专利名称：流水线a/d转换器的制作方法
技术领域：
本发明涉及流水线A/D转换器。
背景技术：
当在音视频领域及信息和通信领域中进行数字化时，要求在该领域中被用作关键器件的A/D转换器具有较高的速度、较高的分辨力和较低的功耗。
参考图12说明传统例子中的A/D转换器。
图12示出传统例子中的流水线A/D转换器的结构。
配备运算放大器2用来取样和保持从模拟输入信号端6和7输入的模拟输入信号。从M个传送级1201a至1201e输出的数字输出信号输入到数字解调器8并经受运算处理，输出N位数字信号。
M级1201a至1201e具有相同的结构。级数随每个A/D转换器而变。在传统例子中，级数设置为M。级1201a的结构说明如下。级1201a包括运算放大器1203、A/D转换器4和D/A转换器5。
前级(运算放大器2)的输出信号输入到A/D转换器4并作比较处理，输出数字输出信号。从A/D转换器4输出并输入到D/A转换器5的数字输出信号经受数字处理，并输出对应于输入数字信号的电压值。前级(运算放大器2)的输出信号和D/A转换器5的输出信号输入到运算放大器1203，经相加(实际上相减)、放大并输出。构成此流水线A/D转换器的每级的运算放大器1203通常配备电容器件(电容器)。这些电容器件(电容器)在确定A/D转换器的许可的转换处理速率、功耗和分辨力方面充当非常重要的元件。
图13示出传统例子中流水线A/D转换器的运算放大器1203的结构图。外围电路21a包括电容器件(电容器)12a和12b，以及按照图4所示的时序转换ON/OFF的开关13a、13b、13c、13d、13e和13f。外围电路21b具有与外围电路21a相同的结构。
以下说明图13所示的运算放大器1203的工作。外围电路21a的工作与外围电路21b的相同。外围电路21a的工作说明如下。图13中控制信号CLK1(图4)输入到开关13a、13b、13e、和13f。在期间A开通这些开关，其他期间中关断。控制信号CLK2(图4)输入到开关13c、13d。在期间B开通这些开关，其他期间中关断。
首先，在图4所示的期间A中，图13所示的开关13a、13b、13e和13f开通，其他开关关断。具有电容值C1的电容器件(电容器)12a以对应于模拟信号输入端14a的信号电压和来自DC偏压输入端15a的偏压之间的电压差进行充电。这时，模拟信号输出端19a被短路到DC偏压输入端17a，模拟信号输出端19a的电压成为从偏压输入端17a输入的DC偏压。
其次，在图4所示的期间B，图13所示的开关13c和13d开通，其他开关关断。在期间A已被充电的电容器件(电容器)12a的电荷被分配到具有电容值C2的电容器件(电容器)12b。按照电荷守恒定律，差分放大器电路11以电容器件(电容器)12a和12b的容量比值即C1/C2放大来自模拟信号输入端14a和14b的输入信号。差分放大器电路11从模拟信号输出端19a和19b输出放大了的模拟信号。
图14示出传统例子中流水线A/D转换器的运算放大器1203的另一结构图。外围电路21a包括电容器件(电容器)12a和12b，以及按照图4所示的时序转换ON/OFF的开关13a、13b、13c、13d、13e和13f。外围电路21b具有与外围电路21a相同的结构。
以下说明图14所示的运算放大器1203的工作。外围电路21a的工作与外围电路21b的相同。外围电路21a的工作说明如下。图14中控制信号CLK1(图4)输入到开关13a、13b、13e、和13f。在期间A开通这些开关，其他期间中关断。控制信号CLK2(图4)输入到开关13c、13d。在期间B开通这些开关，其他期间中关断。
在图4所示的期间A中，开关13a、13b、13e和13f开通，其他开关关断。具有电容值C1的电容器件(电容器)12a和具有电容值C2的电容器件(电容器)12b以对应于模拟信号输入端14a的信号电压和DC偏压输入端15a的偏压之间的电压差进行充电。这时，模拟信号输出端19a被短路到DC偏压输入端17a，模拟信号输出端19a的电压成为从偏压输入端17a输入的DC偏压。
在图4所示的期间B，图14所示的开关13c和13d开通，其他开关关断。在图4所示的期间A充电的电容器件(电容器)12a和12b的电荷被重新分配。按照电荷守恒定律，差分放大器电路11以电容器件(电容器)12a和12b的容量比值即(C1+C2)/C2放大来自模拟信号输入端14a和14b的输入信号。差分放大器电路11从模拟信号输出端19a和19b输出放大了的模拟信号。
在级联连接的多级电路中，运算放大器的许可的工作范围大致由gm/C决定，其中gm是前级中差分放大电路11的跨导，C是后级(由前级中差分放大电路11所驱动)运算放大器的电容值(图13和14)。这对运算放大器1203的许可的工作范围中信号调节性能施加影响，从而最终对A/D转换器的许可的转换处理速率施加影响。运算放大器1203的功耗同样考虑如下。用差分放大器11在恒定时间dt内对级联连接的后级的运算放大器1203的电容值C充放电对应于运算放大器电路11的输出信号幅值dV的电荷所需的电流，决定于C×dV/dt。所有级的运算放大器1203的电流总和几乎决定了A/D转换器的全部功耗。
专利文件1，日本公开专利申请第2003-198368号，描述了削减全部A/D转换器的功耗的传统技术。根据专利文件1描述的传统技术，流过构成运算放大器的差分放大电路的电流得到控制。从而改变差分放大电路的跨导gm并改变A/D转换器所要求的分辨力。因此，在A/D转换器的性能高于A/D转换器所要求的性能的情况下，可减少差分放大电路中的电流，减少A/D转换器的总的功耗。
