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公開番号2024085212
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-06-26
出願番号2022199616
出願日2022-12-14
発明の名称ADコンバータ、およびセンサ装置
出願人ローム株式会社
代理人弁理士法人佐野特許事務所
主分類H03M 1/52 20060101AFI20240619BHJP(基本電子回路)
要約【課題】入力電圧の測定範囲を広げることを効果的に実現できるADコンバータを提供する。
【解決手段】スイッチ制御部(33)は、第1スイッチ(Si)をオン状態かつ第2スイッチ(So)をオフ状態としてから所定期間(T1)が経過するまでにアンプ(31)の出力電圧(VINT)が第3基準電圧(-Vref3)に到達したことを検知した場合、あるいは、前記アンプの出力電圧が前記第3基準電圧に到達しないで前記所定期間が経過した場合に、前記第1スイッチをオフ状態かつ前記第2スイッチをオン状態へ切り替えるように構成される。
【選択図】図6
特許請求の範囲【請求項１】
第１入力端と、第１基準電圧の印加端に接続される第２入力端と、を有するアンプと、
前記アンプの第１入力端と前記アンプの出力端とを接続するコンデンサと、
入力電圧の印加端と前記アンプの第１入力端との間に接続される第１抵抗と、
前記入力電圧の印加端と前記アンプの第１入力端との間に接続される第１スイッチと、
第２基準電圧の印加端と前記アンプの第１入力端との間に接続される第２抵抗と、
前記第２基準電圧の印加端と前記アンプの第１入力端との間に接続される第２スイッチと、
を有する積分回路と、
前記アンプの出力端に接続される第１入力端と、前記第１基準電圧の印加端に接続される第２入力端とを有する第１コンパレータと、
前記第１スイッチおよび前記第２スイッチを制御するように構成されるスイッチ制御部と、
を備え、
前記スイッチ制御部は、
前記第１スイッチをオン状態かつ前記第２スイッチをオフ状態としてから所定期間が経過するまでに前記アンプの出力電圧が第３基準電圧に到達したことを検知した場合、あるいは、前記アンプの出力電圧が前記第３基準電圧に到達しないで前記所定期間が経過した場合に、前記第１スイッチをオフ状態かつ前記第２スイッチをオン状態へ切り替えるように構成される、ＡＤコンバータ。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記出力電圧と前記第３基準電圧を比較して比較結果を前記スイッチ制御部に出力するように構成される第２コンパレータをさらに備える、請求項１に記載のＡＤコンバータ。
【請求項３】
前記アンプは、前記出力電圧を出力するように構成される出力段を有し、
前記出力段は、正電源電圧と負電源電圧との間に直列に接続される第１トランジスタと第２トランジスタを有し、
前記第３基準電圧は、前記アンプに含まれる出力段に印加される負電源電圧よりも前記第２トランジスタの飽和電圧だけ高い電圧である、請求項２に記載のＡＤコンバータ。
【請求項４】
前記第１スイッチをオン状態かつ前記第２スイッチをオフ状態としてから前記出力電圧が前記第３基準電圧に到達するまでの充電期間に対応する充電期間カウント値をカウントし、かつ、前記第１スイッチをオフ状態かつ前記第２スイッチをオン状態としてから前記出力電圧が前記第１基準電圧に到達するまでの放電期間に対応する放電期間カウント値をカウントするように構成されるカウント部をさらに備え、
前記第１スイッチをオン状態かつ前記第２スイッチをオフ状態としてから前記所定期間が経過するまでに前記出力電圧が前記第３基準電圧に到達したことを検知した場合、前記充電期間カウント値に基づく出力値が当該ＡＤコンバータの出力とされ、
前記出力電圧が前記第３基準電圧に到達しないで前記所定期間が経過した場合、前記ロジック部は、前記放電期間カウント値が当該ＡＤコンバータの出力とされる、請求項１に記載のＡＤコンバータ。
【請求項５】
前記充電期間カウント値に基づく前記出力値は、前記充電期間カウント値をＣＮＴ１、前記放電期間カウント値をＣＮＴ２として、ＣＮＴ２／ＣＮＴ１である、請求項４に記載のＡＤコンバータ。
【請求項６】
前記第１抵抗と前記第２抵抗の抵抗値は等しく、かつ、前記第１基準電圧はグランド電位である、請求項１に記載のＡＤコンバータ。
