运算放大器的所述正侧输出端子连接，所述第8开关的另一个与所述运算放大器的所述负侧输出端子连接；

第9开关(S11)，其一端与一个所述采样电容器(Csp)的所述输入侧端子连接，另一端与另一个所述采样电容器(Csn)的所述输入侧端子连接；

2个比较器(124、126)，各自的正侧输入端子与所述运算放大器的正侧输出端子连接，各自的负侧输入端子与所述运算放大器的负侧输出端子连接；

控制电路(104)，对所述第1开关～第9开关进行控制，

当所述一对第1开关接通时，所述一对采样电容器能够积蓄基于经由所述第1开关输入的2个所述模拟电位的输入电荷，对所述2个模拟电位采样，

当所述一对第1开关断开且所述第2开关的另一端连接到所述第1基准端子时，所述一对采样电容器能够积蓄基于经由所述第2开关输入的2个所述第1基准电位的基准电荷，对所述2个第1基准电位采样，

当所述一对第1开关断开且所述第2开关的另一端连接到所述第2基准端子时，所述一对采样电容器能够积蓄基于经由所述第2开关输入的2个所述输出共模电位的基准电荷，对所述2个输出共模电位采样，

当所述一对第1开关断开且所述第2开关的另一端连接到所述第3基准端子时，所述一对采样电容器能够积蓄基于经由所述第2开关输入的2个所述第2基准电位的基准电荷，对所述2个第2基准电位采样，

在所述一对采样电容器中积蓄了所述2个输入电荷后，使所述一对第4开关、所述一对第5开关、所述一对第7开关接通，从而使所述一对采样电容器中积蓄的所述2个输入电荷向所述一对临时存储电容器转移，当所述一对采样电容器中积蓄的所述2个输入电荷被转移到所述一对临时存储电容器时，使所述一对采样电容器的输入侧端子彼此连接，在所述一对采样电容器中积蓄的所述2个输入电荷被转移到所述一对临时存储电容器后，使所述一对第2开关接通，当通过所述一对第2开关的接通而在所述一对采样电容器中积蓄了所述2个基准电荷后，使转移到所述一对临时存储电容器的所述输入电荷返回所述一对采样电容器，以便进行所述一对采样电容器中积蓄的电荷的加算或减算，

所述运算放大器将通过上述加算或减算而获得的所述一对采样电容器的两端电压的电位差作为输出模拟电压进行采样保持并输出。

8.根据权利要求7所述的采样保持电路，其特征在于，在通过所述一对第2开关的接通而在所述一对采样电容器中积蓄所述2个基准电荷时，去除所述一对采样电容器中残存的输入共模的量的电荷。

9.一种A/D转换装置，其特征在于，具有：

权利要求7或8所述的采样保持电路；

A/D转换单元，对通过所述采样保持电路输出的2个模拟输出电压的电位差进行A/D转换；和

最终数字值运算单元，将对通过所述A/D转换单元进行A/D转换获得的数字值和通过所述一对采样电容器采样的2个所述第1基准电位或2个所述第2基准电位所对应的数字值进行减算或加算而获得的数字值，作为输出数字值。