專利名稱：模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請涉及一種將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器。
背景技術(shù)：
近年來，在各種不同的領(lǐng)域中已經(jīng)使用將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號的模擬數(shù)字轉(zhuǎn) 換器(ADC)。圖3示出在日本未經(jīng)審查的專利申請公開No. 2007-139700中公布的V_F(電 壓-頻率)型的ADC。如圖3中所示，電壓脈沖轉(zhuǎn)換器100包括輸入切換電路104、作為電壓感應單元的 積分器輸出感應單元105、積分器108、第一和第二比較器112和113 (窗口比較器)、RS鎖 存電路114、第一和第二積分器輸出誤差檢測電路116、119、第一和第二比較器連續(xù)輸出判 斷電路117、118、以及作為標記輸出單元的觸發(fā)器FF 123?，F(xiàn)在，輸入切換電路104切換CS正端子和CS負端子與積分器108的正或者負輸 入端子之間的連接。此外，積分器108包括差分放大器111、一端與差分放大器111的負端 子(倒相輸入端子)相連接的電阻器109、以及被連接在差分放大器111的輸出和其負端子 之間的電容器110。積分器輸出感應單元105包括開關(guān)106和107，開關(guān)106和107具有分別被連接 至結(jié)點106a和106b的一端，并且具有被設(shè)置為基準電勢的另一端。積分器輸出感應單元 105將積分器108的輸出導向第一或者第二檢測電壓附近。第一和第二比較器112和113從積分器108的輸出檢測第一檢測電壓(IV)和高 于第一檢測電壓的第二檢測電壓(2V)。FF 123基于第一和第二比較器112和113中的比較結(jié)果輸出標記FLAG。此外，逆 變器124輸出具有根據(jù)輸入電壓的頻率的輸出信號CK0UT。根據(jù)此種操作，圖3中所示的電路將在CS正端子101和CS負端子102之間生成 的輸入電壓轉(zhuǎn)換為脈沖。輸入切換電路104基于標記FLAG和輸出信號CKOUT切換連接。此外，圖3中所示的電路包括誤差檢測電路116，當在至少預定的時間段內(nèi)積分器 108的輸出電壓高于高電勢側(cè)基準檢測電壓(2V)時，該誤差檢測電路116生成積分器輸出 誤差信號E-H。當積分器輸出電壓誤差信號E-H被輸入至OR電路120時，OR電路120將信 號0UT120輸出至積分器輸出感應單元105。在接收信號OUT 120之后，積分器輸出感應單 元105接通開關(guān)106，使得將積分器的輸出電壓導向低于高電勢側(cè)基準檢測電壓(2V)的電 勢。類似地，圖3中所示的電路包括誤差檢測電路119，當在至少預定的時間段內(nèi)積分 器108的輸出電壓低于低電勢側(cè)基準檢測電壓(IV)時，該誤差檢測電路119生成積分器輸出誤差信號E-L。當積分器輸出電壓誤差信號E-L被輸入至OR電路122時，OR電路122將 信號0UT122輸出至積分器輸出感應單元105。在接收信號OUT 122之后，積分器輸出感應 單元105接通開關(guān)107，使得將積分器的輸出電壓導向高于低電勢側(cè)基準檢測電壓(IV)的 電勢。

發(fā)明內(nèi)容
然而，本發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)圖3中所示的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器中的下述問題，當積分器 108的輸出電壓超過器件的擊穿(breakdown)時，器件可能會被破壞。另一問題是，當積分器108的輸出電壓小于接地電勢(在CMOS的情況下主要為 0V)時，直通電流(through current)可能在電路中流動。此外，在圖3中所示的電路中，當在積分器108的輸出電壓高于高電勢側(cè)基準檢 測電壓或者低于低電勢側(cè)基準檢測電壓之后已經(jīng)流逝預定的時段時，對誤差進行檢測。然 而，在這樣的情況下，要求電路或者程序檢測在超過基準電壓電平之后已經(jīng)流逝預定的時 間段，這增加了電路尺寸。