JP5667602B2 - Sampling circuit, integrating circuit and A / D converter - Google Patents
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Description
本発明は、サンプリング回路、積分回路およびA/D変換器に関する。 The present invention relates to a sampling circuit, an integration circuit, and an A / D converter.
現在、電子機器に対する小型化の要求はますます強くなっており、電子機器に搭載される電子部品は小型化され、電子部品同士はより近接して配置されるようになっている。
電子部品同士を近接して配置すると、電子部品で発生したノイズが直接、または搭載基板や配線を介して他の電子部品に伝わり、他の電子部品の正常な動作を妨げる可能性がある。このため、近年の電子機器には、小型化と共に、ノイズの影響を抑止することが求められている(以下、ノイズ対策とも記す)。
Currently, there is an increasing demand for downsizing electronic devices, and electronic components mounted on electronic devices are downsized, and electronic components are arranged closer to each other.
When electronic components are arranged close to each other, noise generated in the electronic components may be transmitted to other electronic components directly or via a mounting substrate or wiring, and may interfere with normal operation of the other electronic components. For this reason, recent electronic devices are required to be reduced in size and to suppress the influence of noise (hereinafter also referred to as noise countermeasures).
電子部品が発生するノイズが他の電子部品に影響することを防ぐには、一般的に、電子部品同士をノイズの影響が小さくなる程度に離して配置することや、電子部品を製造する際のプロセスにおいて、素子同士の配置や分離を工夫することが考えられる。また、入出力端子を電子部品の個々に分けて設けることも考えられる。
しかし、電子部品を離して配置することは、上記した電子機器の小型化を妨げるために好ましくない。また、電子部品のプロセスによってノイズが外部に影響することを防ぐためには、高度なプロセス技術が必要になり、製造コストの上昇を招くために好ましくない。さらに、電子部品の入力端子や出力端子を分けることは、電子機器の多ピン化が起こり、電子部品を小型化することに不利になる。
In order to prevent the noise generated by electronic components from affecting other electronic components, it is generally necessary to place electronic components apart so that the effect of noise is reduced, or when manufacturing electronic components. In the process, it is conceivable to devise arrangement and separation of elements. It is also conceivable to provide input / output terminals separately for each electronic component.
However, it is not preferable to dispose the electronic components apart from each other because it prevents the electronic device from being downsized. Further, in order to prevent noise from affecting the outside due to the process of the electronic component, an advanced process technique is required, which is not preferable because the manufacturing cost increases. Further, separating the input terminal and output terminal of the electronic component is disadvantageous in reducing the size of the electronic component due to the increase in the number of pins of the electronic device.
ところで、電子機器に搭載される電子部品に、A/D変換器がある。A/D変換器は、電子機器のオーディオの機能等に多く利用される電子部品であり、特にノイズ対策が必要とされる電子部品である。
また、近年のA/D変換器においてはしばしばサンプリング回路が用いられるが、サンプリング回路においては折り返しによるノイズの混入を防止するために、入力信号の高周波成分を予め抑制しておく必要がある。一般的には前置きCRフィルタ等を具備し、前記、高周波成分を除去する。
Incidentally, an A / D converter is an electronic component mounted on an electronic device. The A / D converter is an electronic component that is frequently used for an audio function of an electronic device, and particularly an electronic component that requires countermeasures against noise.
In recent A / D converters, a sampling circuit is often used, but in order to prevent noise from being mixed due to aliasing in the sampling circuit, it is necessary to suppress the high-frequency component of the input signal in advance. Generally, a front CR filter or the like is provided to remove the high-frequency component.
A/D変換器のノイズ対策の従来技術としては、例えば、特許文献1に記載された発明がある。
この特許文献1に記載された発明では、図18に示す通り、A/D変換器1004と、アナログ移動平均フィルタ1002と、デジタル移動平均フィルタ1006とを具備し、アナログ移動平均フィルタ1002では減衰できない周波数帯にデジタル移動平均フィルタ1006のゼロ点を当てることにより、広い周波数において高周波減衰効果を得ようとするものである。
As a conventional technique for noise suppression of an A / D converter, for example, there is an invention described in
The invention described in
しかしながら、従来技術の方法を用いて入力信号の高周波成分を抑制する場合、A/D変換器1004とは別にアナログ移動平均フィルタ1002とデジタル移動平均フィルタ1006とを具備する必要があり、エリア(回路規模)・消費電力の増大が避けて通れない。また、アナログ移動平均フィルタ1002がノイズを発生させてしまうため、A/D変換器1004へのノイズ抑制要求がさらに大きくなってしまう。
However, when the high-frequency component of the input signal is suppressed using the method of the prior art, it is necessary to provide the analog moving
また、例えば、A/D変換器1004のサンプリング動作に伴い発生する、突入電流起因の輻射ノイズは低減されないため、輻射ノイズ対策のための回路素子などの他に、さらにアナログ移動平均フィルタ1002とデジタル移動平均フィルタ1006とを設けることになり、電子機器の小型化には貢献できない。
本発明は、上記した点に鑑みてなされたものであって、電子部品の小型化を妨げることがなく、プロセス技術の高度化を回避しながら、入力信号の高周波成分を抑制することができる、サンプリング回路、この回路を備えた積分回路およびA/D変換器を提供することを目的としている。
Further, for example, since the radiated noise caused by the inrush current generated with the sampling operation of the A /
The present invention has been made in view of the above-described points, and does not hinder downsizing of electronic components, and can suppress high-frequency components of an input signal while avoiding advancement of process technology. An object of the present invention is to provide a sampling circuit, an integration circuit including this circuit, and an A / D converter.
上記目的を達成するために、本発明の一態様のサンプリング回路は、入力された入力信号によって生じる電荷を蓄積するための複数の容量素子を含む第1容量素子部と、前記入力信号によって生じる電荷を蓄積するための複数の容量素子を含む第2容量素子部と、前記第1容量素子部の複数の容量素子それぞれに電荷を蓄積するとともに当該電荷を転送するための複数のスイッチング素子を含む第1スイッチング素子部と、前記第2容量素子部の複数の容量素子それぞれに電荷を蓄積するとともに当該電荷を転送するための複数のスイッチング素子を含む第2スイッチング素子部と、を備え、前記第1スイッチング素子部および前記第2スイッチング素子部を交互に動作させるようになっており、前記第1スイッチング素子部は、前記第2スイッチング素子部が前記容量素子への電荷の蓄積を行う期間を除く期間である第2スイッチング素子部非蓄積期間において、前記第1容量素子部に含まれる複数の容量素子に前記電荷を蓄積するサンプリングタイミングが互いに異なるように設定された複数のクロック信号にしたがって、前記第1容量素子部に含まれる前記容量素子に前記電荷を蓄積する動作を行い、前記第2スイッチング素子部は、前記第1スイッチング素子部が前記容量素子への電荷の蓄積を行う期間を除く期間である第1スイッチング素子部非蓄積期間において、前記第2容量素子部に含まれる複数の容量素子に前記電荷を蓄積するサンプリングタイミングが互いに異なるように設定された複数のクロック信号にしたがって、前記第2容量素子部に含まれる前記容量素子に前記電荷を蓄積する動作を行い、前記クロック信号の立ち上がりまたは立下りの少なくとも一方にジッタが加えられていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a sampling circuit of one embodiment of the present invention includes a first capacitor element portion including a plurality of capacitor elements for accumulating charges generated by an input signal, and charges generated by the input signal. A second capacitor element section including a plurality of capacitor elements for storing the charge, and a plurality of switching elements for storing charges in each of the plurality of capacitor elements of the first capacitor element section and transferring the charges. A first switching element unit; and a second switching element unit including a plurality of switching elements for storing charges in each of the plurality of capacitor elements of the second capacitor element unit and transferring the charges. switching element section and Ri us the second switching element section so as to operate alternately, the first switching element section, the second scan Sampling for accumulating the electric charge in a plurality of capacitive elements included in the first capacitive element portion in a second switching element portion non-accumulating period which is a period excluding a period in which the charge element portion accumulates electric charges in the capacitive element. In accordance with a plurality of clock signals set at different timings, an operation of accumulating the electric charge in the capacitive element included in the first capacitive element unit is performed, and the second switching element unit performs the first switching Sampling timing for accumulating the charge in a plurality of capacitive elements included in the second capacitive element portion in a first switching element portion non-accumulating period that is a period excluding a period in which the element portion accumulates charges in the capacitive element In accordance with a plurality of clock signals set to be different from each other, the capacitive element included in the second capacitive element section. Wherein performs an operation of storing charges, characterized in that it jitter is applied to at least one of rising or falling of the clock signal to.
本発明の一態様の積分回路は、上記一態様のサンプリング回路と、前記第1スイッチング素子部非蓄積期間に、前記第1容量素子部に蓄積された電荷が転送されるとともに、前記第2スイッチング素子部非蓄積期間に、前記第2容量素子部に蓄積された電荷が転送される積分容量と、演算増幅器と、を備え、当該演算増幅器は、前記第1容量素子部および前記第2容量素子部に蓄積された電荷が供給される入力端子と出力信号を出力する出力端子とを有し、前記積分容量は、前記演算増幅器の前記入力端子と前記出力端子との間に設けられることを特徴とする。 Integrating circuit according to one embodiment of the present invention, a sampling circuit of the upper Symbol one embodiment, the first switching element section non-storage period, the accumulated charge is transferred to the first capacitor element portion, the second An integration capacitor to which the charge accumulated in the second capacitor element unit is transferred during the non-accumulation period of the switching element unit; and an operational amplifier, the operational amplifier including the first capacitor element unit and the second capacitor An input terminal to which charges accumulated in the element portion are supplied and an output terminal for outputting an output signal, and the integration capacitor is provided between the input terminal and the output terminal of the operational amplifier. Features.
本発明の一態様のA/D変換器は、上記一態様の積分回路と、前記積分回路によって転送された信号をデジタル信号として出力するデジタル回路と、を備えることを特徴とする。 One aspect of the A / D converter of the present invention is characterized in that it comprises an integrating circuit the one state-like, and a digital circuit that outputs a signal transferred as a digital signal by the integration circuit.