如“IEEE J.SOLID-STATE CIRCUITS，Vol.36，pp.1931-1936，Dec.2001[A3-V 340-mW 14-b 75-Msamble/s CMOS ADC With 85-dBSFDR]，”所述，为满足流水线A/D转换器所要求的分辨力，构成运算放大器的电容器件(图13和14)的电容值的相对精度决定了A/D转换器的分辨力。一般来说，电容值越大，电容值的相对精度越高。因此需要根据电容值的相对精度来决定匹配分辨力的电容值。
如上所述，构成运算放大器的电容器件(电容器)对决定流水线A/D转换器的许可的转换处理速率、功耗和分辨力是非常重要的。传统上，电容器件(电容器)的电容值是匹配A/D转换器所需性能的固定值。
如上所述，传统的流水线A/D转换器中即使系统中所用A/D转换器所需的性能被改变的状况下，构成流水线A/D转换器的运算放大器的电容器件(电容器)的电容值也是固定的。结果，A/D转换器的性能不能改变。在系统中所用的A/D转换器的性能高于A/D转换器所需的性能的情况下，A/D转换器具有浪费的许可的转换处理速率和浪费的分辨力以及浪费的功耗，每一种浪费量对应于超出性能。
此外，即使通过控制流入构成运算放大器的差分放大电路的电流，降低A/D转换器的许可的转换处理速率、分辨力和功耗的情况下，只要运算放大器的电容器件的电容值被固定，就由该固定的电容值决定功耗的降低量。因此不能达到功耗的进一步降低。
发明内容
本发明提供能内部设定的流水线A/D转换器，使满足要求的许可的转换处理速率和分辨力。
本发明提供能内部自动设定的流水线A/D转换器，使满足要求的许可的转换处理速率和分辨力。
本发明提供具有低功耗并能内部设定的流水线A/D转换器，使满足要求的许可的转换处理速率和分辨力。
本发明提供具有低功耗并能内部自动设定的流水线A/D转换器，使满足要求的许可的转换处理速率和分辨力。
为达到上述目的，本发明具有下述的结构。根据本发明的一个方面的流水线A/D转换器，包括根据结合所述流水线A/D转换器的装置的工作状态输出控制信号的控制部分，及流水线A/D转换部分，其分辨力和/或许可的转换处理速率可根据所述控制信号通过切换内装运算放大器的电容量来切换。
用这种结构，在装置要求的性能被改变的情况下，根据状态的改变自适应地调节流水线A/D转换器的性能。流水线A/D转换器适当地内部调节，使装置恰好充分地提交流水线A/D转换器所要求的性能。可通过切换装入每级流水线A/D转换器的运算放大器的电容量到大的值上来提高流水线A/D转换器的分辨力。通过将运算放大器的电容量切换到小的值上使连接到构成运算放大器的差分放大电路的输出处电容值变小。运算放大器的最大工作频率因而被提高。因此可提高A/D转换器的许可的转换处理速率。
结合流水线A/D转换器的装置和其工作状态是可选的。例如假设流水线A/D转换器是装入电子照相机的视频信号A/D转换器。在该电子照相机是在其记录模式的情况下(从CCD输出的视频信号以高分辨力进行A/D转换并记录在记录媒体上)，流水线A/D转换器调节在14位精度上。在电子照相机是其再生模式情况下(再生视频信号以低分辨力进行A/D转换并显示在液晶监示显示器上)，流水线A/D转换器的分辨力自动调节在12位精度上。
根据本发明的另一个方面的流水线A/D转换器，包括控制部分，所述控制部分输出测试信号，接收来自已输入所述测试信号的流水线A/D转换器输出的数字信号，测试所述数字信号合适与否，并根据测试结果输出控制信号，及流水线A/D转换部分，其分辨力可根据所述控制信号通过切换内装运算放大器的电容量来切换。
当控制部分检测到流水线A/D转换器的性能下降时，控制部分输出控制信号来对流水线A/D转换器提高分辨力，并当检测到超出性能时，控制部分输出控制信号来对流水线A/D转换器降低分辨力。
本发明能实现具有高的性能稳定性并自动调节使满足所需要的分辨力的流水线A/D转换器。
根据本发明的再一个方面的流水线A/D转换器，包括控制部分，所述控制部分输出测试信号，接收来自已输入所述测试信号的流水线A/D转换器输出的数字信号，测试所述数字信号合适与否，并根据测试结果输出控制信号，及所述流水线A/D转换部分，其许可的转换处理速率可根据所述控制信号通过切换内装运算放大器的电容量来切换。
当控制部分检测到流水线A/D转换器的性能下降时，控制部分输出控制信号来对流水线A/D转换器提高许可的转换处理速率，并当检测到超出性能时，控制部分输出控制信号来对流水线A/D转换器降低许可的转换处理速率。
本发明能实现具有高的性能稳定性并自动调节使满足所需要的分辨力的流水A/D转换器。
根据本发明的又一个方面的流水线A/D转换器，其特征在于当结合所述流水线A/D转换器的装置处在预定状态下时，所述控制部分输出所述测试信号。
在给定时刻内部自动调节流水线A/D转换器，其中结合流水线A/D转换器的装置的整体性能不受影响。因此可内部自动调节流水线A/D转换器使满足需要的分辨力和/或许可的转换处理速率，而不妨碍装置的性能和工作。
根据本发明的又一个方面的流水线A/D转换器，其特征在于所述控制部分进一步根据所述运算放大器中的电容量切换装入所述运算放大器的差分放大电路的输出级的导纳。电容量已按照控制信号加以切换。
在运算放大器的电容被切换时，差分放大电路的输出级的导纳相应被切换。因此可改变流入差分放大电路的电流，使具有满足流水线A/D转换器性能的量。例如，当控制部分判断当前的调节超过性能时，就降低运算放大器的电容量(降低分辨力)，控制部分根据已降低的电容值降低差分放大电路输出级的导纳。换句话说，减少了流入差分放大电路的电流。因此降低了流水线A/D转换器的功耗，并降低结合流水线A/D转换器的整个装置的功耗。功耗和分辨力可根据装置所要求的分辨力来改变，因此有可能切换流入运算放大器中差分放大电路的电流和运算放大器中的电容量。因此，与只切换流入运算放大器中差分放大电路的电流的情况相比，进一步实现功耗的降低。
此外，通过增加差分放大电路输出级的导纳可增加许可的转换处理速率。通过减小差分放大电路输出级的导纳可增加分辨力。
