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公開番号2025008088
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-20
出願番号2023109955
出願日2023-07-04
発明の名称デルタシグマ型変調器
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 20060101AFI20250109BHJP(基本電子回路)
要約【課題】入力の前段に抵抗素子を接続した際の検出誤差を、より低減できるデルタシグマ型変調器を提供する。
【解決手段】デルタシグマ型変調器1において、量子化器チョッピング用スイッチ29を量子化器5の出力側に接続し、第1、第3アンプチョッピング用スイッチ10、13を、容量結合アンプ2の入力側及び出力側に接続する。第1、第3アンプチョッピング用スイッチのチョッピング動作により変調された信号を、量子化器チョッピング用スイッチ29によるチョッピング動作により復調する。第1、第3アンプチョッピング用スイッチのチョッピング動作を、量子化器チョッピング用スイッチの動作周波数の1/2の周波数で、且つ、互いの位相が90度異なるタイミングで行う。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
容量結合アンプ（２）と、
この容量結合アンプの出力側に接続される相関２重サンプリング型の積分器（３）と、
この積分器の出力側に接続される量子化器（５）と、
この量子化器の出力側に接続される量子化器チョッピング用スイッチ（２９）と、
前記容量結合アンプの入力側、又は入力側及び出力側に接続される少なくとも２つのアンプチョッピング用スイッチ（１０、１１，１２、３６～３８）と、を備え、
前記アンプチョッピング用スイッチのチョッピング動作により変調された信号を、前記量子化器チョッピング用スイッチによるチョッピング動作により復調し、
前記アンプチョッピング用スイッチのチョッピング動作は、前記量子化器チョッピング用スイッチの動作周波数の１／２の周波数で、且つ互い位相が９０度異なるタイミングで行われるデルタシグマ型変調器。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記アンプチョッピング用スイッチ（１０，１３）は、前記容量結合アンプの入力側及び出力側にそれぞれ配置されている請求項１記載のデルタシグマ型変調器。
【請求項３】
前記アンプチョッピング用スイッチ（１０，１１）は、何れも前記容量結合アンプの入力側に配置され、それらの一方は、前記容量結合アンプを動作させる信号と、前記チョッピング動作用の信号とを論理合成した信号によりチョッピングされる請求項１記載のデルタシグマ型変調器。
【請求項４】
前記アンプチョッピング用スイッチのそれぞれと、前記容量結合アンプの入力端子、出力端子との間に、入力側動作用スイッチ及び出力側動作用スイッチを配置し、
前記入力側動作用スイッチ、及び前記出力側動作用スイッチは、基本動作周波数をＦｓとすると、それぞれ周波数Ｆｓ／２で、且つ互い位相が９０度異なるタイミングで動作する請求項２記載のデルタシグマ型変調器。
【請求項５】
入力容量（１２）と、
この入力容量に接続される相関２重サンプリング型の積分器（３）と、
この積分器出力側に接続される量子化器（５）と、
この量子化器の出力側に接続される量子化器チョッピング用スイッチ（２９）と、
前記入力容量の入力側に配置される、少なくとも２つのアンプチョッピング用スイッチ（１０，１１）と、を備え、
前記アンプチョッピング用スイッチのチョッピング動作により変調された信号を、前記量子化器チョッピング用スイッチによるチョッピング動作により復調し、
前記アンプチョッピング用スイッチのチョッピング動作は、前記量子化器チョッピング用スイッチの動作周波数の１／２の周波数で、且つ互い位相が９０度異なるタイミングで行われるデルタシグマ型変調器。
【請求項６】
前記アンプチョッピング用スイッチ（１１，３６～３８）を、３つ以上備え、
前記アンプチョッピング用スイッチの２つ以上は、前記動作周波数の１／２よりも低い周波数で、且つそれぞれ異なる位相でチョッピング動作され、
前記アンプチョッピング用スイッチのチョッピング動作により変調された信号を、前記量子化器チョッピング用スイッチによるチョッピング動作により復調する請求項１又は５記載のデルタシグマ型変調器。
【請求項７】