以上の本発明によれば、入力信号の高周波成分を抑制することができるサンプリング回路、この回路を備えたA/D変換器を提供することができる。そして、このような効果を、複数の容量素子を具備し、異なる2つ以上の動作タイミングに基づいて動作させることによって得られるので、消費電力の増大を伴わず、エリアの増大も抑制され、ノイズの増大も伴わない。さらに、アナログ部の突入電流起因の輻射ノイズを拡散できるため、輻射ノイズを効果的に抑制できる。 According to the present invention described above, it is possible to provide a sampling circuit that can suppress high-frequency components of an input signal, and an A / D converter including this circuit. Since such an effect is obtained by providing a plurality of capacitive elements and operating them based on two or more different operation timings, the increase in area is suppressed without increasing power consumption, and noise. It is not accompanied by an increase. Furthermore, since the radiation noise caused by the inrush current of the analog part can be diffused, the radiation noise can be effectively suppressed.
以下、本発明の第1実施形態ないし第3実施形態について説明する。
(第1実施形態)
(サンプリング回路)
まず、第1実施形態のサンプリング回路について説明する。
(回路構成)
図1は、第1実施形態のサンプリング回路を説明するための図であり、本発明によるサンプリング回路2を備えた積分回路1の一例を示す回路図である。
Hereinafter, first to third embodiments of the present invention will be described.
(First embodiment)
(Sampling circuit)
First, the sampling circuit of the first embodiment will be described.
(Circuit configuration)
FIG. 1 is a diagram for explaining a sampling circuit according to the first embodiment, and is a circuit diagram showing an example of an
図1に示した積分回路1はサンプリング回路2と、積分容量106と、演算増幅器107と、によって構成されている。
サンプリング回路2は、サンプリングキャパシタ105A_1、105A_2、105B_1、105B_2と、スイッチ101A_1、101A_2、101B_1、101B_2、102A_1、102A_2、102B_1、102B_2、103A_1、103A_2、103B_1、103B_2、104A_1、104A_2、104B_1、104B_2と、を含んでいる。
The
The
スイッチ101A_1、サンプリングキャパシタ105A_1、スイッチ102A_1は互いに直列に接続され、スイッチ101A_2、サンプリングキャパシタ105A_2、スイッチ102A_2は互いに直列に接続されている。
スイッチ103A_1、サンプリングキャパシタ105A_1、スイッチ104A_1は互いに直列に接続され、スイッチ103A_2、サンプリングキャパシタ105A_2、スイッチ104A_2は互いに直列に接続されている。
The switch 101A_1, the sampling capacitor 105A_1, and the switch 102A_1 are connected in series with each other, and the switch 101A_2, the sampling capacitor 105A_2, and the switch 102A_2 are connected in series with each other.
The switch 103A_1, the sampling capacitor 105A_1, and the switch 104A_1 are connected in series with each other, and the switch 103A_2, the sampling capacitor 105A_2, and the switch 104A_2 are connected in series with each other.
スイッチ101B_1、サンプリングキャパシタ105B_1、スイッチ102B_1は互いに直列に接続され、スイッチ101B_2、サンプリングキャパシタ105B_2、スイッチ102B_2は互いに直列に接続されている。
スイッチ103B_1、サンプリングキャパシタ105B_1、スイッチ104B_1は互いに直列に接続され、スイッチ103B_2、サンプリングキャパシタ105B_2、スイッチ104B_2は互いに直列に接続されている。
The switch 101B_1, the sampling capacitor 105B_1, and the switch 102B_1 are connected in series with each other, and the switch 101B_2, the sampling capacitor 105B_2, and the switch 102B_2 are connected in series with each other.
The switch 103B_1, the sampling capacitor 105B_1, and the switch 104B_1 are connected in series with each other, and the switch 103B_2, the sampling capacitor 105B_2, and the switch 104B_2 are connected in series with each other.
スイッチ103A_1およびスイッチ103A_2はスイッチユニット103Aを構成し、スイッチ103B_1およびスイッチ103B_2はスイッチユニット103Bを構成し、スイッチ104A_1およびスイッチ104A_2はスイッチユニット104Aを構成し、スイッチ104B_1およびスイッチ104B_2はスイッチユニット104Bを構成する。
The switch 103A_1 and the switch 103A_2 constitute a
スイッチ101A_1、101A_2、101B_1、101B_2はそれぞれアナログ入力信号Ainが入力される入力端子111に接続される。スイッチ102A_1、102A_2、102B_1、102B_2、103A_1、103A_2、103B_1、103B_2はそれぞれアナログ基準電圧Vcomが供給される端子113に接続される。
The switches 101A_1, 101A_2, 101B_1, and 101B_2 are each connected to an
スイッチ104A_1、104A_2、104B_1、104B_2はそれぞれサンプリング回路2の出力として積分容量106の一端と、演算増幅器107の反転入力端子107nと、に接続される。
積分容量106は演算増幅器107の反転入力端子107nと出力端子107outとの間に接続され、出力端子107outは積分回路1の出力端子112に接続される。
The switches 104A_1, 104A_2, 104B_1, and 104B_2 are connected to one end of the integrating
The integrating
演算増幅器107の非反転入力端子107pはアナログ基準電圧Vcomが供給される端子113に接続される。
前記各スイッチは図示しない制御回路から供給されるクロック信号によって駆動され、オン・オフ動作を行う。
また、図1において、符号にAを付して説明した回路素子からなる回路構成と、符号にBを付して説明した回路素子からなる回路構成とは同一の回路構成である。
The
Each of the switches is driven by a clock signal supplied from a control circuit (not shown) and performs an on / off operation.
In FIG. 1, the circuit configuration composed of the circuit elements described with the symbol A added and the circuit configuration composed of the circuit elements described with the symbol B added are the same circuit configuration.
図1において、サンプリングキャパシタ105A_1とサンプリングキャパシタ105A_2とは、容量が同一であることが望ましい。同様に、サンプリングキャパシタ105B_1とサンプリングキャパシタ105B_2とは、容量が同一であることが望ましい。
以上の構成を有するサンプリング回路2には、入力端子111からアナログ入力信号Ainが入力される。
In FIG. 1, it is desirable that the sampling capacitor 105A_1 and the sampling capacitor 105A_2 have the same capacitance. Similarly, it is desirable that the sampling capacitor 105B_1 and the sampling capacitor 105B_2 have the same capacitance.
The analog input signal Ain is input from the
アナログ入力信号Ainは、スイッチ102A_1によってサンプリングされる。このサンプリングにより、サンプリングキャパシタ105A_1に電荷が蓄積される。また、アナログ入力信号Ainは、スイッチ102A_2によってサンプリングされる。このサンプリングにより、サンプリングキャパシタ105A_2に電荷が蓄積される。
同様に、アナログ入力信号Ainは、スイッチ102B_1によってサンプリングされる。このサンプリングにより、サンプリングキャパシタ105B_1に電荷が蓄積される。また、アナログ入力信号Ainは、スイッチ102B_2によってサンプリングされる。このサンプリングにより、サンプリングキャパシタ105B_2に電荷が蓄積される。
The analog input signal Ain is sampled by the switch 102A_1. By this sampling, charges are accumulated in the sampling capacitor 105A_1. The analog input signal Ain is sampled by the switch 102A_2. By this sampling, charges are accumulated in the sampling capacitor 105A_2.
Similarly, the analog input signal Ain is sampled by the switch 102B_1. By this sampling, electric charges are accumulated in the sampling capacitor 105B_1. The analog input signal Ain is sampled by the switch 102B_2. By this sampling, charges are accumulated in the sampling capacitor 105B_2.
サンプリングキャパシタ105A_1、105A_2、105B_1、105B_2に蓄積された電荷は、スイッチ101A_1、101A_2、101B_1、101B_2、102A_1、102A_2、102B_1、102B_2、103A_1、103A_2、103B_1、103B_2、104A_1、104A_2、104B_1、104B_2の切り替えにしたがって演算増幅器107の反転入力端子107nに入力される。
Charges accumulated in the sampling capacitors 105A_1, 105A_2, 105B_1, and 105B_2 are switched to the switches 101A_1, 101A_2, 101B_1, 101B_2, 102A_1, 102A_2, 102B_1, 102B_2, 103A_1, 103A_2, 103B_1, 103B_2, 104A_1, 104B_1 Is input to the inverting
また、サンプリングキャパシタ105A_1、105A_2、105B_1、105B_2に蓄積された電荷は、スイッチ101A_1、101A_2、101B_1、101B_2、102A_1、102A_2、102B_1、102B_2、103A_1、103A_2、103B_1、103B_2、104A_1、104A_2、104B_1、104B_2の切り替えにしたがって積分容量106へと電荷転送される。
The charges accumulated in the sampling capacitors 105A_1, 105A_2, 105B_1, and 105B_2 are stored in the switches 101A_1, 101A_2, 101B_1, 101B_2, 102A_1, 102A_2, 102B_1, 102B_2, 103A_1, 103A_2, 103B_1, 103B_2, 104A_1, 104A_1 The charge is transferred to the
演算増幅器107は、基準電圧信号Vcom1を非反転入力端子107pに入力し、出力端子107outからアナログの出力信号Voutを出力する。
以上説明した図1に示したサンプリング回路2では、サンプリングキャパシタ105A_1、105A_2、105B_1、105B_2が複数(図1に示した例では4つ)設けられている。
The
In the
サンプリングキャパシタ105A_1に蓄積される電荷の量は、スイッチ101A_1および102A_1の切り替え動作によって決定される。サンプリングキャパシタ105A_2に蓄積される電荷の量は、スイッチ101A_2および102A_2の切り替え動作によって決定される。
また、サンプリングキャパシタ105B_1に蓄積される電荷の量は、スイッチ101B_1および102B_1の切り替え動作によって決定される。サンプリングキャパシタ105B_2に蓄積される電荷の量は、スイッチ101B_2および102B_2の切り替え動作によって決定される。
The amount of charge accumulated in the sampling capacitor 105A_1 is determined by the switching operation of the switches 101A_1 and 102A_1. The amount of charge accumulated in the sampling capacitor 105A_2 is determined by the switching operation of the switches 101A_2 and 102A_2.
Further, the amount of charge accumulated in the sampling capacitor 105B_1 is determined by the switching operation of the switches 101B_1 and 102B_1. The amount of charge accumulated in the sampling capacitor 105B_2 is determined by the switching operation of the switches 101B_2 and 102B_2.