本發(fā)明的示例性方面是模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，該模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器包括輸入極性切換 單元，該輸入極性切換單元切換輸入信號的極性；積分器，該積分器將從輸入極性切換單元 輸出的輸入信號進行積分；積分器輸出調(diào)整電路，該積分器輸出調(diào)整電路調(diào)整積分器的輸 出電壓；窗口比較器，該窗口比較器包括高電壓側(cè)比較器和低電壓側(cè)比較器，高電壓側(cè)比較 器包括第一基準電壓和高于第一基準電壓的第二基準電壓，低電壓側(cè)比較器包括第三基準 電壓和低于第三基準電壓的第四基準電壓，窗口比較器進一步將積分器的輸出電壓與第一 至第四基準電壓進行比較；以及控制器，該控制器基于窗口比較器中的比較結(jié)果控制輸入 極性切換單元、積分器輸出調(diào)整電路、以及窗口比較器，并且生成數(shù)字信號。當積分器的輸 出電壓達到第一基準電壓時，控制器將高電壓側(cè)比較器的基準電壓重置為第二基準電壓， 并且當積分器的輸出電壓達到第三基準電壓時，控制器將低電壓側(cè)比較器的基準電壓重置 為第四基準電壓。此外，積分器輸出調(diào)整電路調(diào)整積分器的輸出電壓，使得當積分器的輸出 電壓達到第二基準電壓時，積分器的輸出電壓變得低于第二基準電壓，并且調(diào)整積分器的 輸出電壓使得當積分器的輸出電壓達到第四基準電壓時，積分器的輸出電壓變得高于第四 基準電壓。在具有上述構(gòu)造的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器中，當積分器的輸出電壓達到第一基準電壓 時，高電勢側(cè)比較器的基準電壓被重置為第二基準電壓。此外，當積分器的輸出電壓達到第 二基準電壓時，積分器輸出調(diào)整電路調(diào)整積分器的輸出電壓，使得積分器的輸出電壓變得 低于第二基準電壓。因此，能夠防止由于積分器的輸出電壓的增加導致器件擊穿。此外，在具有上述構(gòu)造的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器中，當積分器的輸出電壓達到第三基準 電壓時，低電勢側(cè)比較器的基準電壓被重置為第四基準電壓。此外，當積分器的輸出電壓達 到第四基準電壓時，積分器輸出調(diào)整電路調(diào)整積分器的輸出電壓，使得積分器的輸出電壓 變得高于第四基準電壓。因此，能夠防止由于積分器的輸出電壓的降低出現(xiàn)直通電流。根據(jù)本發(fā)明，能夠防止由于積分器的輸出電壓的波動而導致的器件擊穿和出現(xiàn)直 通電流。


結(jié)合附圖，從某些示例性實施例的以下描述中，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示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器；圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器的操作波形的示例；以 及圖3是用于描述根據(jù)日本未經(jīng)審查的專利申請公開No. 2007-139700的模擬數(shù)字 轉(zhuǎn)換器的圖。
具體實施例方式在下文中，將會參考附圖描述本發(fā)明的示例性實施例。圖1示出根據(jù)本發(fā)明的示 例性實施例的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器。在圖1中，模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器包括輸入極性切換單元1，該輸 入極性切換單元1切換輸入信號的極性；積分器2，該積分器2對從輸入極性切換單元1輸 出的輸入信號進行積分；以及積分器輸出調(diào)整電路5，該積分器輸出調(diào)整電路5調(diào)整積分器 2的輸出電壓。模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器進一步包括高電壓側(cè)比較器6，該高電壓側(cè)比較器6包括第一基 準電壓和高于第一基準電壓的第二基準電壓；低電壓側(cè)比較器7，該低電壓側(cè)比較器7包括 第三基準電壓和低于第三基準電壓的第四基準電壓；以及窗口比較器，該窗口比較器將積 分器2的輸出電壓與第一至第四基準電壓進行比較。