[发明专利]时域A/D转换器组以及使用该时域A/D转换器的传感器装置

说明书

构成根据本公开实施方式的时域A/D转换器组的各个A/D转换器与参考信号发生电路连接，该参考信号发生电路产生在满量程范围内进行扫描的第一参考信号及周期性地在被限定的电压范围内多次扫描的第二参考信号，该A/D转换器包括：参考电压选择电路，该参考电压选择电路对作为参考信号发生电路的输出的第一或者第二参考信号进行切换；比较器，用于比较由参考电压选择电路选择出的第一或者第二参考信号与输入信号；内部A/D转换器，用于利用来自比较器的比较输出信号进行A/D转换；和累积加减法器，用于在第二参考信号被选择时输出对通过A/D转换得到的A/D转换值进行平均得到的信号。

技术领域

本公开涉及时域A/D转换器以及使用该时域A/D转换器的传感器装置。更详细地说，涉及一种时域A/D转换器，具有：输入信号电平判定部件；多个参考信号发生电路，该多个参考信号发生电路中的至少一个参考信号发生电路产生能够转换满量程(Full Scale)输入信号的参考信号，其余参考电压发生电路之一产生周期性地多次扫描被限定的电压范围的参考信号并进行平均化处理；或者延迟锁定环电路，该延迟锁定环电路用于输出不同时序的多相时钟，该多相时钟通过根据主时钟输出对主时钟周期进行划分而得到，而且多相时钟被用于执行A/D转换。此外，涉及一种具有如上配置的时域A/D转换器，且实现了高精度、高速且低功耗的传感器装置。

背景技术

(传统传感器装置)

图21示出传统传感器装置300。传感器装置300具有传感器区域110，在该传感器区域110中以行和列的矩阵布置了单元传感器111，其中单元传感器111用于检测自然界中的信号(感测的信号)并将其转换为电信号。单元传感器111连接到行选择线112和列选择线113。垂直(行)操作电路130通过对行选择线112之一供给预定电压，来选择传感器区域110的行。列选择线113连接到A/D转换器120。A/D转换器120包括将多个A/D转换器配置为列状的A/D转换器列122。此外，也可以随意地将减法放大电路121插入到列选择线113和A/D转换器列122之间。A/D水平(列)操作电路150依次选择A/D转换器列122的各列输出，并将其传送至数据输出端子151进行输出。定时控制电路140，与从时钟提供电路(未图示)提供给时钟输入端子141的时钟信号同步地生成分别控制垂直(行)操作电路130和水平(列)操作电路150的脉冲信号。

一个行选择线112由垂直(行)操作电路130生成的行控制信号激活，该行控制信号与定时控制电路140生成的、与时钟输入同步的脉冲信号同步，，目标行的单元传感器111的电信号被提取至列选择线113。各列信号线在A/D转换器120中进行A/D转换。A/D转换器120采取由减法放大电路121和将单元A/D转换器列状排列的A/D转换器列122构成的结构。A/D转换器120的输出信号通过水平(列)操作电路150生成的控制信号而从数据输出端子151中取出。

(通用的传感器读出电路)

传感器需要读出电路160。图22示出通用的传感器读出电路160。来自传感器的信号由电压源或者电流源表示。例如，利用由压力等引起的电阻变化的电阻型压力传感器，能够在电流流过电阻器时借助电阻中产生的电压变化来检测压力变化。此外，利用由压力等引起的电容变化的电容型压力传感器，能够借助由电容引起的电荷量变化来检测压力变化，而且可以通过使用固定电容，借助电压变化来检测电荷变化。