なお、第1実施形態のサンプリング回路2のサンプリングキャパシタ105A_1、105A_2、105B_1、105B_2の個数は、当然のことながら、4個に限定されるものでなく、自然数M×2であればよい。
図1に示したサンプリング回路2では、サンプリングキャパシタの個数M×2が増えるにしたがって、スイッチの数が同様に増加する。また、サンプリングキャパシタの個数M×2が増えるにしたがって、スイッチを駆動するクロック信号の相の数が同様に増加する。なお、サンプリングキャパシタの個数が増加した場合、サンプリング回路2以外の構成は、図1に示した構成から変更されることはない。
Note that the number of sampling capacitors 105A_1, 105A_2, 105B_1, and 105B_2 in the
In the
また、図1に示したサンプリング回路2にサンプリングキャパシタをさらに追加する場合、追加後のサンプリングキャパシタの合計の容量と、サンプリングキャパシタ105A_1、105A_2、105B_1および105B_2の合計の容量とが等しくなるようにする。このように容量の合計値が等しくなるように構成し、追加したサンプリングキャパシタを含むサンプリング回路2に含まれるサンプリングキャパシタの容量の大きさと、動作タイミングとを適当に配分することによって、出力信号Voutに含まれる特定の周波数のゲインを下げるアナログFIR(Finite Impulse Response)フィルタを形成することができる。
Further, when a sampling capacitor is further added to the
また、第1実施形態にあっては、図1に示すように、スイッチ101A_1および102A_1はクロック信号ΦS1Aで駆動され、スイッチ101A_2および102A_2はクロック信号ΦS2Aで駆動され、スイッチ101B_1および102B_1はクロック信号ΦS1Bで駆動され、スイッチ101B_2および102B_2はクロック信号ΦS2Bで駆動される。また、スイッチ103A_1、103A_2、104A_1および104A_2はクロック信号ΦIAで駆動され、スイッチ103B_1、103B_2、104B_1および104B_2はクロック信号ΦIBで駆動される。 In the first embodiment, as shown in FIG. 1, the switches 101A_1 and 102A_1 are driven by the clock signal ΦS1A, the switches 101A_2 and 102A_2 are driven by the clock signal ΦS2A, and the switches 101B_1 and 102B_1 are driven by the clock signal ΦS1B. The switches 101B_2 and 102B_2 are driven by the clock signal ΦS2B. The switches 103A_1, 103A_2, 104A_1, and 104A_2 are driven by the clock signal ΦIA, and the switches 103B_1, 103B_2, 104B_1, and 104B_2 are driven by the clock signal ΦIB.
これらクロック信号ΦS1A、ΦS2A、ΦIA、ΦS1B、ΦS2BおよびΦIBは、図2のタイミングチャートに示すタイミングでオン・オフ変化する。なお、図2において、(a)はクロック信号ΦS1A、(b)はクロック信号ΦS2A、(c)はクロック信号ΦIA、(d)はクロック信号ΦS1B、(e)はクロック信号ΦS2B、(f)はクロック信号ΦIBを表す。 These clock signals ΦS1A, ΦS2A, ΦIA, ΦS1B, ΦS2B, and ΦIB change on and off at the timing shown in the timing chart of FIG. 2, (a) is the clock signal ΦS1A, (b) is the clock signal ΦS2A, (c) is the clock signal ΦIA, (d) is the clock signal ΦS1B, (e) is the clock signal ΦS2B, (f) is Represents the clock signal ΦIB.
図2に示すように、クロック信号ΦS1A(a)とクロック信号ΦS2A(b)とクロック信号ΦS1B(d)とクロック信号ΦS2B(e)とは、同一時間Hレベルとなり、且つ、クロック信号ΦS1A、ΦS2A、ΦS1B、ΦS2Bが、1つずつ順にHレベルとなる信号である。具体的には、図2に示すように、これらクロック信号は、ΦS1A、ΦS2A、ΦS1B、ΦS2B、ΦS1A、ΦS2A、…の順に繰り返しHレベルとなり、Hレベルとなる区間が等間隔に生じる。つまり、各クロック信号ΦS1A、ΦS2A、ΦS1B(d)およびΦS2Bの立下りエッジによって決まる、各サンプリングキャパシタ105A_1、105A_2、105B_1および105B_2のサンプリングタイミングが等間隔に、繰り返し生じるように設定される。 As shown in FIG. 2, the clock signal ΦS1A (a), the clock signal ΦS2A (b), the clock signal ΦS1B (d), and the clock signal ΦS2B (e) are at the H level for the same time, and the clock signals ΦS1A, ΦS2A , ΦS1B and ΦS2B are signals that sequentially become H level one by one. Specifically, as shown in FIG. 2, these clock signals are repeatedly at the H level in the order of ΦS1A, ΦS2A, ΦS1B, ΦS2B, ΦS1A, ΦS2A,... That is, the sampling timings of the sampling capacitors 105A_1, 105A_2, 105B_1, and 105B_2, which are determined by the falling edges of the clock signals ΦS1A, ΦS2A, ΦS1B (d), and ΦS2B, are set to repeatedly occur at equal intervals.
また、クロック信号ΦIAは、クロック信号ΦS2Aの立ち下がりエッジからクロック信号ΦS1Aの次の立ち上がりエッジまでの期間(第1スイッチング素子部非蓄積期間)に、Hレベルとなる信号である。このクロック信号ΦIAは、サンプリングキャパシタ105A_1および105A_2に蓄積された電荷を、積分容量106に転送するタイミングであるインテグレートタイミングが、クロック信号ΦS2Aの立ち下がりエッジからクロック信号ΦS1Aの次の立ち上がりエッジまでの期間に生じるように設定される。
The clock signal ΦIA is a signal that is at the H level during a period from the falling edge of the clock signal ΦS2A to the next rising edge of the clock signal ΦS1A (first switching element portion non-accumulation period). This clock signal ΦIA is a period from the falling edge of the clock signal ΦS2A to the next rising edge of the clock signal ΦS1A during the integration timing, which is the timing for transferring the charges accumulated in the sampling capacitors 105A_1 and 105A_2 to the
同様に、クロック信号ΦIBは、クロック信号ΦS2Bの立ち下がりエッジからクロック信号ΦS1Bの次の立ち上がりエッジまでの期間(第2スイッチング素子部非蓄積期間)に、Hレベルとなる信号である。このクロック信号ΦIBは、サンプリングキャパシタ105B_1および105B_2に蓄積された電荷を、積分容量106に転送するタイミングであるインテグレートタイミングが、クロック信号ΦS2Bの立ち下がりエッジからクロック信号ΦS1Bの次の立ち上がりエッジまでの期間に生じるように設定される。
Similarly, the clock signal ΦIB is a signal that becomes H level during a period from the falling edge of the clock signal ΦS2B to the next rising edge of the clock signal ΦS1B (second switching element unit non-accumulation period). This clock signal ΦIB is a period from the falling edge of the clock signal ΦS2B to the next rising edge of the clock signal ΦS1B, during which the integration timing, which is the timing to transfer the charges accumulated in the sampling capacitors 105B_1 and 105B_2 to the
(作用)
次に、上記構成を有する第1実施形態の作用を説明し、アナログ入力信号Ainに高周波成分と、周期ノイズ(アナログ信号を処理する回路への突入電流に起因するノイズ:以下、単にノイズとも記す)とが重畳されている場合であっても、図1に示す、本発明のサンプリング回路2を備えた積分回路1が発生するノイズを低減できるという効果が得られることを説明する。
この説明では、第1実施形態の効果を理解しやすくするため、まず、図16に示す、従来のサンプリング回路4の動作を説明する。
(Function)
Next, the operation of the first embodiment having the above-described configuration will be described. A high-frequency component and periodic noise (noise caused by an inrush current to a circuit that processes an analog signal: hereinafter simply referred to as noise) will be described in the analog input signal Ain. ) Is superimposed, it will be described that the effect that the noise generated by the
In this description, in order to facilitate understanding of the effects of the first embodiment, first, the operation of the conventional sampling circuit 4 shown in FIG. 16 will be described.
以下、図16に示した積分回路3は、サンプリング回路4以外は、図1に示す積分回路1と同一回路構成である。
サンプリング回路4は、サンプリングキャパシタ905と、スイッチ901、902、903および904と、を含んでいる。スイッチ901、サンプリングキャパシタ905およびスイッチ902は互いに直列に接続されている。また、スイッチ903、サンプリングキャパシタ905およびスイッチ904は互いに直列に接続されている。
The integration circuit 3 shown in FIG. 16 has the same circuit configuration as that of the
The sampling circuit 4 includes a
スイッチ901の他端は、アナログ入力信号Ainの入力端子111に接続される。スイッチ902および903の他端はそれぞれアナログ基準電圧Vcomが供給される端子113に接続される。スイッチ904の他端はサンプリング回路4の出力として積分容量106の一端と演算増幅器107の反転入力端子107nとに接続される。
積分容量106は、演算増幅器107の反転入力端子107nと出力端子107outとの間に接続される。演算増幅器107の出力端子107outは、積分回路3の出力端子112に接続され、出力端子112から出力信号Voutが出力される。
The other end of the
The
演算増幅器107の非反転入力端子107pはアナログ基準電圧Vcomが供給される端子113に接続される。
前記各スイッチは図示しない制御回路から供給される図示しないクロック信号ΦSおよびΦIによって駆動され、オン・オフ動作を行う。
以上の構成を有するサンプリング回路4には、入力端子111からアナログ入力信号Ainが入力される。アナログ入力信号Ainは、スイッチ902によってサンプリングされる。このサンプリングにより、サンプリングキャパシタ905に電荷が蓄積される。
The
Each of the switches is driven by clock signals ΦS and ΦI (not shown) supplied from a control circuit (not shown) to perform an on / off operation.
The analog input signal Ain is input from the
サンプリングキャパシタ905に蓄積された電荷は、スイッチ901、902、903および904の切り替えにしたがって演算増幅器107の反転入力端子107nに入力される。演算増幅器107は、基準電圧信号Vcom1を非反転入力端子107pに入力し、出力信号Voutを出力する。
図17は、図16に示した各スイッチに供給されるクロック信号の動作タイミングを表すタイミングチャートである。
The electric charge accumulated in the
FIG. 17 is a timing chart showing the operation timing of the clock signal supplied to each switch shown in FIG.