模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器進一步包括控制器4， 該控制器4基于窗口比較器3的比較結(jié)果控制輸入極性切換單元1、積分器輸出調(diào)整電路 5、以及窗口比較器3，并且生成數(shù)字信號。當積分器2的輸出電壓達到第一基準電壓時，控制器4將高電壓側(cè)比較器6的基 準電壓重置為第二基準電壓。此外，當積分器2的輸出電壓達到第三基準電壓時，控制器4 將低電壓側(cè)比較器7的基準電壓重置為第四基準電壓。此外，積分器輸出調(diào)整電路5調(diào)整積分器2的輸出電壓，使得當積分器2的輸出電 壓達到第二基準電壓時，積分器2的輸出電壓低于第二基準電壓。此外，積分器輸出調(diào)整電 路5調(diào)整積分器2的輸出電壓，使得當積分器2的輸出電壓達到第四基準電壓時，積分器2 的輸出電壓高于第四基準電壓。在下文中，將會詳細地描述根據(jù)示例性實施例的模擬數(shù)字 轉(zhuǎn)換器。輸入極性切換單元1接收輸入信號Vin并且將輸入信號輸出至積分器2。這時，輸 入極性切換單元1基于從控制器4輸出的極性控制信號20切換輸入信號Vin的極性。更加 具體地，輸入極性切換單元1基于來自于控制器4的極性控制信號20切換下述兩種狀態(tài)， (1)連接輸入信號被施加的正側(cè)端子和差分放大器的負端子(倒相輸入端子)并且連接輸 入信號被施加的負側(cè)端子和差分放大器的正端子(非倒相輸入端子)，和(2)連接輸入信號 被施加的正側(cè)端子和差分放大器的正端子(非倒相輸入端子)并且連接輸入信號被施加的 負側(cè)端子和差分放大器的負端子(倒相輸入端子)。如此，積分器2的輸出電壓可以從負斜 率變成正斜率，或者從正斜率變成負斜率。積分器2包括差分放大器8 ；電阻器10，該電阻器10的一個端子被連接至差分放 大器8的負端子(倒相輸入端子)；以及電容器9，該電容器9被連接在差分放大器8的輸出與負端子之間。電阻器10的另一端和差分放大器8的正端子(非倒相輸入端子)通過輸入極性切換單元1被連接至正側(cè)端子和負側(cè)端子。窗口比較器3包括高電壓側(cè)比較器6和低電壓側(cè)比較器7。高電壓側(cè)比較器6具 有作為高電壓側(cè)基準電壓的正端子，并且其負端子和積分器2的輸出被連接在一起。高電 壓側(cè)比較器6的基準電壓包括第一基準電壓和高于第一基準電壓的第二基準電壓。例如， 將第一基準電壓設(shè)置為處于積分器2的正常操作的范圍內(nèi)的電壓。另一方面，例如，第二基 準電壓被設(shè)置為如下的電壓，使得當積分器2的輸出電壓變得稍微高于第二基準電壓時， 器件被擊穿。然而，根據(jù)其目的可以任意地設(shè)置第一和第二基準電壓。比較器6將積分器2的輸出電壓與第一和第二基準電壓進行比較的結(jié)果輸出至控 制器4。此外，基于來自于控制器4的電平控制信號21設(shè)置第一基準電壓和第二基準電壓。此外，低電壓側(cè)比較器7具有作為低電壓側(cè)基準電壓的負端子，并且其正端子和 積分器2的輸出被連接。低電壓側(cè)比較器7的基準電壓包括第三基準電壓和低于第三基準 電壓的第四基準電壓。例如，第三基準電壓被設(shè)置為處于積分器2的正常操作的范圍內(nèi)的 電壓。另一方面，第四基準電壓被設(shè)置為如下的電壓，使得當積分器2的輸出電壓變得稍微 低于第四基準電壓時，在電路中生成直通電流。然而，根據(jù)其目的能夠任意地設(shè)置以上的第 三和第四基準電壓。比較器7將積分器8的輸出電壓與第三和第四基準電壓進行比較的結(jié)果輸出至控 制器4。此外，基于來自于控制器4的電平控制信號21設(shè)置第三基準電壓和第四基準電壓?？刂破?基于窗口比較器3中的比較結(jié)果生成作為比較器6和7的輸出的信號以 控制輸入極性切換單元1、積分器輸出調(diào)整電路5、以及窗口比較器3。簡而言之，控制器4 生成作為控制輸入極性切換單元1的信號的極性控制信號20。此外，控制器4生成作為設(shè) 置比較器6和7的第一至第四基準電壓的信號的電平控制信號21。此外，控制器4生成作 為指示積分器輸出調(diào)整電路5來調(diào)整積分器2的輸出電壓的信號的積分器輸出調(diào)整信號 22。當積分器2的輸出電壓達到第一基準電壓時，控制器4生成信號以將高壓側(cè)比較 器6的基準電壓重置為第二基準電壓作為電平控制信號21。此外，當積分器2的輸出電壓 達到第三基準電壓時，控制器4生成信號以將低壓側(cè)比較器7的基準電壓重置為第四基準 電壓作為電平控制信號21。