根据本发明的又一个方面的具有第一模式和第二模式并包括由流水线连接的多级的流水线A/D转换器，其特征在于，至少所述级之一包括一放大器；第一对的第一电容器和第二电容器；第二对的第三电容器和第四电容器，其中，在所述第一模式中，所述放大器以对应于所述第一对电容器的电容量的放大系数放大所述模拟输入信号，并输出放大后的信号，在所述第二模式中，所述放大器以对应于只是所述第二对电容器的电容量或所述第一和第二对电容器的电容量的放大系数放大所述模拟输入信号，并输出放大后的信号。
根据本发明的又一个方面的流水线A/D转换器，其特征在于，至少所述级之一包括一放大器；串联连接的第一对的第一电容器和第二电容器，至少所述第一电容器以对应于第一期间中所述模拟输入信号的电荷充电，存储于所述第一电容器和所述第二电容器中的电荷在第二期间中被重新分配，同时防止电流流过所述第一电容器和第二电容器的接点，所述第一电容器和所述第二电容器的接点连接到所述放大器的输入端，所述第二电容器的一端不连接到所述第一电容器，而连接到所述放大器的输出端；及串联连接的第二对的第三电容器和第四电容器，至少所述第三电容器以对应于第一期间中所述模拟输入信号的电荷充电，电荷存储于所述第三电容器和所述第四电容器中的电荷在第二期间中被重新分配，同时防止电流流过所述第三电容器和第四电容器的接点，所述第三电容器和所述第四电容器的接点连接到所述放大器的输入端，所述第四电容器的一端不连接到所述第三电容器，而连接到所述放大器的输出端。
根据本发明的又一个方面的流水线A/D转换器，其特征在于，所述级进一步包括第一开关，其一端接收所述模拟输入信号，另一端连接到第一电容器的一端，不连接到所述第二电容器，所述开关在第一期间开通，在第二期间关断；第二开关，其一端连接到所述第一开关和所述第一电容器的连接点，所述开关在第一期间关断，在第二期间开通，并至少所述第一电容器的另一端的电势被输入到所述放大器；第三开关，其一端接收DC偏压，另一端连接到第一电容器和第二电容器的连接点，所述开关在第一期间开通，在第二期间关断；第四开关，其一端接收所述模拟输入信号或所述DC偏压，另一端连接到所述第二电容器的一端而不连接到所述第一电容器，所述开关在第一期间开通，在第二期间关断；第五开关，其一端连接到所述第二电容器和第四开关的连接点，另一端连接到所述放大器的输出端，所述开关在第一期间关断，在第二期间开通；第六开关，其一端接收所述模拟输入信号，另一端连接到所述第三电容器的一端，而不连接到所述第四电容器，所述开关在第一期间开通，在第二期间关断；第七开关，其一端连接到第六开关和第三电容器的连接点，所述开关在第一期间关断，在第二期间开通，至少所述第三电容器的另一端的电势被输入所述放大器；第八开关，其一端接收所述DC偏压，另一端连接到第三电容器和第四电容器的连接点，所述开关在第一期间开通，在第二期间关断；第九开关，其一端接收模拟输入信号或所述DC偏压，另一端连接到第四电容器的一端，而不连接到第三电容器，所述开关在第一期间开通，在第二期间关断；第十开关，其一端连接到第四电容器和第九开关的连接点，另一端连接到所述放大器的输出端，所述开关在第一期间关断，在第二期间开通。
用上述结构，有可能实现流水线A/D转换器，其分辨力和/或许可的转换处理速率可通过第一模式和第二模式间的切换来适当地切换。模式数目可大于两个。
根据本发明的又一个方面的流水线A/D转换器，其特征在于，根据所述模式切换所述放大器输出级的导纳。
在切换运算放大器的电容量时，相应切换差分放大电路输出级的导纳。因此，可改变电流使具有满足流水线A/D转换器性能的量。
根据本发明的又一个方面的流水线A/D转换器，其特征在于，用电接线固定所述模式。
在半导体组装期间通过电接线，如接通和熔断，调节构成各级运算放大器中所用的电容量，从而可确定A/D转换器的分辨力和许可的转换处理速率。
本发明提供优良的效果，能实现可内部调节使满足需要的许可的转换处理速率和分辨力的流水线A/D转换器。
本发明提供优良的效果，能实现可内部自动调节使满足需要的许可的转换处理速率和分辨力的流水线A/D转换器。
本发明提供优良的效果，能实现具有低功耗和可内部调节使满足需要的许可的转换处理速率和分辨力的流水线A/D转换器。
本发明提供优良的效果，能实现具有低功耗和可内部自动调节使满足需要的许可的转换处理速率和分辨力的流水线A/D转换器。
图1示出根据实施例1的流水线A/D转换器的结构图；图2示出根据实施例1构成流水线A/D转换器的运算放大器的结构图；图3示出根据实施例1构成流水线A/D转换器的运算放大器的另一结构图；图4是流水线A/D转换器的时序图；图5示出根据实施例2的流水线A/D转换器的结构图；图6示出根据实施例3的流水线A/D转换器的结构图；图7示出根据实施例4的流水线A/D转换器的结构图；图8示出根据实施例5的流水线A/D转换器的结构图；图9示出根据实施例6的流水线A/D转换器的结构图；图10示出根据实施例7的流水线A/D转换器的结构图；图11示出根据实施例8的流水线A/D转换器的结构图；图12示出根据传统例的流水线A/D转换器的结构图；图13示出根据传统例构成流水线A/D转换器的运算放大器的结构图；图14示出根据另一传统例构成流水线A/D转换器的运算放大器的结构图；具体实施方式
以下说明本发明的实施例。
第一实施例参考图1至4说明实施例1的流水线A/D转换器。图1示出本发明实施例1的流水线A/D转换器的结构图。
运算放大器2用来取样和保持从模拟输入信号端6和7输入的模拟输入信号。分别从M个传送级1a至1e输出的数字输出信号输入到数字解调器8，经运算处理，输出N位数字信号。
M个级1a至1e具有相同的结构。级数随每A/D转换器而变。实施例1中设定级数为M。下面说明级1a的结构。级1a包括运算放大器3、A/D转换器4和D/A转换器5。