【請求項７】
前記第１抵抗と前記第２抵抗は、共通の抵抗として構成される、請求項６に記載のＡＤコンバータ。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のＡＤコンバータと、前記ＡＤコンバー
タの前段に設けられる抵抗ブリッジ回路と、を備えるセンサ装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、ＡＤコンバータ、およびセンサ装置に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、圧力センサ、温度センサなど各種のセンサが知られている。例えば、従来、ピエゾ抵抗により構成される抵抗ブリッジ回路を有する圧力センサが知られている（例えば特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２００２－３６８１１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の圧力センサなどの抵抗ブリッジ回路には、出力側にＡＤコンバータ（analog to digital converter）を接続することで、圧力センサの出力をＡＤ変換することが可能である。このようなＡＤコンバータでは、入力電圧の測定範囲を広げることが要望される。
【０００５】
上記状況に鑑み、本開示は、入力電圧の測定範囲を広げることを効果的に実現できるＡＤコンバータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
例えば、本開示に係るＡＤコンバータは、
第１入力端と、第１基準電圧の印加端に接続される第２入力端と、を有するアンプと、
前記アンプの第１入力端と前記アンプの出力端とを接続するコンデンサと、
入力電圧の印加端と前記アンプの第１入力端との間に接続される第１抵抗と、
前記入力電圧の印加端と前記アンプの第１入力端との間に接続される第１スイッチと、
第２基準電圧の印加端と前記アンプの第１入力端との間に接続される第２抵抗と、
前記第２基準電圧の印加端と前記アンプの第１入力端との間に接続される第２スイッチと、
を有する積分回路と、
前記アンプの出力端に接続される第１入力端と、前記第１基準電圧の印加端に接続される第２入力端とを有する第１コンパレータと、
前記第１スイッチおよび前記第２スイッチを制御するように構成されるスイッチ制御部と、
を備え、
前記スイッチ制御部は、
前記第１スイッチをオン状態かつ前記第２スイッチをオフ状態としてから所定期間が経過するまでに前記アンプの出力電圧が第３基準電圧に到達したことを検知した場合、あるいは、前記アンプの出力電圧が前記第３基準電圧に到達しないで前記所定期間が経過した場合に、前記第１スイッチをオフ状態かつ前記第２スイッチをオン状態へ切り替えるように構成される。
【発明の効果】
【０００７】
本開示に係るＡＤコンバータによれば、入力電圧の測定範囲を広げることを効果的に実現できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
図１は、比較例に係るセンサ装置の構成を示す図である。
図２は、出力電圧ＶＩＮＴとコンパレータ出力ＣＰｏｕｔの挙動の一例をタイミングチャートに示す図である。
図３は、比較例における変形例に係るＡＤコンバータの構成を示す図である。
図４は、比較例における課題を説明するためのタイミングチャートである。
図５は、アンプにおける出力段の構成例を示す図である。
図６は、本開示の例示的な実施形態に係るＡＤコンバータの構成を示す図である。
図７は、本開示の例示的な実施形態に係るフローチャートを示す図である。
図８は、本開示の例示的な実施形態に係る第１動作例を示すタイミングチャートである。
図９は、本開示の例示的な実施形態に係る第２動作例を示すタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本開示の例示的な実施形態について図面を参照して説明する。
【００１０】
＜１．比較例＞
ここでは、本開示に係る例示的な実施形態について説明する前に、対比のための比較例について説明する。このような比較例を説明することで、課題がより明らかとなる。
（【００１１】以降は省略されています）

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