此外，控制器4基于窗口比較器3中的比較結(jié)果生成作為比較器6和7的輸出的 數(shù)字信號，使得輸出數(shù)字輸出Dout。積分器輸出調(diào)整電路5被提供在輸入極性切換單元1與積分器2之間，并且基于 來自于控制器4的積分器輸出調(diào)整信號22來調(diào)整積分器2的輸出電壓。更加具體地，當積 分器2的輸出電壓達到第二基準電壓時，積分器輸出調(diào)整電路5調(diào)整積分器2的輸出電壓， 使得積分器2的輸出變得低于第二基準電壓。此外，當積分器2的輸出電壓達到第四基準 電壓時，積分器輸出調(diào)整電路5調(diào)整積分器2的輸出電壓，使得積分器2的輸出變得高于第 四基準電壓。接下來參考圖2，將會使用根據(jù)示例性實施例的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器的操作波形來描 述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器的操作。在圖2中，輸入信號Vin在從TO到T3中為Vinl，從T3到TlO中為Vin2，以及在TlO 之后為 Vin3?，F(xiàn)在，Vinl、Vin2、以及 Vin3 分別滿足 Vinl > 0、Vin2 < 0、以及 Vin3 > 0。此外，當比較Vinl、Vin2、以及Vin3的絕對值時，滿足|Vinl| < Vin3 < |Vin2|。高電壓側(cè)比較器的基準電壓具有第一基準電壓(高1)和第二基準電壓(高2)的 兩個值，如圖2中所示。此外，低電壓側(cè)比較器的基準電壓具有第三基準電壓(低1)和第 四基準電壓(低2)的兩個值，如圖2中所示。以下面的時序來切換高電壓側(cè)比較器的基準 電壓和低電壓側(cè)比較器的基準電壓。例如，如在圖2中所示，當在諸如Tl時刻處，積分器2的輸出電壓達到低電壓側(cè)比 較器的第三基準電壓(低1)時，低電壓側(cè)比較器的基準電壓被從第三基準電壓(低1)切 換到第四基準電壓(低2)。此外，在此時刻處，將高電壓側(cè)第二基準電壓(高2)切換到第 一基準電壓(高1)。此外，如在圖2中所示，當在諸如T2時刻處，積分器2的輸出電壓達到高電壓側(cè)比 較器的第一基準電壓(高1)時，高電壓側(cè)比較器的基準電壓被從第一基準電壓(高1)切 換到第二基準電壓(高2)。此外，低電壓側(cè)第四基準電壓(低2)被切換到第三基準電壓 (低 1)。如上所述，在積分器2的輸出電壓達到高電壓側(cè)比較器的第一基準電 壓(高1)或 者低電壓側(cè)比較器的第三基準電壓(低1)時的時刻處，切換比較器6和7的基準電壓。當積分器2的輸出電壓達到高電壓側(cè)比較器6的基準電壓高1，或者低電壓側(cè)比較 器7的基準電壓低1時，時鐘被翻轉(zhuǎn)。該時鐘在控制器4中生成。當積分器2的輸出電壓達到高電壓側(cè)比較器6的基準電壓高2，或者低電壓側(cè)比較 器7的基準電壓低2時，符號被翻轉(zhuǎn)。此外，當在時鐘信號上升的時刻處符號是正時，被嵌入在控制器4中的計數(shù)器的 計數(shù)+1，并且當符號為負時計數(shù)-1。數(shù)字輸出Dout基于此計數(shù)器的輸出輸出信號。接下來，將會描述圖2中所示的根據(jù)示例性實施例的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器的操作波形 中的從TO到T13的操作。首先，從TO至Tl，Vinl作為輸入信號Vin被輸入至積分器2。這時，積分器的輸 出電壓示出的是向下斜率的曲線，并且在Tl的時刻處，達到低1。在此時刻處，控制器4將 高電壓側(cè)比較器的基準電壓從高2切換到高1。此外，控制器4將低電壓側(cè)比較器的基準 電壓從低1切換到低2。這時，時鐘信號被從高切換(下降)到低。此外，控制器4將在Tl 時刻處將對輸入信號Vin的極性進行切換的極性控制信號20輸出至輸入極性切換單元1。接下來，將會描述從Tl到T2的操作。同樣，從Tl到T2中，輸入信號Vin是Vinl。 然而，由于在Tl時刻處，輸入極性被切換，積分器的輸出電壓示出的是向上斜率的曲線。然 后，在T2時刻處，輸出電壓達到高1。在此時刻處，控制器4將高電壓側(cè)比較器的基準電壓 從高1切換到高2，并且將低電壓側(cè)比較器的基準電壓從低2切換到低1。這時，時鐘信號 被從低切換(上升)到高。然后，由于計數(shù)器的符號為正，所以在時鐘信號上升的時刻處， 計數(shù)+1。