スイッチ901およびスイッチ902はクロック信号ΦSにより駆動され、スイッチ903およびスイッチ904はクロック信号ΦIで駆動される。
なお、図17において、(a)はクロック信号ΦS、(b)はクロック信号ΦIを表す。
図17に示すように、クロック信号ΦS(図17(a))およびはクロック信号ΦI(図17(b))は共にHレベルとなることのない、ノンオーバーラップクロック信号である。
図16に示すサンプリング回路4は、サンプリングタイミングが、サンプリングキャパシタ905のサンプリング動作タイミングのみであり、FIRフィルタ特性は得られない。
The
In FIG. 17, (a) represents the clock signal ΦS, and (b) represents the clock signal ΦI.
As shown in FIG. 17, both the clock signal ΦS (FIG. 17A) and the clock signal ΦI (FIG. 17B) are non-overlapping clock signals that do not become H level.
In the sampling circuit 4 shown in FIG. 16, the sampling timing is only the sampling operation timing of the
次に、図1に示す本発明の第1実施形態におけるサンプリング回路2の作用を説明する。
第1実施形態におけるサンプリング回路2は、図1に示すように、図16に示す従来のサンプリング回路4において、サンプリングキャパシタ905を複数個に分割した構成を有する。一例としてサンプリングキャパシタ905を自然数M個に分割した場合、図1のサンプリング回路2により、アナログFIRフィルタ特性を得ることができる。
Next, the operation of the
As shown in FIG. 1, the
アナログFIRフィルタによりゼロ点が形成され、ゼロ点の入る周波数は以下の式(1)で表される。
F0=FS×(k/M) ……(1)
k=1、2、…、M−1、M+1、…2×M−1、2×M+1、…
ここで、(1)式において、FSはサンプリング周波数を表し、kはMの整数倍を除く整数を表す。
The zero point is formed by the analog FIR filter, and the frequency at which the zero point enters is expressed by the following equation (1).
F0 = FS × (k / M) (1)
k = 1, 2,..., M−1, M + 1,... 2 × M−1, 2 × M + 1,.
Here, in the expression (1), FS represents a sampling frequency, and k represents an integer excluding an integer multiple of M.
一例として、サンプリングキャパシタの数MをM=16とした場合のアナログFIRフィルタ特性を図3に示す。なお、図3において、横軸は周波数、縦軸はGainである。また、FSはサンプリング周波数である。 As an example, FIG. 3 shows an analog FIR filter characteristic when the number M of sampling capacitors is M = 16. In FIG. 3, the horizontal axis represents frequency and the vertical axis represents Gain. FS is a sampling frequency.
なお、M=16個の各サンプリングキャパシタに対応するスイッチへのクロック信号をΦS1A〜ΦS16Aとクロック信号ΦS1B〜ΦS16Bとしたとき、これらクロック信号は、図2に示すタイミングチャートと同様に、クロック信号ΦS1A〜ΦS16Aとクロック信号ΦS1B〜ΦS16Bと、が等間隔であり且つ同一時間Hレベルとなるクロック信号であって、各クロック信号の立下りエッジによって決まるサンプリングタイミングが等間隔に配置される。また、16個のサンプリングキャパシタの容量比は、サンプリングキャパシタ105A_1:105A_2:…:105A_16=1:1:…:1、サンプリングキャパシタ105B_1:105B_2:…:105B_16=1:1:…:1とする。 When the clock signals to the switches corresponding to the M = 16 sampling capacitors are ΦS1A to ΦS16A and the clock signals ΦS1B to ΦS16B, these clock signals are the clock signal ΦS1A as in the timing chart shown in FIG. .About..PHI.S16A and clock signals .PHI.S1B.about..PHI.S16B are clock signals that are equally spaced and at the same time H level, and sampling timings determined by falling edges of the respective clock signals are arranged at equally spaced intervals. In addition, the capacitance ratio of the 16 sampling capacitors is assumed to be sampling capacitors 105A_1: 105A_2:...: 105A_16 = 1: 1:...: 1, sampling capacitors 105B_1: 105B_2:.
図1に示す第1実施形態におけるサンプリング回路2では、図16に示すサンプリング回路4においてサンプリングキャパシタ905を複数個に分割し、サンプリングタイミングを複数個持たせた回路を2組(従来の2倍)具備し、この2組の回路をタイムインターリーブ動作させることで、アナログFIRフィルタ特性を得ることができる。すなわち、図1中の符号にAを付した素子からなる回路と、符号にBを付した素子からなる回路とは同一構成であり、それぞれ交互にサンプリング動作を行うことにより、アナログFIR特性を得ることができる。なお、図1ではM=2の場合について図示している。
In the
なお、サンプリングキャパシタ905は、例示する通りM個に等分することに限定されるものではない。M個のサンプリングキャパシタの大きさを任意に調節することで、得られるアナログFIR特性の周波数特性を任意に調節することもできる。
The
(アナログFIR特性の具体例1)
図2は、前述のように、図1の各スイッチに供給されるクロック信号の一例を示すタイミングチャートである。供給されるクロック信号の周期をT(=1/FS)とする。図2(a)〜(f)はジッタを含まないクロック信号である。
図2に示した例では、クロック信号ΦS1A(a)とクロック信号ΦS2A(b)とクロック信号ΦS1B(d)とクロック信号ΦS2B(e)とが等間隔であり且つ同一時間Hレベルとなるクロック信号としている。つまり、各クロック信号ΦS1A、ΦS2A、ΦS1B(d)およびΦS2Bの立下りエッジによって決まる、各サンプリングキャパシタ105A_1、105A_2、105B_1および105B_2のサンプリングタイミングが等間隔となるように設定される。
(Specific example 1 of analog FIR characteristics)
FIG. 2 is a timing chart showing an example of the clock signal supplied to each switch in FIG. 1 as described above. The period of the supplied clock signal is T (= 1 / FS). 2A to 2F are clock signals that do not include jitter.
In the example shown in FIG. 2, the clock signal ΦS1A (a), the clock signal ΦS2A (b), the clock signal ΦS1B (d), and the clock signal ΦS2B (e) are equally spaced and have the same time at the H level. It is said. That is, the sampling timings of the sampling capacitors 105A_1, 105A_2, 105B_1, and 105B_2, which are determined by the falling edges of the clock signals ΦS1A, ΦS2A, ΦS1B (d), and ΦS2B, are set at equal intervals.
図2のタイミングチャートで表されるクロック信号を、図1に示す積分回路1の各サンプリングキャパシタ105A_1、105A_2、105B_1および105B_2に供給した場合に得られるアナログFIR特性を図4に示す。なお、各サンプリングキャパシタの容量比は、サンプリングキャパシタ105A_1:105A_2=1:1、サンプリングキャパシタ105B_1:105B_2=1:1とする。
FIG. 4 shows analog FIR characteristics obtained when the clock signal shown in the timing chart of FIG. 2 is supplied to the sampling capacitors 105A_1, 105A_2, 105B_1, and 105B_2 of the integrating
図4において、横軸は周波数、縦軸はGainを表す。図4に示すように、サンプリング周波数FSでゲイン(Gain)が急峻に略零になっていることがわかる。すなわち、サンプリング周波数FSで減衰効果の大きい、アナログFIR特性を得ることができる。 In FIG. 4, the horizontal axis represents frequency and the vertical axis represents Gain. As shown in FIG. 4, it can be seen that the gain (Gain) steeply becomes substantially zero at the sampling frequency FS. That is, an analog FIR characteristic having a large attenuation effect at the sampling frequency FS can be obtained.
(アナログFIR特性の具体例2)
ここで、各クロック信号は、図2に示すタイミングチャートに示すタイミングに限るものではない。クロック信号ΦS1A(a)またはクロック信号ΦS2A(b)と、クロック信号ΦIA(c)とが同時にHレベルとならない、ノンオーバーラップクロック信号であり、かつ、クロック信号ΦS1B(d)またはクロック信号ΦS2B(e)とクロック信号ΦIB(f)とが同時にHレベルとならないノンオーバーラップクロック信号であり、さらに、クロック信号ΦS1A(a)とクロック信号ΦS2A(b)とクロック信号ΦIA(c)との関係と、クロック信号ΦS1B(d)とクロック信号ΦS2B(e)とクロック信号ΦIB(f)との関係とが同一である、という条件を満たす範囲で、前記サンプリングタイミングの間隔を任意に設定することによりアナログFIRフィルタ特性を任意に調整することもできる。
(Specific example 2 of analog FIR characteristics)
Here, each clock signal is not limited to the timing shown in the timing chart shown in FIG. The clock signal ΦS1A (a) or the clock signal ΦS2A (b) and the clock signal ΦIA (c) are non-overlapping clock signals that do not simultaneously become the H level, and the clock signal ΦS1B (d) or the clock signal ΦS2B ( e) and the clock signal ΦIB (f) are non-overlapping clock signals that do not simultaneously become the H level, and the relationship between the clock signal ΦS1A (a), the clock signal ΦS2A (b), and the clock signal ΦIA (c) By arbitrarily setting the sampling timing interval within a range that satisfies the condition that the relationship between the clock signal ΦS1B (d), the clock signal ΦS2B (e), and the clock signal ΦIB (f) is the same, The FIR filter characteristics can be arbitrarily adjusted.
一例として、図2のタイミングチャートにおいて、クロック信号ΦS1A(a)およびクロック信号ΦS1B(d)のサンプリング期間を半分とし、クロック信号ΦS1A(a)およびクロック信号ΦS1B(d)のサンプリングタイミングを1/4周期早めた場合のタイミングチャートを図5に示す。なお、図2と同様に、図5において、(a)はクロック信号ΦS1A、(b)はクロック信号ΦS2A、(c)はクロック信号ΦIA、(d)はクロック信号ΦS1B、(e)はクロック信号ΦS2B、(f)はクロック信号ΦIBを表す。 As an example, in the timing chart of FIG. 2, the sampling period of the clock signal ΦS1A (a) and the clock signal ΦS1B (d) is halved, and the sampling timing of the clock signal ΦS1A (a) and the clock signal ΦS1B (d) is ¼. FIG. 5 shows a timing chart when the cycle is advanced. As in FIG. 2, in FIG. 5, (a) is the clock signal ΦS1A, (b) is the clock signal ΦS2A, (c) is the clock signal ΦIA, (d) is the clock signal ΦS1B, and (e) is the clock signal. ΦS2B, (f) represents the clock signal ΦIB.
