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公開番号2024176794
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-19
出願番号2023095600
出願日2023-06-09
発明の名称変調器
出願人株式会社デンソー,トヨタ自動車株式会社,株式会社ミライズテクノロジーズ
代理人弁理士法人サトー
主分類H03M 3/02 20060101AFI20241212BHJP(基本電子回路)
要約【課題】積分容量の両端でチョッピングを行う構成において、スイッチのばらつきによるオフセットの影響を低減できる変調器を提供する。
【解決手段】差動アンプ1の入力端子と出力端子との間に第1スイッチφ1eを接続し、差動アンプ1の入力端子と出力端子との間に、第2スイッチφ2e、システムCHOPスイッチ2、積分容量Cint及びシステムCHOPスイッチ3の直列回路を接続して積分器4を構成する。スイッチ2、3は、それぞれm個、n個の単位スイッチCHL1、CHL2を備える。制御回路は、入力チョッピング用スイッチ14及び出力チョッピング用スイッチ15を周波数fchopでチョッピングし、スイッチ2の単位スイッチCHL1のそれぞれを周波数fchop/mでチョッピングし、スイッチ3のn個の単位スイッチCHL2のそれぞれを周波数fchop/nでチョッピングする。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項1】
差動アンプ(1)の入力端子と出力端子との間に接続される第1スイッチ(φ1e)と、
前記差動アンプの入力端子と出力端子との間に接続される、第2スイッチ(φ2e)、容量チョッピング用入力スイッチ(CHL1)、積分容量(Cint)及び容量チョッピング用出力スイッチ(CHL2)の直列回路とを有する積分器(4)と、
前記積分器の入力側に配置された入力チョッピング用スイッチ(14)と、
前記積分器の出力側に配置された出力チョッピング用スイッチ(15)と、
前記各スイッチによるチョッピングを制御する制御回路と、を備え、
前記容量チョッピング用入力スイッチは、m個の単位スイッチを有し
前記容量チョッピング用出力スイッチは、n(m,nは、少なくとも何れか一方が2以上の自然数)個の単位スイッチを有し、
前記制御回路は、前記入力チョッピング用スイッチ及び出力チョッピング用スイッチを周波数fchopでチョッピングし、
前記容量チョッピング用入力スイッチのm個の単位スイッチのそれぞれを、周波数fchop/mでチョッピングし、
前記容量チョッピング用出力スイッチのn個の単位スイッチのそれぞれを、周波数fchop/nでチョッピングする変調器。
続きを表示(約 330 文字)【請求項2】
(m≠n)に設定されている請求項1記載の変調器。
【請求項3】
m,nが、互いに素である請求項2記載の変調器。
【請求項4】
(m>n)に設定されている請求項2記載の変調器。
【請求項5】
前記積分器は、相関2重サンプリング型である請求項1から4の何れか一項に記載の変調器。
【請求項6】
前記差動アンプを中心に構成される積分器を第1積分器とすると、
前記第1積分器の後段に、第2積分器(23)を配置する請求項1から4の何れか一項に記載の変調器。
【請求項7】
前記第1積分器の前段に、入力信号を増幅するための増幅器(22)を備える請求項6記載の変調器。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、差動アンプ、積分容量及びチョッピング用スイッチを備えた変調器に関する。
続きを表示(約 1,900 文字)【背景技術】
【0002】
例えば非特許文献1には、図6及び図7に示すように、上記のような積分器にフィーバック系を加えた変調器を用いて構成した電流センサが開示されている。この構成では、差動アンプのオフセット電圧を低減するため、差動アンプの入力部のスイッチΦ2e、入出力間のスイッチΦ1e及び積分容量Cint1の両端のスイッチCHLでチョッピングを行っている。また、特許文献1,2にも同様の構成が開示されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【0003】
Z. Tang, R. Zamparette, Y. Furuta, T. Nezuka and K. A. A. Makinwa, "A ±25A Versatile Shunt-Based Current Sensor with 10kHz Bandwidth and ±0.25% Gain Error from -40°C to 85°C Using 2-Current Calibration," 2022 IEEE International Solid- State Circuits Conference (ISSCC), 2022, pp. 66-68, doi: 10.1109/ISSCC42614.2022.9731777.
【特許文献】
【0004】
米国特許公開第2022/0263520号公報
米国特許第8665130号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、積分容量の入力側と出力側とでそれぞれチョッピングを行うスイッチの特性、例えばオン抵抗等にばらつきがあると、それがオフセットを発生させる要因となってしまう。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、積分容量の両端でチョッピングを行う構成において、スイッチのばらつきによるオフセットの影響を低減できる変調器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
請求項1記載の変調器によれば、差動アンプの入力端子と出力端子との間に第1スイッチを接続し、差動アンプの入力端子と出力端子との間に、第2スイッチ、容量チョッピング用入力スイッチ、積分容量及び容量チョッピング用出力スイッチの直列回路を接続して積分器を構成する。容量チョッピング用入力スイッチ、容量チョッピング用出力スイッチは、それぞれm個、n個の単位スイッチを備える。
【0007】
制御回路は、入力チョッピング用スイッチ及び出力チョッピング用スイッチを周波数fchopでチョッピングし、容量チョッピング用入力スイッチのm個の単位スイッチのそれぞれを周波数fchop/mでチョッピングし、容量チョッピング用出力スイッチのn個の単位スイッチのそれぞれを周波数fchop/nでチョッピングする。このように、容量チョッピング用入力及び出力スイッチの少なくとも何れか一方の単位スイッチを複数にすることで、単位スイッチの特性のばらつきを平準化させることができる。したがって、入力側、出力側の単位スイッチ間に生じている、特性のばらつきに起因して発生するオフセットを低減できる。
【0008】
請求項2記載の変調器によれば、(m≠n)に設定することで、チョッピングを行う毎に、容量チョッピング用入力及び出力スイッチの単位スイッチの組合せが変化するので、特性のばらつきを、より平準化させることができる。
【0009】
請求項4記載の変調器によれば、(m>n)に設定する。第2スイッチがオンすると、積分容量には、容量チョッピング用入力スイッチを介して電荷が流入する。このため、容量チョッピング用入力スイッチの単位スイッチ数を多くした方が、オフセットを低減する効果がより高くなる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
第1実施形態において、図2に示す積分器の構成を簡略化して示す変調器の構成を示す図
差動アンプを差動入出力として、積分器の構成を示す図
システムCHOPスイッチのシンボルと、複数のスイッチの組合せとの対応を示す図
周波数fchopに基づいて、システムCHOPスイッチ3の各単位スイッチCHLがチョッピングされるタイミングを示す図
第2実施形態において、変調器の構成を示す図
非特許文献1に開示されている変調器の構成を示す図
同変調器の動作を示すタイミングチャート
【発明を実施するための形態】
(【0011】以降は省略されています)

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