此外，控制器4將在T2時刻處對輸入信號Vin的極性進行切換的極性控制信號 20輸出至輸入極性切換單元1。接下來，將會描述從T2至T5的操作。由于在T2時刻處切換輸入信號Vin的輸入 極性，所以積分器的輸出電壓示出的是向下斜率的曲線。然后，在T3時刻處，輸入信號Vin 被從Vinl變成Vin2。這時，因為滿足Vin2 < 0 (與Vin相反的極性)，所以積分器的輸出電壓的斜率示出的是向上的斜率曲線。此外，由于Vin2的絕對值大于Vinl的絕對值，所以當輸入信號是Vin2時，與Vinl的情況相比較積分器的輸出電壓的斜率變得更加陡峭。然后，在T4時刻處，積分器的輸出電壓達到高2。在此時刻處，控制器4將積分器輸出調(diào)整信號22輸出至積分器輸出調(diào)整電路5，以調(diào)整輸入信號的電平使得積分器的輸出 電壓變得小于高2。更加具體地，積分器輸出調(diào)整電路5將電荷存儲在積分器2的電容器9 中。由于電荷被存儲在電容器9中，所以差分放大器8的輸出電壓被減少。因此，積分器2 的輸出電壓被導向低1的附近。此外，由于在T4時刻處積分器的輸出電壓達到高2，控制器 4將符號從正反轉(zhuǎn)為負。然后，在T5時刻處，積分器的輸出電壓達到低1。這時，控制器4將高電壓側(cè)比較 器的基準電壓從高2切換到高1，并且將低電壓側(cè)比較器的基準電壓從低1切換到低2。這 時，時鐘信號被從高切換到低。注意的是，當通過積分器輸出調(diào)整電路5的調(diào)整，使得積分 器的輸出電壓達到低1時，輸入極性切換單元1不切換輸入信號的極性?？傊?，在通過積分 器輸出調(diào)整電路5進行調(diào)整之前，從T5至T6的輸入極性等于從T3至T4的輸入極性。接下來，將會描述從T5至T9的操作。同樣，從T5到T9中，輸入信號Vin是Vin2。 在T5時刻處，輸入極性不被切換，并且從T5至T6的積分器的輸出電壓示出的是向上斜率 的曲線。然后，在T6時刻處，輸出電壓達到高1。在此時刻處，控制器4將高電壓側(cè)比較器 的基準電壓從高1切換到高2，并且將低電壓側(cè)比較器的基準電壓從低2切換到低1。這時， 時鐘信號被從低切換到高。由于符號為負，所以在時鐘信號上升的時刻處，計數(shù)-1。此外， 控制器4將在T6時刻處對輸入信號Vin的極性進行切換的極性控制信號20輸出至輸入極 性切換單元1。由于在T6時刻處輸入信號Vin2的輸入極性被切換，所以從T6至T7的積分器的 輸出電壓示出的是向下斜率的曲線。然后，在T7時刻處，輸出電壓達到低1。在此時刻處， 控制器4將高電壓側(cè)比較器的基準電壓從高2切換到高1，并且將低電壓側(cè)比較器的基準電 壓從低1切換到低2。這時，時鐘信號被從高切換到低。此外，控制器4將在T7時刻處對輸 入信號Vin的極性進行切換的極性控制信號20輸出至輸入極性切換單元1。同樣，從T7至T9中，執(zhí)行與從T5至T7相類似的操作。接下來，將會描述從T9至T13的操作。由與在T9時刻處切換輸入信號Vin2的輸 入極性，所以從T9至TlO的積分器的輸出電壓示出的是向上斜率的曲線。然后，在TlO時刻 處，輸入信號Vin被從Vin2變成Vin3。這時，由于滿足Vin3 > 0 (與Vin2相反的極性)， 所以積分器的輸出電壓的斜率示出的是向下斜率的曲線。此外，由于Vin3的絕對值小于 Vin2的絕對值，所以當輸入信號是Vin3時，與Vin2的情況相比較，積分器的輸出電壓的斜 率是稍小的。然后，在Tll時刻處，積分器的輸出電壓達到低2。在此時刻處，控制器4將積分器 輸出調(diào)整信號22輸出至積分器輸出調(diào)整電路5，以調(diào)整輸入信號Vin3的電平，使得積分器 的輸出電壓變得大于低2。更加具體地，積分器輸出調(diào)整電路5將被存儲在積分器的電容 器9中的電荷進行放電。由于被存儲在電容器9中的電荷被放電，所以差分放大器的輸出 電壓上升。因此，積分器的輸出電壓被導向高1的附近。此外，由于在Tll時刻處積分器的 輸出電壓達到低2，所以控制電路將符號從負反轉(zhuǎn)為正。然后，在T12時刻處積分器的輸出電壓達到高1。在此時刻處，控制器4將高電壓側(cè)比較器的基準電壓從高1切換到高2，并且將低電壓側(cè)比較器的基準電壓從低2切換到低 1。這時，時鐘信號被從低切換到高。因為符號為正，所以在時鐘信號上升的時刻處，計數(shù)器 的計數(shù)+1。注意的是，當通過積分器輸出調(diào)整電路5的調(diào)整，使得積分器的輸出電壓達到高 1時，輸入極性切換單元1不切換輸入信號的極性。總之，在通過積分器輸出調(diào)整電路5進 行調(diào)整之前，從T12至T13的輸入極性等于從TlO至Tll的輸入極性。