前级(运算放大器2)的输出信号输入到A/D转换器4，经比较处理，输出数字信号。从A/D转换器4输出并输入到D/A转换器5的数字输出信号经数字处理，输出对应于输入数字信号的电压值。前级(运算放大器2)的输出信号和D/A转换器5的输出信号输入到运算放大器3，经相加(实际上相减)后，放大并输出。
来自外部的控制信号输入到控制信号输入端9并提供给传送级1a至1e中运算放大器2和运算放大器3。
图2示出本发明实施例1的运算放大器2和3的结构图。图4是输入到运算放大器2和3的两个时钟信号CLK1和CLK2的时序图。
外围电路21a包括电容器件(电容器)12a、12b、12c和12d，及开关13a、13b、13c、13d、13e、13f、13g、13h、13i和13j，根据图4所示的时序切换ON/OFF。外围电路21b与外围电路21a的结构相同。
外围电路21a具有包括电容器件(电容器)12a和12b及开关13a、13b、13c和13d的开关-电容器件(电容器)组20a，以及包括电容器件(电容器)12c和12d及开关13g、13h、13i和13j的开关-电容器件(电容器)组20b。
开关-电容器件(电容器)组20a中的电容器件(电容器)12a和12b及开关-电容器件(电容器)组20b中的电容器件(电容器)12c和12d，具有适合于不同分辨力值的不同电容值。实施例1中，设定开关-电容器件(电容器)组20a中的电容器件(电容器)具有适合于高分辨力的电容值。设定开关-电容器件(电容器)组20b中的电容器件(电容器)具有适合于低分辨力的电容值。
一般来说，根据电容量的相对精度确定流水线A/D转换器的电容器件(电容器)的电容值。电容器的电容值越大，电容量的相对精度越高。因此需要设定在取得高分辨力时的电容值大于在低分辨力时的电容值。开关-电容器件(电容器)组20a中的电容器件(电容器)12a和12b的电容值C1和C2大于开关-电容器件(电容器)组20b中的电容器件(电容器)12c和12d的电容值C3和C4。
从外部输入到控制信号输入端9的控制信号经控制信号输入端16a(16b)输入到开关-电容器件(电容器)组20a和20b。实施例1中，当输入到控制信号输入端16a的控制信号有高电平时，开关-电容器件(电容器)组20a中开关13a、13b、13c和13d工作。开关-电容器件(电容器)组20b中的开关13g、13h、13i和13j不工作。在图4所示的期间A中，输入CLK1作为控制信号的开关13a、13b、13e和13f开通，其他开关关断。在图4所示的期间B中，输入CLK2作为控制信号的开关13c和13d开通，其他开关关断。
当输入到控制信号输入端16a的控制信号有低电平时，开关-电容器件(电容器)组20a中开关13a、13b、13c和13d不工作。开关-电容器件(电容器)组20b中的开关13g、13h、13i和13j工作。在图4所示的期间A中，输入CLK1作为控制信号的开关13g、13h、13e和13f开通，其他开关关断。在图4所示的期间B中，输入CLK2作为控制信号的开关13i和13j开通，其他开关关断。
相对于外围电路21a说明图2所示的运算放大器3的工作。图2所示的外围电路21b的内部运作与外围电路21a的相同。假设实施例1的A/D转换器装入电子照相机，并且从CCD输出的视频信号作A/D转换。电子照相机在其记录模式(从CCD输出的视频信号以高分辨力作A/D转换并记录到记录媒体上)时，设定流水线A/D转换器的分辨力在14位精度上。在电子照相机在其再现模式(再现视频信号以低分辨力作A/D转换并显示在液晶监视显示器上)时，自动地设定流水线A/D转换器的分辨力在12位精度上。
电子照相机在其记录模式时，电子照相机的控制部分设定A/D转换器使具有高分辨力。电子照相机的控制部分将控制信号输入到控制信号输入端16a并选择开关-电容器件(电容器)组20a。开关-电容器件(电容器)组20a中的开关13a、13b、13c、13d根据CLK1和CLK2进行ON/OFF。开关-电容器件(电容器)组20b中的开关13g、13h、13i、13j始终是关断的。
在图4所示的时序期间A中，图2所示的开关13a、13b、13e、13f开通，其他开关关断。电容器件(电容器)12a以对应于来自模拟信号输入端14a的信号电压和来自DC偏压输入端15a的DC偏压之间的电压差的电荷进行充电。这时模拟信号输出端19a短路到DC偏压输入端17a，模拟信号输出端19a的电压变为DC偏压，这是从DC偏压输入端17a输入的电压。
接着，在图4所示的期间B，图2所示的开关13c、13d开通，其他开关关断。在图4所示的期间A已充电的电容器件(电容器)12a的电荷分配到电容器件(电容器)12b。根据电荷守恒定律，差分放大电路11以电容器件(电容器)12a和12b的电容量比值即C1/C2放大来自模拟信号输入端14a和14b的输入信号。差分放大电路11从模拟信号输出端19a和19b输出放大后的信号。
接着，电子照相机在其再现模式时，电子照相机的控制部分调节A/D转换器使具有低分辨力。电子照相机的控部分将控制信号输入到控制信号输入端16a，并选择开关-电容器件(电容器)组20b。开关-电容器件(电容器)组20b中的开关13g、13h、13i、13j根据CLK1和CLK2进行ON/OFF。开关-电容器件(电容器)组20a中的开关13a、13b、13c、13d始终关断。
在图4所示的时序期间A中，图2所示的开关13g、13h、13e、13f开通，其他开关关断。电容器件(电容器)12c以对应于来自模拟信号输入端14a的信号电压和来自DC偏压输入端15a的DC偏压之间的电压差的电荷充电。这时，模拟信号输出端19a和19b分别短路到DC偏压输入端17a和17b。因此模拟信号输出端19a和19b的电压分别变成从DC偏压输入端17a和17b输入的DC偏压。