図5のタイミングチャートで表されるクロック信号を、図1に示す積分回路1の各サンプリングキャパシタ105A_1、105A_2、105B_1および105B_2に供給した場合に得られるアナログFIR特性を、図6に示す。なお、各サンプリングキャパシタの容量比は、サンプリングキャパシタ105A_1:105A_2=1:1、サンプリングキャパシタ105B_1:105B_2=1:1とする。
FIG. 6 shows analog FIR characteristics obtained when the clock signal shown in the timing chart of FIG. 5 is supplied to the sampling capacitors 105A_1, 105A_2, 105B_1, and 105B_2 of the
図6において、横軸は周波数、縦軸はGainを表す。図6に示すように、サンプリング周波数FSよりも低い周波数と、サンプリング周波数FSの2倍の周波数「2FS」とにおいて、ゲイン(Gain)が急峻に略零となり、減衰効果の大きい、アナログFIR特性を得ることができる。 In FIG. 6, the horizontal axis represents frequency and the vertical axis represents Gain. As shown in FIG. 6, at a frequency lower than the sampling frequency FS and a frequency “2FS” that is twice the sampling frequency FS, the gain (Gain) becomes steeply substantially zero, and the analog FIR characteristic having a large attenuation effect is obtained. Can be obtained.
(アナログFIR特性の具体例3)
また、他の例として、図2のタイミングチャートにおいて、クロック信号ΦS1A(a)とクロック信号ΦS2A(b)とクロック信号ΦS1B(d)とクロック信号ΦS2B(e)のサンプリング期間を1.5倍とし、且つクロック信号ΦS1A(a)およびクロック信号ΦS1B(d)のサンプリングタイミングを1/4周期遅らせ、クロック信号ΦIA(c)およびΦIB(f)のインテグレートタイミングを1/2周期遅らせた場合のタイミングチャートを図7に示す。なお、図2と同様に、図7において、(a)はクロック信号ΦS1A、(b)はクロック信号ΦS2A、(c)はクロック信号ΦIA、(d)はクロック信号ΦS1B、(e)はクロック信号ΦS2B、(f)はクロック信号ΦIBを表す。
(Specific example 3 of analog FIR characteristics)
As another example, in the timing chart of FIG. 2, the sampling period of the clock signal ΦS1A (a), the clock signal ΦS2A (b), the clock signal ΦS1B (d), and the clock signal ΦS2B (e) is 1.5 times. And a timing chart when the sampling timing of the clock signal ΦS1A (a) and the clock signal ΦS1B (d) is delayed by ¼ period and the integration timing of the clock signals ΦIA (c) and ΦIB (f) is delayed by ½ period. Is shown in FIG. 2, (a) is the clock signal ΦS1A, (b) is the clock signal ΦS2A, (c) is the clock signal ΦIA, (d) is the clock signal ΦS1B, and (e) is the clock signal. ΦS2B, (f) represents the clock signal ΦIB.
図7のタイミングチャートで表されるクロック信号を、図1に示す積分回路1の各サンプリングキャパシタ105A_1、105A_2、105B_1および105B_2に供給した場合に得られるアナログFIR特性を、図8に示す。なお、各サンプリングキャパシタの容量比は、サンプリングキャパシタ105A_1:105A_2=1:1、サンプリングキャパシタ105B_1:105B_2=1:1とする。
FIG. 8 shows analog FIR characteristics obtained when the clock signal shown in the timing chart of FIG. 7 is supplied to the sampling capacitors 105A_1, 105A_2, 105B_1, and 105B_2 of the
図8において、横軸は周波数、縦軸はGainを表す。図8に示すように、サンプリング周波数FSではゲイン(Gain)は比較的大きく、サンプリング周波数FSの2倍の周波数「2FS」ではゲインが略零となり減衰効果の大きいアナログFIR特性を得ることができる。 In FIG. 8, the horizontal axis represents frequency and the vertical axis represents Gain. As shown in FIG. 8, the gain (Gain) is relatively large at the sampling frequency FS, and the gain is substantially zero at the frequency “2FS” that is twice the sampling frequency FS, so that an analog FIR characteristic having a large attenuation effect can be obtained.
(アナログFIR特性の具体例4)
また、他の例として、図2のタイミングチャートにおいて、クロック信号ΦS1A(a)とクロック信号ΦS2A(b)とクロック信号ΦS1B(d)とクロック信号ΦS2B(e)のサンプリング期間を1.5倍とし、クロック信号ΦS1A(a)とクロック信号ΦS1B(d)のサンプリングタイミングを1/4周期遅らせ、クロック信号ΦIA(c)およびクロック信号ΦIB(f)のインテグレートタイミングを1/2周期早めた場合の、クロック信号のタイミングチャートを図9に示す。なお、図2と同様に、図9において、(a)はクロック信号ΦS1A、(b)はクロック信号ΦS2A、(c)はクロック信号ΦIA、(d)はクロック信号ΦS1B、(e)はクロック信号ΦS2B、(f)はクロック信号ΦIBを表す。
(Specific example 4 of analog FIR characteristics)
As another example, in the timing chart of FIG. 2, the sampling period of the clock signal ΦS1A (a), the clock signal ΦS2A (b), the clock signal ΦS1B (d), and the clock signal ΦS2B (e) is 1.5 times. The sampling timing of the clock signal ΦS1A (a) and the clock signal ΦS1B (d) is delayed by ¼ period, and the integration timing of the clock signal ΦIA (c) and the clock signal ΦIB (f) is advanced by ½ period, A timing chart of the clock signal is shown in FIG. Like FIG. 2, in FIG. 9, (a) is the clock signal ΦS1A, (b) is the clock signal ΦS2A, (c) is the clock signal ΦIA, (d) is the clock signal ΦS1B, and (e) is the clock signal. ΦS2B, (f) represents the clock signal ΦIB.
ここで、図9に示すタイミングチャートによる、各サンプリングキャパシタのサンプリングタイミング(すなわち、クロック信号ΦS1A(a)、ΦS2A(b)、ΦS1B(d)、ΦS2B(e)の立下りエッジ)は、図7に示すタイミングチャートによる、各サンプリングキャパシタのサンプリングタイミング(すなわち、クロック信号ΦS1A(a)、ΦS2A(b)、ΦS1B(d)、ΦS2B(e)の立下りエッジ)と同一タイミングである。なお、図1における、各サンプリングキャパシタの容量比は、サンプリングキャパシタ105A_1:105A_2=1:1、サンプリングキャパシタ105B_1:105B_2=1:1とする。 Here, the sampling timing (that is, the falling edges of the clock signals ΦS1A (a), ΦS2A (b), ΦS1B (d), and ΦS2B (e)) according to the timing chart shown in FIG. The timing is the same as the sampling timing of each sampling capacitor (that is, the falling edges of the clock signals ΦS1A (a), ΦS2A (b), ΦS1B (d), and ΦS2B (e)). In FIG. 1, the sampling capacitors 105A_1: 105A_2 = 1: 1 and the sampling capacitors 105B_1: 105B_2 = 1: 1.
そのため、図9のタイミングチャートで表されるクロック信号を、図1に示す積分回路1の各サンプリングキャパシタ105A_1、105A_2、105B_1および105B_2に供給した場合に得られるアナログFIR特性は、図8と同一となる。
Therefore, the analog FIR characteristics obtained when the clock signal shown in the timing chart of FIG. 9 is supplied to the sampling capacitors 105A_1, 105A_2, 105B_1, and 105B_2 of the
(アナログFIR特性の具体例5)
また、前述した通り、図16のサンプリングキャパシタ905を複数個に分割する場合、分割する数は、例示する通りM個に等分することに限定されるものではない。分割したM個のサンプリングキャパシタの大きさを任意に調節することで、得られるアナログFIR特性の周波数特性を任意に調節することもできる。
(Specific example 5 of analog FIR characteristics)
Further, as described above, when the
一例として、図1に示す積分回路1の各サンプリングキャパシタの容量比を、サンプリングキャパシタ105A_1:105A_2=3:1、サンプリングキャパシタ105B_1:105B_2=3:1とする。このような容量比を有する各サンプリングキャパシタ105A_1、105A_2、105B_1および105B_2に、図2のタイミングチャートで表されるクロック信号を供給した場合に得られるアナログFIR特性を、図10に示す。
As an example, the capacitance ratio of each sampling capacitor of the integrating
図10において、横軸は周波数、縦軸はGainを表す。図10に示すように、周波数の増加に応じてゲインが正弦波状に変化し、サンプリング周波数FS近傍でゲイン(Gain)が最小となり、サンプリング周波数FSの2倍の周波数「2FS」近傍で最大となる、アナログFIR特性を得ることができることがわかる。 In FIG. 10, the horizontal axis represents frequency and the vertical axis represents Gain. As shown in FIG. 10, the gain changes in a sine wave shape as the frequency increases, the gain (Gain) becomes minimum near the sampling frequency FS, and becomes maximum near the frequency “2FS” that is twice the sampling frequency FS. It can be seen that analog FIR characteristics can be obtained.
(アナログFIR特性の具体例6)
また、他の例として、図1に示す積分回路1の各サンプリングキャパシタの容量比を、サンプリングキャパシタ105A_1:105A_2=3:1、サンプリングキャパシタ105B_1:105B_2=3:1とする。このような容量比を有する各サンプリングキャパシタ105A_1、105A_2、105B_1および105B_2に、図5のタイミングチャートで表されるクロック信号を供給した場合に得られるアナログFIR特性を、図11に示す。
(Specific example 6 of analog FIR characteristics)
As another example, the capacitance ratio of each sampling capacitor of the
図11において、横軸は周波数、縦軸はGainを表す。図11に示すように、周波数の増加に応じてゲインが正弦波状に変化し、サンプリング周波数FSよりやや低い周波数近傍およびサンプリング周波数FSの2倍の周波数「2FS」近傍でゲイン(Gain)が最小となり、周波数が零およびサンプリング周波数FSよりやや高い周波数近傍で最大となる、アナログFIR特性を得ることができる。 In FIG. 11, the horizontal axis represents frequency and the vertical axis represents Gain. As shown in FIG. 11, the gain changes in a sine wave shape as the frequency increases, and the gain (Gain) is minimized in the vicinity of a frequency slightly lower than the sampling frequency FS and a frequency “2FS” that is twice the sampling frequency FS. Thus, an analog FIR characteristic can be obtained in which the frequency is zero and becomes maximum in the vicinity of a frequency slightly higher than the sampling frequency FS.