由于在T12時刻處輸入極性沒有被切換，所以從T12至T13的積分器的輸出電壓 示出的是向下斜率的曲線。然后，在T13時刻處，輸出電壓達到低1。在此時刻處，控制器4 將高電壓側(cè)比較器的基準電壓從高2切換到高1，并且將低電壓側(cè)比較器的基準電壓從低1 切換到低2。這時，時鐘信號被從高切換到低。此外，控制器4將在T13時刻處對輸入信號 Vin的極性進行切換的極性控制信號20輸出至輸入極性切換單元1。如上所述，在根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器中，當積分器2的輸 出電壓達到第一基準電壓(高1)時，高電勢側(cè)比較器6的基準電壓被重置為第二基準電壓 (高2)。此外，當積分器2的輸出電壓達到第二基準電壓(高2)時，積分器輸出調(diào)整電路5 調(diào)整積分器2的輸出電壓使得積分器2的輸出電壓變得低于第二基準電壓(高2)。因此， 能夠防止由于積分器2的輸出電壓的增加而導致的器件擊穿。此外，在根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器中，當積分器2的輸出電 壓達到第三基準電壓(低1)時，低電勢側(cè)比較器7的基準電壓被重置為第四基準電壓(低 2)。此外，當積分器2的輸出電壓達到第四基準電壓(低2)時，積分器輸出調(diào)整電路5調(diào) 整積分器2的輸出電壓，使得積分器2的輸出電壓變得高于第四基準電壓(低2)。因此，能 夠防止由于積分器2的輸出電壓的減少而導致出現(xiàn)直通電流。根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例，能夠提供一種模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，該模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器 能夠防止由于積分器的輸出電壓的波動而導致的直通電流的出現(xiàn)和器件擊穿。雖然已經(jīng)按照若干示例性實施例描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解本 發(fā)明可以在所附的權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)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(quán)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(quán)利要求要素的等同形式，即使在后期 的審查過程中對權(quán)利要求進行過修改亦是如此。
權(quán)利要求
一種模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，包括輸入極性切換單元，所述輸入極性切換單元切換輸入信號的極性；積分器，所述積分器對從所述輸入極性切換單元輸出的所述輸入信號進行積分；積分器輸出調(diào)整電路，所述積分器輸出調(diào)整電路調(diào)整所述積分器的輸出電壓；窗口比較器，所述窗口比較器包括高電壓側(cè)比較器和低電壓側(cè)比較器，所述高電壓側(cè)比較器包括第一基準電壓和高于所述第一基準電壓的第二基準電壓，所述低電壓側(cè)比較器包括第三基準電壓和低于所述第三基準電壓的第四基準電壓，所述窗口比較器進一步將所述積分器的輸出電壓與所述第一至第四基準電壓進行比較；以及控制器，所述控制器基于所述窗口比較器中的比較結(jié)果，控制所述輸入極性切換單元、所述積分器輸出調(diào)整電路、以及所述窗口比較器，并且生成數(shù)字信號，其中當所述積分器的輸出電壓達到所述第一基準電壓時，所述控制器將所述高電壓側(cè)比較器的所述第一基準電壓重置為所述第二基準電壓，并且當所述積分器的輸出電壓達到所述第三基準電壓時，所述控制器將所述低電壓側(cè)比較器的所述第三基準電壓重置為所述第四基準電壓，并且所述積分器輸出調(diào)整電路調(diào)整所述積分器的輸出電壓，使得當所述積分器的輸出電壓達到所述第二基準電壓時，所述積分器的輸出電壓變得低于所述第二基準電壓，并且調(diào)整所述積分器的輸出電壓，使得當所述積分器的輸出電壓達到所述第四基準電壓時，所述積分器的輸出電壓變得高于所述第四基準電壓。