接着在图4的期间B中，图2的开关13i、13j开通，其他开关关断。已在图4期间A中充电的电容器件(电容器)12c的电荷分配到电容器件(电容器)12d。根据电荷守恒定律，差分放大电路11以电容器件(电容器)12c和12d的电容量比值即C3/C4放大来自模拟信号输入端14a和14b的输入信号。差分放大电路11从模拟信号输出端19a和19b输出放大后的信号。
下面说明图3的运算放大器2和3的结构例。图3是本发明实施例1的运算放大器2和3另一结构图。图3中，11表示差分放大电路，21a和21b表示外围电路，14a和14b表示模拟信号输入端，15a、15b、17a、17b、18a、18b表示DC偏压输入端，19a、19b表示模拟信号输出端，16a、16b表示控制信号输入端。
外围电路21a包括电容器件(电容器)12a、12b、12c、12d，和根据图4时序进行ON/OFF的开关13a、13b、13c、13d、13e、13f、13g、13h、13i、13j。外围电路21b的结构与外围电路21a的相同。
外围电路21a具有包括电容器件(电容器)12a、12b和开关13a、13b、13c、13d的开关-电容器件(电容器)组20a，及包括电容器件(电容器)12c、12d和开关13g、13h、13i、13j的开关-电容器件(电容器)组20b。
开关-电容器件(电容器)组20a中的电容器件(电容器)12a和12b及开关-电容器件(电容器)组20b中的电容器件(电容器)12c和12d具有适合于不同分辨力值的不同电容值。实施例1中设定开关-电容器件(电容器)组20a中的电容器件(电容器)具有适合于高分辨力的电容值。设定开关-电容器件(电容器)组20b中的电容器件(电容器)具有适合于低分辨力的电容值。
开关-电容器件(电容器)组20a中的电容器件(电容器)12a和12b的电容值C1和C2大于开关-电容器件(电容器)组20b中的电容器件(电容器)12c和12d的电容值C3和C4。
从外部输入到控制信号输入端9的控制信号经控制信号输入端16a(16b)输入到开关-电容器件(电容器)组20a和20b。实施例1中，当输入到控制信号输入端16a的控制信号具有高电平时，开关-电容器件(电容器)组20a中的开关13a、13b、13c、13d动作。开关-电容器件(电容器)组20b中的开关13g、13h、13i、13j不动作。在图4的期间A中，输入CLK1作为控制信号的开关13a、13b、13e、13f开通，其他开关关断。在图4的期间B中，输入CLK2作为控制信号的开关13c、13d开通，其他开关关断。
当输入到控制信号输入端16a的控制信号具有低电平时，开关-电容器件(电容器)组20a中的开关13a、13b、13c、13d不动作。开关-电容器件(电容器)组20b中的开关13g、13h、13i、13j动作。在图4的期间A中，输入CLK1作为控制信号的开关13g、13h、13e、13f开通，其他开关关断。在图4的期间B中，输入CLK2作为控制信号的开关13i、13j开通，其他开关关断。
相对于外围电路21a说明图3所示的运算放大器3的运作。图3所示的外围电路21b的内部运作与图21a的相同。假设实施例1的A/D转换器装入电子照相机。电子照相机在其记录模式(从CCD输出的视频信号以高分辨力进行A/D转换并记录在记录媒体上)时，流水线A/D转换器的分辨力设定在14位精度上。电子照相机在其再现模式(再生视频信号以低分辨力进行A/D转换并显示于液晶监示显示器上)时，自动地设定流水线A/D转换器的分辨力在12位精度上。
电子照相机在其记录模式时，电子照相机的控制部分调节A/D转换器使具有高分辨力。电子照相机的控制部分对控制信号输入端16a输入控制信号，并选择开关-电容器件(电容器)组20a。
开关-电容器件(电容器)组20a中的开关13a、13b、13c、13d根据CLK1和CLK2进行ON/OFF。开关-电容器件(电容器)组20b中的开关13g、13h、13i、13j始终关断。
在图4的时序期间A中，图3的开关13a、13b、13e、13f开通，其他开关关断。电容器件(电容器)12a以对应于来自模拟信号输入端14a的信号电压和来自DC偏压输入端15a的DC偏压之间的电压差的电荷充电。这时，模拟信号输出端19a短路到DC偏压输入端17a，模拟信号输出端19a的电压变成从DC偏压输入端17a输入的DC偏压。
接着，在图4的期间B中，图3的开关13c、13d开通，其他开关关断。电容器件(电容器)12a的一端短路到偏压输入端18a，该端上的电压成为从偏压输入端18a输入的DC偏压。电容器件(电容器)12b的一端短路到模拟信号输入端19a。已在图4期间A充电的电容器件(电容器)12a和12b的电荷被重新分配。根据电荷守恒定律，差分放大电路11以电容器件(电容器)12a和12b的电容量比值即(C1+C2)/C2，放大来自模拟信号输入端14a和14b的输入信号。差分放大电路11从模拟信号输出端19a和19b输出放大后的信号。
接着，电子照相机在其再生模式时，电子照相机的控制部分调节A/D转换器使具有低分辨力。电子照相机的控制部分对控制信号输入端16a输入控制信号，并选择开关-电容器件(电容器)组20b。开关-电容器件(电容器)组20b的开关13g、13h、13i、13j根据CLK1和CLK2进行ON/OFF。开关-电容器件(电容器)组20a中的开关13a、13b、13c、13d始终关断。
在图4的时序期间A中，图3中的开关13g、13h、13e、13f开通，其他开关关断，电容器件(电容器)12c以对应于来自模拟信号输入端14a的信号电压和来自DC偏压输入端15a的DC偏压之间的电压差的电荷充电。这时，模拟信号输出端19a和19b分别短路到DC偏压输入端17a和17b。因此，模拟信号输出端19a和19b的电压分别变成从DC偏压输入端17a和17b输入的DC偏压。