前記アンプチョッピング用スイッチの１つ（１１）は、前記容量結合アンプを動作させる信号と、前記チョッピング動作用の信号とを論理合成した信号によりチョッピングされる請求項６記載のデルタシグマ型変調器。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、デルタシグマ型の変調器に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
例えば特許文献１には、デルタシグマ型の変調器において、Ａ／Ｄ変換動作を行なう部分の入出力と、積分器における積分容量の入出力とにおいて、同じ周波数でチョッピングを行う構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
米国特許公開２０２２／０２６３５２０明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の構成において、入力の前段に、アンチエイリアスフィルタ等を構成する抵抗素子を接続することを想定する。この場合、スイッチドキャパシタ動作による電荷の吸い込みが発生し、抵抗素子にて電圧降下が生じるため、その電圧降下分が検出誤差となってしまう。
【０００５】
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、入力の前段に抵抗素子を接続した際の検出誤差を、より低減できるデルタシグマ型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記載のデルタシグマ型変調器によれば、容量結合アンプ（２）、相関２重サンプリング型の積分器（３）、及び量子化器（５）を備える。量子化器チョッピング用スイッチ（２９）を量子化器の出力側に接続し、少なくとも２つのアンプチョッピング用スイッチ（１０、１１，１２、３６～３８）を、容量結合アンプの入力側、又は入力側及び出力側に接続する。そして、アンプチョッピング用スイッチのチョッピング動作により変調された信号を、量子化器チョッピング用スイッチによるチョッピング動作により復調する。アンプチョッピング用スイッチのチョッピング動作は、量子化器チョッピング用スイッチの動作周波数の１／２の周波数で、且つ互い位相が９０度異なるタイミングで行われる。
【０００７】
容量結合アンプの入力側において、アンプチョッピング用スイッチの前段に抵抗素子が接続される構成においても、容量結合アンプの入力側で行われるチョッピング動作の周波数を、量子化器の出力側で行われるチョッピングの１／２にすることで、スイッチドキャパシタ動作による電荷の吸い込み量を低減できる。また、少なくとも２つのアンプチョッピング用スイッチによるチョッピングの位相を、互いに９０度異なるタイミングとすることで、チョッピングの切り替わりによって生じるオフセットも低減できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
第１実施形態であり、デルタシグマ型変調器の構成を示す図
チョッピング用スイッチの詳細構成を示す図
主要なチョッピング用スイッチの制御信号を示すタイミングチャート
第２実施形態であり、デルタシグマ型変調器の構成を示す図
第３実施形態であり、デルタシグマ型変調器の構成を示す図
第４実施形態であり、デルタシグマ型変調器の構成を示す図
第５実施形態であり、デルタシグマ型変調器の構成を示す図
主要なチョッピング用スイッチの制御信号を示すタイミングチャート
【発明を実施するための形態】
【０００９】
（第１実施形態）
図１に示すように、本実施形態のデルタシグマ型変調器１は差動型であり、容量結合アンプ２、第１積分器３、第２積分器４及び量子化器５を備えている。尚、図中で差動構成の各側の符号には「ａ，ｂ」を付しているが、構成が対称であるため特段区別する必要がない限りは、符号に「ａ，ｂ」を付さない。容量結合アンプ２を構成するオペアンプ６の入力端子と出力端子との間には、コンデンサ７と、スイッチ８及び９の直列回路とが並列に接続されている。スイッチ８及び９の共通接続点は、グランドに接続されている。オペアンプ６の入力端子には、電圧Ｖｉｎｐ，Ｖｉｎｍが第１及び第２アンプチョッピング用スイッチ１０及び１１、並びにコンデンサ１２を介して入力される。
【００１０】
図１ではシンボル的に示しているチョッピング用スイッチ１０，１１は、図２に示すように、４つの単位スイッチＳＷを備えている。反転側、非反転側にそれぞれ直列に接続されるスイッチＳＷ（＋），ＳＷ（－）と、反転側、非反転側間にたすき掛け状態で接続される２つのスイッチＳＷ（＋），ＳＷ（－）とからなる。尚、各スイッチは、例えばＮチャネルＭＯＳＦＥＴ等で構成される。
（【００１１】以降は省略されています）

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