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其中，當所述積分器的輸出電壓達到所述 第二基準電壓時，所述積分器輸出調(diào)整電路將電荷存儲在形成所述積分器的電容器中，并 且降低所述積分器的輸出電壓。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其中，當所述積分器的輸出電壓達到所述 第四基準電壓時，所述積分器輸出調(diào)整電路從形成所述積分器的電容器中移除電荷，并且 增加所述積分器的輸出電壓。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其中，在除了在所述積分器輸出調(diào)整電路 的調(diào)整立即之后的時刻之外的時刻，當所述積分器的輸出電壓達到所述第一基準電壓或者 所述第三基準電壓時，所述輸入極性切換單元對輸入到所述積分器的所述輸入信號的極性 進行切換。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其中，所述輸入極性切換單元切換所述輸 入信號的極性，使得當所述積分器的輸出電壓達到所述第一基準電壓時，正極性的輸入信 號被輸入至形成所述積分器的差分放大器的倒相輸入端子。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其中，所述輸入極性切換單元切換所述輸 入信號的極性，使得當所述積分器的輸出電壓達到所述第三基準電壓時，負極性的輸入信 號被輸入至形成所述積分器的差分放大器的倒相輸入端子。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其中，當所述積分器的輸出電壓達到所述 第一基準電壓時，所述控制器將所述高電壓側(cè)比較器的所述第一基準電壓重置為所述第二 基準電壓，并且將所述低電壓側(cè)比較器的所述第四基準電壓重置為所述第三基準電壓。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其中，當所述積分器的輸出電壓達到所述 第三基準電壓時，所述控制器將所述低電壓側(cè)比較器的所述第三基準電壓重置為所述第四基準電壓，并且將所述高電壓側(cè)比較器的所述第二基準電壓重置為所述第一基準電壓。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其中，當所述積分器的輸出電壓達到所述第一基準電壓或者所述第三基準電壓時，所述控制器反轉(zhuǎn)時鐘信號，并且當所述積分器的 輸出電壓達到所述第二基準電壓或者所述第四基準電壓時，反轉(zhuǎn)符號，以便基于所述時鐘 信號和所述符號來生成計數(shù)值。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其中，在當所述符號為正時所述時鐘信號上升的時刻處，所述控制器將計數(shù)+1，并且在當所述符號為負時所述時鐘信號上升的時刻 處，所述控制器將計數(shù)-1。
全文摘要
根據(jù)本發(fā)明的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器包括輸入極性切換單元；積分器，該積分器對輸入信號進行積分；積分器輸出調(diào)整電路，該積分器輸出調(diào)整電路調(diào)整積分器的輸出電壓；窗口比較器；以及控制器，該控制器控制輸入極性切換單元、積分器輸出調(diào)整電路、以及窗口比較器，并且生成數(shù)字信號。當積分器的輸出電壓達到第一基準電壓時，控制器將高電壓側(cè)比較器的基準電壓重置為第二基準電壓。此外，當積分器的輸出電壓達到第三基準電壓時，控制器將低電壓側(cè)比較器的基準電壓重置為第四基準電壓。根據(jù)本發(fā)明的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，能夠防止由于積分器的輸出電壓的波動而導致的器件擊穿以及出現(xiàn)直通電流。
文檔編號H03M1/12GK101814919SQ20101011668
公開日2010年8月25日 申請日期2010年2月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月24日
發(fā)明者小山哲弘 申請人:恩益禧電子股份有限公司