接着，在图4的期间B中，图3中开关13i、13j开通，其他开关关断。电容器件(电容器)12c的一端短路到DC偏压输入端18a，该端的电压成为从DC偏压输入端18a输入的DC偏压。电容器件(电容器)12d的一端短路到模拟信号输出端19a。已在图4期间A中充电的电容器件(电容器)12c和12Dr电荷被重新分配。根据电荷守恒定律，差分放大电路11以电容器件(电容器)12c和12d的电容量比值即(C3+C4)/C4，放大来自模拟信号输入端14a和14b的输入信号。差分放大电路11从模拟信号输出端19a和19b输出放大后的信号。
用本发明的实施例1的流水线A/D转换器的上述结构，可用来自图1的控制信号输入端9的控制信号实现电容值切换。因此，可改变流水线A/D转换器的分辨力。
此外，由于可改变每级中电容器件(电容器)的电容值，故可改变每级中运算放大器的输出级的负载，从而恰如改变分辨力一样，可改变运算放大器的许可的工作范围。结果，可改变A/D转换器的许可的转换处理速率。
一般来说，如上所述，在要求高分辨力时电容值设定在大的值上。通过减小每级的电容值可降低分辨力和提高许可的转换处理速率而不改变流水线A/D转换器的功耗。另一方面，通过增加每级的电容值可提高分辨力和降低许可的转换处理速率而不改变流水线A/D转换器的功耗。
实施例1中，根据来自图1的控制信号输入端9的控制信号，采用两类开关来切换电容器件(电容器)。但是有可能采用多类开关切换。
此外，在控制信号具有低电平时，可只选择并操作图2和3所示的开关-电容器件(电容器)组20b。在控制信号具有高电平时，可互相结合选择并操作图2和3所示的开关-电容器件(电容器)组20a和20b。
第二实施例参考图5说明本发明的实施例2流水线A/D转换器。图5示出本发明实施例2的流水线A/D转换器的结构图。通过对上述实施例1的结构(图1)加上控制信号输入端10得到图5的结构。A/D转换器的工作和构成A/D转换器的各运算放大器的运作基本上类似于实施例1。用控制信号输入端9输入的控制信号可切换运算放大器的电容值。此外，实施例2的流水线A/D转换器中，流入每个运算放大器2和3的差分放大电路11(图2和3)的电流，可加以改变，和根据从外部输入到控制信号输入端10的控制信号，改变其输出级导纳。
实施例1中，在降低装入装置(例如电子照相机)中的A/D转换器的分辨力时，根据来自控制信号输入端9的控制信号切换各运算放大器2和3的电容量到小的值。在提高A/D转换器的分辨力时，切换各运算放大器2和3的电容量到大的值。
实施例2中，组合使用来自控制信号输入端10的控制信号和来自控制信号输入端9的控制信号。在降低装入装置(例如电子照相机)中的A/D转换器的分辨力时，根据来自控制信号输入端9的控制信号切换各运算放大器2和3的电容量到小的值。而且，根据来自控制信号输入端10输入的控制信号，对流入差分放大电路的电流降低到适合于电容值的值。因此，可降低A/D转换器的分辨力，其功耗也得以下降。
在提高分辨力时，切换各运算放大器2和3的电容量到大的值，并根据来自控制信号输入端10输入的控制信号，对流入差分放大电路的电流增大到适合于电容值的值。因此，可提高A/D转换器的分辨力，其功耗只增加满足分辨力所需的量。
第三实施例参考图6说明本发明实施例3的流水线A/D转换器。实施例3的流水线A/D转换器601装入电子照相机中。图6示出本发明的实施例3的A/D转换器601的结构图。图6中流水线A/D转换器601包括流水线A/D转换部分602，控制部分603，开关604和605，模拟信号输入端606，数字信号输入端607，和状态信号输入端608。本发明的实施例3的流水线A/D转换器601可装入任何给定的电子装置中。
控制部分603是独立于流水线A/D转换部分602工作的内部操作系统。控制部分603对控制信号输入端9(图1)输出控制信号616，设定流水线A/D转换部分602各级的电容值。控制部分603对开关604和605输出控制信号615，设定如图6的实线或虚线示出的开关604和605的连接状态。流水线A/D转换部分602的结构与实施例1中的流水线A/D转换器相同。
正常工作(正常模式)期间，开关604和605设定如实线示出的状态。模拟视频信号611经模拟信号输入端606和开关604输入到流水A/D转换部分602，然后进行A/D转换，数字视频信号612经开关605和数字信号输出端607输出。
控制整个电子照相机的系统控制部分(未示出)对流水线A/D转换器601输出手机的状态信号613。状态信号613经状态信号输入端608输入到控制部分603，控制部分603检测电子照相机不要求A/D转换器601工作的时刻。控制部分603在电子照相机不要求A/D转换器601工作的时刻执行如下测试和设定处理。执行如下处理的状态称为测试模式。
控制部分603对开关604和605输出控制信号615，设置开关604和605的连接状态如虚线所示。此外，控制部分603对流水A/D转换部分602的控制信号输入端9(图1)输出控制信号616，设置各级流水线A/D转换部分的电容值为小的值(低分辨力状态)。控制部分603装入测试信号发生器和具有高分辨力(如16位精度)的D/A转换器。控制部分603输出具有16位精度的模拟测试信号614(实施例3中斜升信号)。
模拟测试信号614经开关604输入到流水线A/D转换部分602，输出数字视频信号612。然后经开关605将数字输出信号612输入到控制部分603。控制部分603判断数字输出信号612的值是否合适。合适时，控制部分603保持流水线A/D转换部分602各级的电容量在小的值上(低分辨力状态)。不合适时，控制部分603调节流水线A/D转换部分602各级的电容量在大的值上(高分辨力状态)。
然后控制部分603结束测试模式，使开关604和605返回实线示出的状态。