(まとめ)
このように、第1実施形態における積分回路1によって得られるアナログFIRフィルタにおいては、形成されるゼロ点の周波数は、サンプリングキャパシタ105A_1、105A_2、…と、サンプリングキャパシタ105B_1、105B_2、…と、にアナログ入力信号Ainがサンプリングされるサンプリングタイミングの各間隔に依存する。
(Summary)
Thus, in the analog FIR filter obtained by the
そして、前記サンプリングキャパシタ105A_1、105A_2、…と、サンプリングキャパシタ105B_1、105B_2、…と、にアナログ入力信号Ainがサンプリングされるサンプリングタイミングの各間隔が狭い(時間軸で短い)場合、つまり、図7のタイミングチャートに示すように、クロック信号ΦS1Aの立ち下がりエッジとクロック信号ΦS2Aの立ち下がりエッジとの間隔、また、クロック信号ΦS1Bの立ち下がりエッジとクロック信号ΦS2Bの立ち下がりエッジとの間隔が、図2のタイミングチャートに示す、クロック信号ΦS1A、ΦS2A、ΦS1BおよびΦS2Bが等間隔に配置された場合の、クロック信号ΦS1Aの立ち下がりエッジとクロック信号ΦS2Aの立ち下がりエッジとの間隔、また、クロック信号ΦS1Bの立ち下がりエッジとクロック信号ΦS2Bの立ち下がりエッジとの間隔に比較して狭い場合には、図8に示すように高周波側にゼロ点が形成される。 When the sampling capacitors 105A_1, 105A_2,... And the sampling capacitors 105B_1, 105B_2,... Are sampled at intervals of the sampling timing at which the analog input signal Ain is sampled (ie, short on the time axis), that is, FIG. As shown in the timing chart, the interval between the falling edge of the clock signal ΦS1A and the falling edge of the clock signal ΦS2A, and the interval between the falling edge of the clock signal ΦS1B and the falling edge of the clock signal ΦS2B are shown in FIG. , The interval between the falling edge of the clock signal ΦS1A and the falling edge of the clock signal ΦS2A when the clock signals ΦS1A, ΦS2A, ΦS1B, and ΦS2B are arranged at equal intervals. If narrow compared to the spacing between the trailing edge and the falling edge of the clock signal ΦS2B of No. Faiesu1B, the zero point is formed on the high frequency side as shown in FIG.
逆に、前記サンプリングキャパシタ105A_1、105A_2、…と、サンプリングキャパシタ105B_1、105B_2、…と、にアナログ入力信号Ainがサンプリングされるサンプリングタイミングの各間隔が広い(時間軸で長い)場合、つまり、図5のタイミングチャートに示すように、クロック信号ΦS1Aの立ち下がりエッジとクロック信号ΦS2Aの立ち下がりエッジとの間隔、また、クロック信号ΦS1Bの立ち下がりエッジとクロック信号ΦS2Bの立ち下がりエッジとの間隔が、図2のタイミングチャートに示す、クロック信号ΦS1A、ΦS2A、ΦS1BおよびΦS2Bが等間隔に配置された場合の、クロック信号ΦS1Aの立ち下がりエッジとクロック信号ΦS2Aの立ち下がりエッジとの間隔、また、クロック信号ΦS1Bの立ち下がりエッジとクロック信号ΦS2Bの立ち下がりエッジとの間隔に比較して長い場合には、図6に示すように低周波側にゼロ点が形成される。 Conversely, when the sampling timings at which the analog input signal Ain is sampled in the sampling capacitors 105A_1, 105A_2,... And the sampling capacitors 105B_1, 105B_2,. As shown in the timing chart, the interval between the falling edge of the clock signal ΦS1A and the falling edge of the clock signal ΦS2A, and the interval between the falling edge of the clock signal ΦS1B and the falling edge of the clock signal ΦS2B are shown in FIG. 2, when the clock signals ΦS1A, ΦS2A, ΦS1B, and ΦS2B are arranged at equal intervals, the interval between the falling edge of the clock signal ΦS1A and the falling edge of the clock signal ΦS2A, and the clock signal If longer than the interval between the falling edge and the falling edge of the clock signal ΦS2B of Faiesu1B, the zero point is formed on the low frequency side as shown in FIG.
また、図1に示すように、図16においてサンプリングキャパシタ905を複数個に分割し、サンプリングタイミングを複数個持たせた回路を2組(従来の2倍)具備し、タイムインターリーブ動作させることで、サンプルフェイズのみで分割して「半相間」で複数サンプリングするのではなく「全相間」で複数サンプリングすることが可能となる。そのため、前記サンプリングキャパシタ105A_1、105A_2、…と、サンプリングキャパシタ105B_1、105B_2、…と、にアナログ入力信号Ainがサンプリングされるサンプリングタイミングの各間隔を広く(時間軸で長く)設定できるため、低域にゼロ点を形成し、低域にカットオフ点を形成することができる。
Further, as shown in FIG. 1, by dividing the
なお、サンプリング期間と、インテグレートタイミングおよびその期間はアナログFIR特性に影響を与えない。アナログFIR特性に影響を与えるのはサンプリング間隔のみである。 Note that the sampling period, the integration timing, and the period do not affect the analog FIR characteristics. Only the sampling interval affects the analog FIR characteristics.
(効果)
図1に示すように、サンプリングキャパシタを複数個に分割したサンプリング回路2を用いることによって、例えばサンプリングキャパシタを16個備える場合には、図3に示すようなアナログFIR特性を得ることができる、さらに、複数個のサンプリングキャパシタのサンプリングタイミングやサンプリングキャパシタの容量比を調整することによって、例えば図4、図6、図8、図10、図11に示すように、アナログFIR特性を任意に調整することができる。
(effect)
As shown in FIG. 1, by using a
したがって、サンプリング回路2のアナログFIR特性を調整することによって、サンプリング回路2のサンプリング周波数の1/2以上といった高周波成分を抑制することができ、すなわち、高周波抑制効果が得られる周波数特性を備えたサンプリング回路2を実現することができる。
また、符号に「A」が付与されたサンプリング素子からなる回路と、符号に「B」が付与された素子からなる回路とを設け、これら2組の回路に含まれるサンプリングキャパシタを、交互にサンプリング動作させることによって、図2に示すように、一方の回路(例えば、符号に「A」が付与された素子からなる回路)において、サンプリングキャパシタでのサンプリング動作を行っている間に、これと並行して他方の回路(例えば、符号に「B」が付与された素子からなる回路)において、積分容量106への電荷転送を行うようにしている。したがって、例えば符号に「A」が付与された素子からなる回路においては、図2に示すように、クロック信号ΦS2Aの立ち下がりのタイミングからクロック信号ΦS1Aの立ち上がりのタイミングまでの間に、クロック信号ΦIAにより積分容量106への電荷転送を行えばよいため、積分容量106への電荷転送のタイミングの設定自由度を大きくすることができる。
Therefore, by adjusting the analog FIR characteristic of the
In addition, a circuit composed of a sampling element with “A” added to the code and a circuit made of an element added with “B” to the code are provided, and the sampling capacitors included in these two sets of circuits are sampled alternately. By operating, as shown in FIG. 2, in one circuit (for example, a circuit made of an element having “A” added to the reference numeral), a sampling capacitor is performing a sampling operation in parallel. Thus, charge transfer to the
また、アナログ部の突入電流起因の輻射ノイズを拡散できるため、輻射ノイズを効果的に抑制できる。これは、サンプリングキャパシタを2倍具備し、時分割動作させることによりアナログFIRフィルタの周波数特性をサンプリング回路そのものに付与したことによる。つまり、別途アナログFIRフィルタの周波数特性を得るためのアナログ回路などといったアナログ部を設ける必要がないためである。 Moreover, since the radiation noise resulting from the inrush current of the analog part can be diffused, the radiation noise can be effectively suppressed. This is because the sampling capacitor itself is provided with the frequency characteristic of the analog FIR filter by providing the sampling capacitor twice and performing the time division operation. That is, it is not necessary to provide an analog unit such as an analog circuit for obtaining the frequency characteristics of the analog FIR filter.
また、前記の効果を得るためには、サンプリング回路の増大しか伴わず、エリア(回路規模)・ノイズなどの増加を伴うことなく実現することができ、コスト削減を図ることができる。
また、上述のように、単にサンプリング回路2において、各サンプリングキャパシタの動作タイミングや容量を調整することによって、アナログ部によるノイズの発生を抑制することができるため、高度なプロセス技術などを必要とすることなく実現することができる。
さらに、このようにサンプリング回路2の仕様を調整することにより、エリア(回路規模)・ノイズなどの増加を伴うことなく実現することができるため、このサンプリング回路2を用いた積分回路の小型化を妨げることを抑制することができる。
Further, in order to obtain the above-described effect, it can be realized only with an increase in sampling circuits and without an increase in area (circuit scale), noise, etc., and cost reduction can be achieved.
Further, as described above, in the
Further, by adjusting the specifications of the
(第2実施形態)
(サンプリング回路)
次に、第2実施形態のサンプリング回路について説明する。
(回路構成)
第2実施形態のサンプリング回路は、図1に示した第1実施形態のサンプリング回路2と同じ回路構成を有する。
この第2実施形態では、第1実施形態と同様に、図1に示すように、スイッチ101A_1、102A_1はクロック信号ΦS1Aで駆動され、スイッチ101A_2、102A_2はクロック信号ΦS2Aで駆動され、スイッチ101B_1、102B_1はクロック信号ΦS1Bで駆動され、スイッチ101B_2、102B_2はクロック信号ΦS2Bで駆動され、スイッチ103A_1、103A_2、104A_1、104A_2はクロック信号ΦIAで駆動され、スイッチ103B_1、103B_2、104B_1、104B_2はクロック信号ΦIBで駆動される。ただし、第2実施形態にあっては、これらクロック信号は図12に示すタイミングチャートにしたがってオン・オフ動作する。
(Second Embodiment)
(Sampling circuit)
Next, the sampling circuit of the second embodiment will be described.