控制部分603可按状态信号613设定流水线A/D转换部分各级的电容值在合适的值上而不管测试模式中的判断结果如何。切换A/D转换器的分辨力，也改变了其转换处理速率。这使得有可能在整个电子照相机中以高分辨力且低转换处理速率的视频信号处理和以低分辨力且高转换处理速率的视频信号处理之间实现切换。
在实施例3的A/D转换器601中，状态信号613经状态信号输入端608输入到控制部分603。替而代之，可除去状态信号输入端608，控制部分603以该指定时间(电子照相机不拍照)的功率执行上述测试和调整处理。
第四实施例参考图7说明本发明实施例4的流水线A/D转换器。实施例4的流水线A/D转换器701装入电子照相机中。图7示出本发明的实施例4的A/D转换器701的结构图。图7中流水线A/D转换器701包括流水线A/D转换部分702，控制部分703，开关604和605，模拟信号输入端606，数字信号输入端607，和状态信号输入端608。本发明的实施例4的流水线A/D转换器701可装入任何给定的电子装置中。
控制部分703是独立于流水线A/D转换部分702工作的内部操作系统。控制部分703对流水线A/D转换部分702的控制信号输入端9(图5)输出控制信号616，设定流水线A/D转换部分702各级的电容值。控制部分703对流水线A/D转换部分702的控制信号输入端10输出控制信号717，设定流水线A/D转换部分702的每个运算放大器2和3的差分放大电路输出级的导纳。控制部分703对开关604和605输出控制信号615，设定如图7的实线或虚线示出的开关604和605的连接状态。流水线A/D转换部分702的结构与实施例2中的流水线A/D转换器相同。图7中，对与图6中相同的方框和信号标以相同的数字。
正常工作(正常模式)期间，开关604和605设定如实线示出的状态。模拟视频信号611经模拟信号输入端606和开关604输入到流水线A/D转换部分702，然后进行A/D转换，数字视频信号612经开关605和数字信号输出端607输出。
控制整个电子照相机的系统控制部分(未示出)对流水线A/D转换器701输出手机的状态信号613。状态信号613经状态信号输入端608输入到控制部分703，控制部分703检测电子照相机不要求A/D转换器701工作的时刻。控制部分703在电子照相机不要求A/D转换器701工作的时刻执行如下测试和设定处理。执行如下处理的状态称为测试模式。
控制部分703对开关604和605输出控制信号615，设置开关604和605的连接状态如虚线所示。此外，控制部分703对流水线A/D转换部分702的控制信号输入端9(图5)输出控制信号616，设置流水线A/D转换部分702各级的电容值为小的值(低分辨力状态)。控制部分703对流水线A/D转换部分702的控制信号输入端10(图5)输出控制信号717，设置流水线A/D转换部分702的各差分放大电路输出级的导纳为小的值。流入差分放大电路的电流是小的。控制部分703装入测试信号发生器和具有高分辨力(如16位精度)的D/A转换器。控制部分703输出具有16位精度的模拟测试信号614(实施例4中斜升信号)。
模拟测试信号614经开关604输入到流水线A/D转换部分702，输出数字输出信号612。然后经开关605将数字输出信号612输入到控制部分703。控制部分703判断数字输出信号612的值是否合适。合适时，控制部分703保持流水线A/D转换部分702各级的电容量在小的值上(低分辨力状态)。因此，可降低A/D转换器的分辨力，其功耗也得以降低。不合适时，控制部分703调节流水线A/D转换部分702各级的电容量在大的值上(高分辨力状态)，并调节流水线A/D转换部分702的各差分放大电路输出级的导纳在大的值上。流入差分放大电路的电流增大。只在要求A/D转换器的功耗被增加的情况下才限制该电流的增大。
然后控制部分703结束测试模式，使开关604和605返回实线示出的状态。
控制部分703可按状态信号613设定流水线A/D转换部分702各级的电容值和/或各差分放大电路输出级的导纳而不管测试模式中的判断结果如何。可设定流水线A/D转换部分702的各级的电容值和各差分放大电路输出级的导纳使彼此相关或使彼此独立。通过这样设定，有可能达到与整个电子照相机的与所需分辨力所匹配的功耗，在低分辨力时可达到低功耗。切换A/D转换器的分辨力，也改变了其转换处理速率。这使得有可能在整个电子照相机中以高分辨力且低转换处理速率的视频信号处理和以低分辨力且高转换处理速率的视频信号处理之间实现切换。
在实施例4的A/D转换器701中，状态信号613经状态信号输入端608输入到控制部分703。替而代之，可除去状态信号输入端608，控制部分703以该指定时间(电子照相机不拍照)的功率执行上述测试和调整处理。
第五实施例参考图8说明本发明实施例5的流水线A/D转换器。实施例5的流水线A/D转换器801装入电子照相机中。图8示出本发明的实施例5的A/D转换器801的结构图。图8中流水线A/D转换器801包括流水线A/D转换部分602，控制部分803，模拟信号输入端607，及状态信号输入端608。本发明的实施例5的流水线A/D转换器801可装入任何给定的电子装置中。
控制部分803是独立于流水线A/D转换部分602工作的内部操作系统。控制部分803对流水线A/D转换部分602的控制信号输入端9(图1)输出控制信号616，并根据状态信号613设定流水线A/D转换部分602各级的电容值。流水线A/D转换部分602的结构与实施例1中的流水A/D转换器相同。图8中，对与图6(实施例3)中相同的方框和信号标以相同的数字。
控制整个电子照相机的系统控制部分(未示出)对流水线A/D转换器801输出手机的状态信号613。状态信号613经状态信号输入端608输入到控制部分803。控制部分803根据状态信号613输出控制信号616，设定流水线A/D转换部分602的各级的电容值在适当的值上。