(Circuit configuration)
The sampling circuit of the second embodiment has the same circuit configuration as the
In the second embodiment, as in the first embodiment, as shown in FIG. 1, the switches 101A_1 and 102A_1 are driven by the clock signal ΦS1A, the switches 101A_2 and 102A_2 are driven by the clock signal ΦS2A, and the switches 101B_1 and 102B_1 Is driven by the clock signal ΦS1B, the switches 101B_2 and 102B_2 are driven by the clock signal ΦS2B, the switches 103A_1, 103A_2, 104A_1 and 104A_2 are driven by the clock signal ΦIA, and the switches 103B_1, 103B_2, 104B_1 and 104B_2 are driven by the clock signal ΦIB. Is done. However, in the second embodiment, these clock signals are turned on / off according to the timing chart shown in FIG.
(作用)
ここで、初めに、第2実施形態の上記構成の作用を説明し、第2実施形態におけるサンプリング回路2が、アナログ入力信号Ainに高周波成分と、周期ノイズ(アナログ信号を処理する回路への突入電流に起因するノイズ:以下、単にノイズとも記す)が重畳されている場合であっても、図1に示したサンプリング回路2を用いた積分回路が発生するノイズを低減でき、さらに広い帯域で高周波成分を減衰させる効果が得られるという点について説明する。
(Function)
Here, first, the operation of the above-described configuration of the second embodiment will be described, and the
図12は、第2実施形態の上記構成の各スイッチに供給されるクロック信号のタイミングチャートの一例を示したものである。図12(a)〜(f)はジッタを印加したクロック信号であり、(a)はクロック信号ΦS1A、(b)はクロック信号ΦS2A、(c)はクロック信号ΦIA、(d)はクロック信号ΦS1B、(e)はクロック信号ΦS2B、(f)はクロック信号ΦIBを表す。各クロック信号の立ち上がりエッジおよびたち下がりエッジにジッタが印加されている。 FIG. 12 shows an example of a timing chart of a clock signal supplied to each switch having the above-described configuration according to the second embodiment. 12 (a) to 12 (f) are clock signals to which jitter is applied, (a) is the clock signal ΦS1A, (b) is the clock signal ΦS2A, (c) is the clock signal ΦIA, and (d) is the clock signal ΦS1B. , (E) represents the clock signal ΦS2B, and (f) represents the clock signal ΦIB. Jitter is applied to the rising and falling edges of each clock signal.
図12に示した例では、クロック信号(a)ΦS1Aと(b)ΦS2Aと(d)ΦS1Bと(e)ΦS2Bと、が等間隔で同じ時間Hレベルとなるクロック信号で示してあるが、第1実施形態と同様に、本発明は等間隔であることに限定されるものではない。クロック信号(a)ΦS1A、(b)ΦS2A、(d)ΦS1B、および(e)ΦS2Bのサンプリング終了時刻はアナログ入力信号Ainのサンプリング時刻となり、第1実施形態と同様に、この周期を任意に設定することによりアナログFIRフィルタ特性を任意に調整することもできる。 In the example shown in FIG. 12, the clock signals (a) ΦS1A, (b) ΦS2A, (d) ΦS1B, and (e) ΦS2B are shown as clock signals that are at the same time and at the same time H level. As with one embodiment, the present invention is not limited to being equally spaced. The sampling end time of the clock signals (a) ΦS1A, (b) ΦS2A, (d) ΦS1B, and (e) ΦS2B is the sampling time of the analog input signal Ain, and this cycle is arbitrarily set as in the first embodiment. By doing so, the analog FIR filter characteristics can be arbitrarily adjusted.
また、図12ではクロック信号(c)ΦIAおよび(f)ΦIBにもジッタを印加した例を示したが、クロック信号(c)ΦIAおよび(f)ΦIBにはジッタを印加せず、図2に示すクロック信号(c)ΦIAおよび(f)ΦIBと同様のクロック信号を用いても良い。このとき、クロック信号(c)ΦIAおよび(f)ΦIBにジッタを印加しなくても、アナログ入力信号Ainのサンプリング時刻には影響を与えないためアナログFIRフィルタ特性へは全く影響を及ぼさない。 FIG. 12 shows an example in which jitter is also applied to the clock signals (c) ΦIA and (f) ΦIB. However, no jitter is applied to the clock signals (c) ΦIA and (f) ΦIB. Clock signals similar to the clock signals (c) ΦIA and (f) ΦIB shown may be used. At this time, even if no jitter is applied to the clock signals (c) ΦIA and (f) ΦIB, the sampling time of the analog input signal Ain is not affected, and therefore the analog FIR filter characteristics are not affected at all.
第2実施形態の効果を理解しやすくするため、まず、図17に示す従来のクロック信号のタイミングチャートにおいて、クロック信号にジッタを印加する場合、すなわちサンプリングタイミングにジッタを印加する場合について説明する。
サンプリングタイミングにジッタを印加するということは、図17のタイミングチャートにおいて、その動作タイミングを動的に変化させることである。
In order to facilitate understanding of the effects of the second embodiment, first, in the conventional clock signal timing chart shown in FIG. 17, a case where jitter is applied to the clock signal, that is, a case where jitter is applied to the sampling timing will be described.
Applying jitter to the sampling timing means that the operation timing is dynamically changed in the timing chart of FIG.
サンプリングタイミングにジッタを印加することにより、サンプリング動作において周波数変調をかけることができる。
この周波数変調により、ジッタ振幅(図12中、サンプリングエッジが変化する時間軸における絶対値)によって周波数特性においてゼロ点を形成することができる。
サンプリングタイミングへのジッタ印加による周波数変調において形成されるゼロ点の周波数FJは以下の(2)式で表される。
FJ=(1/d)×I (I=自然数) ……(2)
By applying jitter to the sampling timing, frequency modulation can be applied in the sampling operation.
By this frequency modulation, a zero point can be formed in the frequency characteristic by the jitter amplitude (the absolute value on the time axis at which the sampling edge changes in FIG. 12).
The zero point frequency FJ formed in frequency modulation by applying jitter to the sampling timing is expressed by the following equation (2).
FJ = (1 / d) × I (I = natural number) (2)
ここで、dはジッタ振幅を表す。一例として、d=(1/FS)×(1/M)(Mはサンプリングキャパシタの数)とした場合のサンプリングタイミングへのジッタ印加による周波数変調による周波数特性を図13に示す。図13において横軸は周波数、縦軸はGainである。なお、図13は、図1に示すサンプリング回路2において、サンプリングキャパシタを16個(M=16)設けたサンプリング回路において、サンプリングタイミングにジッタを印加した場合の周波数特性を表す。
Here, d represents the jitter amplitude. As an example, FIG. 13 shows frequency characteristics by frequency modulation by applying jitter to the sampling timing when d = (1 / FS) × (1 / M) (M is the number of sampling capacitors). In FIG. 13, the horizontal axis represents frequency, and the vertical axis represents Gain. FIG. 13 shows frequency characteristics when jitter is applied to the sampling timing in the
図13に示す通り、1/dの周波数にゼロ点を形成することができ、このゼロ点を形成できる周波数はジッタ振幅に反比例する。例えば、ジッタ振幅dを大きく設定すれば、ゼロ点が低周波側へ移動し、ジッタ振幅dを小さく設定すれば、ゼロ点が高周波側へ移動する。 As shown in FIG. 13, a zero point can be formed at a frequency of 1 / d, and the frequency at which this zero point can be formed is inversely proportional to the jitter amplitude. For example, if the jitter amplitude d is set large, the zero point moves to the low frequency side, and if the jitter amplitude d is set small, the zero point moves to the high frequency side.
次に、第2実施形態の作用を説明する。
第2実施形態の上記構成は、図1のサンプリング回路2に示すように、図16に示すサンプリング回路4において、サンプリングキャパシタ905を複数個に分割し、さらに、図12に示すように、サンプリングタイミングにジッタを印加する構成である。
図16において、サンプリングキャパシタ905を分割することにより得られるアナログFIRフィルタ特性(式(1))と、サンプリングタイミングへのジッタ印加による周波数変調による周波数特性(式(2))の両方の効果が得られ、その周波数特性は図14に示したものとなる。
Next, the operation of the second embodiment will be described.
In the configuration of the second embodiment, as shown in the
In FIG. 16, the effects of both the analog FIR filter characteristic (Equation (1)) obtained by dividing the
図14において、横軸は周波数、縦軸はGainである。また、特性線L1は、アナログFIRフィルタ特性(式(1))を表し、特性線L2は、周波数変調による周波数特性(式(2))を表し、特性線L3は、サンプリングキャパシタ905の分割およびジッタ印加による周波数変調を共に行うことにより得られるアナログFIRフィルタ特性(すなわち、アナログFIRフィルタ特性(L1)および周波数変調による周波数特性(L2)を合成したもの。)を表す。
In FIG. 14, the horizontal axis represents frequency and the vertical axis represents Gain. The characteristic line L1 represents the analog FIR filter characteristic (formula (1)), the characteristic line L2 represents the frequency characteristic by frequency modulation (formula (2)), and the characteristic line L3 represents the division of the
サンプリングキャパシタ905の分割により得られるアナログFIRフィルタ特性では減衰することのできない、サンプリング周波数FSの整数倍の周波数に表れる「0dB」の透過域に対し、ジッタの振幅を適切に調節することにより、サンプリングタイミングへのジッタ印加に伴う周波数変調により、周波数特性のゼロ点を形成することができ、図14に示すようにさらに広い帯域で高周波成分を減衰させる周波数特性を得ることができる。
Sampling is performed by appropriately adjusting the amplitude of jitter for a transmission band of “0 dB” that appears in an integral multiple of the sampling frequency FS, which cannot be attenuated by the analog FIR filter characteristics obtained by dividing the
(効果)
サンプリングキャパシタを複数個に分割し、サンプリングタイミングにジッタを印加することにより、図14に示すように高周波抑制効果が得られる周波数特性を付与することができ、さらに、アナログ部の突入電流起因の輻射ノイズを拡散できるため、輻射ノイズを効果的に抑制できる。これは、サンプリングキャパシタを2倍具備し、時分割動作させることによりアナログFIRフィルタの周波数特性をサンプリング回路そのものに付与したことによる。
(effect)
By dividing the sampling capacitor into a plurality of parts and applying jitter to the sampling timing, it is possible to provide a frequency characteristic that can obtain a high frequency suppression effect as shown in FIG. 14, and furthermore, radiation due to the inrush current of the analog part Since noise can be diffused, radiation noise can be effectively suppressed. This is because the sampling capacitor itself is provided with the frequency characteristic of the analog FIR filter by providing the sampling capacitor twice and performing the time division operation.
また、このような効果を得るために、サンプリング回路の増大しか伴わず、エリア・ノイズの増加が伴わない。
さらに、アナログFIRフィルタ特性では減衰できないサンプリング周波数FSの整数倍に表れる0dBの透過域に対し、ジッタの振幅を適切に調節することにより、サンプリングタイミングへのジッタ印加による周波数変調による周波数特性のゼロ点を形成することができ、図14に示すようにさらに広い帯域で高周波を減衰させる周波数特性を得ることができる。
Further, in order to obtain such an effect, only the sampling circuit is increased, and the area noise is not increased.
Furthermore, the zero point of the frequency characteristic due to frequency modulation by applying jitter to the sampling timing by appropriately adjusting the amplitude of the jitter with respect to the 0 dB transmission band that appears in an integral multiple of the sampling frequency FS that cannot be attenuated by the analog FIR filter characteristics. As shown in FIG. 14, it is possible to obtain a frequency characteristic that attenuates a high frequency in a wider band.
なお、この第2実施形態では、サンプリングクロック信号の立ち上がりおよび立ち下がりの両方にジッタを印加した場合について説明したが、これに限るものではない。サンプリングクロック信号の立ち下がりエッジにのみジッタを印加した場合であっても、周波数変調を行うことができ、すなわち周波数特性のゼロ点を形成することができる。また、サンプリングクロック信号の立ち上がりエッジにのみジッタを印加した場合であっても、アナログ部の突入電流起因の輻射ノイズを拡散でき、すなわち輻射ノイズを効果的に抑制できる。 In the second embodiment, the case where jitter is applied to both the rising edge and the falling edge of the sampling clock signal has been described. However, the present invention is not limited to this. Even when jitter is applied only to the falling edge of the sampling clock signal, frequency modulation can be performed, that is, a zero point of frequency characteristics can be formed. Even when jitter is applied only to the rising edge of the sampling clock signal, the radiation noise caused by the inrush current of the analog portion can be diffused, that is, the radiation noise can be effectively suppressed.
また、上記第1および第2実施形態では、上述のようにサンプリング回路2において、サンプリングタイミングや、サンプリングキャパシタの容量比を異ならせること、また、サンプリングタイミングにジッタを印加することにより、周波数特性を変更することができる。そのため、サンプリング回路2の用途に応じてサンプリングタイミングなどを変更することによって、所望の周波数特性となるサンプリング回路2を容易に得ることができる。
In the first and second embodiments, as described above, in the
(変形例)
なお、本発明のサンプリング回路は、以上説明したように、積分回路1として構成されるものに限定されるものではなく、図15に示すように、A/D変換器200に適用することもできる。また、例えば、チャージポンプ等に利用することができる。
なお、図15において、201は積分回路1の出力を入力するデジタル回路、202はサンプリング回路2に対してクロック信号ΦS1AおよびΦS2Aを所定のタイミングで出力する制御回路である。
また、本発明の範囲は、以上図示され、記載された例示的な実施形態に限定されるものではなく、本発明が目的とするものと均等な効果をもたらすすべての実施形態をも含む。
(Modification)
Note that the sampling circuit of the present invention is not limited to the one configured as the
In FIG. 15, 201 is a digital circuit that inputs the output of the integrating
In addition, the scope of the present invention is not limited to the exemplary embodiments shown and described above, but includes all embodiments that bring about effects equivalent to those intended by the present invention.
さらに、本発明の範囲は、特許請求の範囲により画される発明の特徴の組み合わせに限定されるものではなく、すべての開示されたそれぞれの特徴のうち特定の特徴のあらゆる所望する組み合わせによって画されうる。
ここで、上記実施形態において、サンプリングキャパシタ105A_1および105A_2が第1容量素子部に対応し、105B_1および105B_2が第2容量素子部に対応し、スイッチ101A_1、101A_2、102A_1および102A_2が第1スイッチング素子部に対応し、スイッチ101B_1、101B_2、102B_1および102B_2が第2スイッチング素子部に対応している。
Further, the scope of the invention is not limited to the combinations of features of the invention defined by the claims, but is defined by any desired combination of particular features among all the disclosed features. sell.
Here, in the above embodiment, the sampling capacitors 105A_1 and 105A_2 correspond to the first capacitor element section, 105B_1 and 105B_2 correspond to the second capacitor element section, and the switches 101A_1, 101A_2, 102A_1 and 102A_2 are the first switching element section. The switches 101B_1, 101B_2, 102B_1, and 102B_2 correspond to the second switching element portion.
本発明は、サンプリング回路、A/D変換器、積分回路の他、A/D変換の機能を持った電子機器全般に利用することができる。 The present invention can be used for all electronic devices having an A / D conversion function in addition to a sampling circuit, an A / D converter, and an integration circuit.
1 積分回路
2 サンプリング回路
101A_1、101A_2、101B_1、101B_2 スイッチ
102A_1、102A_2、102B_1、102B_2 スイッチ
103A_1、103A_2、103B_1、103B_2 スイッチ
104A_1、104A_2、104B_1、104B_2 スイッチ
105A_1、105A_2、105B_1、105B_2 サンプリングキャパシタ
106 積分容量
107 演算増幅器
111 入力端子
112 出力端子
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記入力信号によって生じる電荷を蓄積するための複数の容量素子を含む第2容量素子部と、
前記第1容量素子部の複数の容量素子それぞれに電荷を蓄積するとともに当該電荷を転送するための複数のスイッチング素子を含む第1スイッチング素子部と、
前記第2容量素子部の複数の容量素子それぞれに電荷を蓄積するとともに当該電荷を転送するための複数のスイッチング素子を含む第2スイッチング素子部と、を備え、
前記第1スイッチング素子部および前記第2スイッチング素子部を交互に動作させるようになっており、
前記第1スイッチング素子部は、前記第2スイッチング素子部が前記容量素子への電荷の蓄積を行う期間を除く期間である第2スイッチング素子部非蓄積期間において、前記第1容量素子部に含まれる複数の容量素子に前記電荷を蓄積するサンプリングタイミングが互いに異なるように設定された複数のクロック信号にしたがって、前記第1容量素子部に含まれる前記容量素子に前記電荷を蓄積する動作を行い、
前記第2スイッチング素子部は、前記第1スイッチング素子部が前記容量素子への電荷の蓄積を行う期間を除く期間である第1スイッチング素子部非蓄積期間において、前記第2容量素子部に含まれる複数の容量素子に前記電荷を蓄積するサンプリングタイミングが互いに異なるように設定された複数のクロック信号にしたがって、前記第2容量素子部に含まれる前記容量素子に前記電荷を蓄積する動作を行い、
前記クロック信号の立ち上がりまたは立下りの少なくとも一方にジッタが加えられていることを特徴とするサンプリング回路。 A first capacitive element portion including a plurality of capacitive elements for accumulating charges generated by an input signal that is input;
A second capacitive element portion including a plurality of capacitive elements for accumulating charges generated by the input signal;
A first switching element unit including a plurality of switching elements for storing charges in each of the plurality of capacitor elements of the first capacitor element unit and transferring the charges;
A second switching element unit including a plurality of switching elements for accumulating charges in each of the plurality of capacitor elements of the second capacitor element unit and transferring the charges,
Ri Contact adapted to operate alternately said first switching element section and the second switching element section,
The first switching element unit is included in the first capacitor element unit in a second switching element unit non-accumulation period that is a period excluding a period in which the second switching element unit accumulates charges in the capacitor element. In accordance with a plurality of clock signals set so that the sampling timings for accumulating the charges in a plurality of capacitive elements are different from each other, an operation for accumulating the charges in the capacitive elements included in the first capacitive element portion is performed.
The second switching element unit is included in the second capacitor element unit in a first switching element unit non-storage period that is a period excluding a period in which the first switching element unit stores charges in the capacitor element. In accordance with a plurality of clock signals set so that the sampling timings for accumulating the charges in a plurality of capacitive elements are different from each other, an operation for accumulating the charges in the capacitive elements included in the second capacitive element section is performed.
A sampling circuit , wherein jitter is added to at least one of the rising edge and falling edge of the clock signal .
前記第1スイッチング素子部非蓄積期間に、前記第1容量素子部に蓄積された電荷が転送されるとともに、前記第2スイッチング素子部非蓄積期間に、前記第2容量素子部に蓄積された電荷が転送される積分容量と、
演算増幅器と、を備え、
当該演算増幅器は、前記第1容量素子部および前記第2容量素子部に蓄積された電荷が供給される入力端子と出力信号を出力する出力端子とを有し、
前記積分容量は、前記演算増幅器の前記入力端子と前記出力端子との間に設けられることを特徴とする積分回路。 A sampling circuit according to claim 1 ;
The charge accumulated in the first capacitor element portion is transferred during the first switching element portion non-accumulation period, and the charge accumulated in the second capacitor element portion during the second switching element portion non-accumulation period. Integration capacity to be transferred,
An operational amplifier,
The operational amplifier has an input terminal to which charges accumulated in the first capacitor element part and the second capacitor element part are supplied, and an output terminal for outputting an output signal,
The integration circuit, wherein the integration capacitor is provided between the input terminal and the output terminal of the operational amplifier.
前記積分回路によって転送された信号をデジタル信号として出力するデジタル回路と、
を備えることを特徴とするA/D変換器。 An integrating circuit according to claim 2 ;
A digital circuit that outputs the signal transferred by the integration circuit as a digital signal;
An A / D converter comprising:
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JP2012145576A JP5667602B2 (en) | 2012-06-28 | 2012-06-28 | Sampling circuit, integrating circuit and A / D converter |
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