具体说，当输入表示电子照相机为其记录状态的状态信号613时，控制部分803输出控制信号616，设定流水线A/D转换部分602的各级电容值在大的值上。设定流水线A/D转换部分602使具有高分辨力(14位精度)。当输入表示电子照相机为其再现状态的状态信号613时，控制部分803输出控制信号616，设定流水线A/D转换部分602的各级电容值在小的值上。设定流水线A/D转换部分602使具有低分辨力(12位精度)，功耗得以减小。
如上所述，根据状态信号切换流水线A/D转换器801的分辨力，也改变了其转换处理速率。这使得有可能在整个电子照相机中以高分辨力且低转换处理速率的视频信号处理和以低分辨力且高转换处理速率的视频信号处理之间实现切换。
第六实施例参考图9说明本发明实施例6的流水线A/D转换器。实施例6的流水线A/D转换器901装入电子照相机中。图9示出本发明的实施例6的A/D转换器901的结构图。图9中流水线A/D转换器901包括流水线A/D转换部分702，控制部分903，模拟信号输入端606，数字信号输出端607，及状态信号输入端608。本发明的实施例6的流水线A/D转换器901可装入任何给定的电子装置中。
控制部分903是独立于流水线A/D转换部分702工作的内部操作系统。控制部分903对流水线A/D转换部分702的控制信号输入端9(图5)输出控制信号616，并根据状态信号613设定流水线A/D转换部分702各级的电容值。控制部分903对流水线A/D转换部分702的控制信号输入端10(图5)输出控制信号717，设定流水线A/D转换部分702的各运算放大器2和3的差分放大电路输出级的导纳。流水线A/D转换部分702的结构与实施例2中的流水A/D转换器相同。图9中，对与图7(实施例4)中相同的方框和信号标以相同的数字。
控制整个电子照相机的系统控制部分(未示出)对流水线A/D转换器901输出手机的状态信号613。状态信号613经状态信号输入端608输入到控制部分903。控制部分903根据状态信号613输出控制信号616和717，设定流水线A/D转换部分702的各差分放大电路输出级的导纳在适当的值上。
具体说，当输入表示电子照相机为其记录状态的状态信号613时，控制部分903输出控制信号616，设定流水线A/D转换部分702的各级电容值在大的值上。然后控制部分903输出控制信号717，设定流水线A/D转换部分702的各差分放大电路输出级的导纳在大的值上。设定流水线A/D转换部分702使具有高分辨力(14位精度)。当输入表示电子照相机为其再现状态的状态信号613时，控制部分903输出控制信号616，设定流水线A/D转换部分702的各级电容值在小的值上。然后控制部分903输出控制信号717，设定流水线A/D转换部分702的各差分放大电路输出级的导纳在小的值上。设定流水线A/D转换部分702使具有低分辨力(12位精度)，功耗得以减小。
如上所述，根据状态信号切换流水线A/D转换器901的分辨力，也改变了其转换处理速率。可设定流水线A/D转换部分702的各级的电容值和各差分放大电路输出级的导纳使彼此相关或使彼此独立。通过这样设定，有可能达到与整个电子照相机所需的分辨力相匹配的功耗，在低分辨力时可达到低功耗。切换A/D转换器的分辨力，也改变了其转换处理速率。这使得有可能在整个电子照相机中以高分辨力且低转换处理速率的视频信号处理和以低分辨力且高转换处理速率的视频信号处理之间实现切换。
第七实施例参考图10说明本发明的实施例7的流水线A/D转换器。实施例7的流水线A/D转换器是IC。图10示出本发明实施例7中流水线A/D转换器的结构图。图10中，22e表示构成实施例1流水线A/D转换器的电路的半导体芯片。29e表示用线连接半导体芯片22e的各端到外部连接端的内部接线焊盘。30e表示接线，31e表示外部接线焊盘，32e表示要从外部输入的模拟输入信号，及33e表示偏压源。外部接线焊盘31e用接线30e连接到内部接线焊盘29e。
在流水线A/D转换器生产过程中，外部测试仪(未示出)输出用作测试信号的预定的模拟输入信号32e。模拟输入信号32e经外部接线焊盘31e、接线30e和内部接线焊盘29e输入到半导体芯片22e(流水线A/D转换器)。从半导体芯片22e输出的数字输出信号(未示出)输入到外部测试仪。
外部测试仪从外部经外部接线焊盘31e、接线30e和内部接线焊盘29e输入用作控制电压的偏压33e到控制信号输入端9(图1)。因此，外部测试仪设定半导体芯片22e的各运算放大器中的电容量。实施例7中，如果偏压33e是接地电位，则设定半导体芯片22e的各运算放大器中的电容在小的值上。如果偏压33e是电源电位，则设定半导体芯片22e的各运算放大器中的电容在大的值上。外部测试仪执行与实施例3中测试模式所述相同的测试。外部测试仪判断数字输出信号是否适当。
如果数字输出信号的值在设定半导体芯片22e的各运算放大器中的电容量在小的值上的状态中是适当的，则在生产过程中接线键合机(未示出)将内部接线焊盘29e(它连接到作为流水线A/D转换器的半导体芯片22e的控制信号输入端9(图1))连接到具有接地电位的外部接线焊盘(未图示)。如果数字输出信号的值在设定半导体芯片22e的各运算放大器中的电容量在小的值上的状态中是不适当的，和如果数字输出信号的值在设定各运算放大器中电容量在大的值上的状态中是适当的，则在生产过程中接线键合机(未示出)将内部接线焊盘29e(它连接到半导体芯片22e的控制信号输入端9(图1))连接到具有电源电位的外部接线焊盘(未图示)。
在生产过程中已经确定流水线A/D转换器要求的分辨力和许可的转换频率的情况下，可通过用接线30e按本实施例所述那样将控制信号输入端9(图1)内部连接到某个偏压上来固定流水线A/D转换器的特性。这样，可用一类IC芯片实现分辨力和许可的转换频率不同的多个流水线A/D转换器。
第八实施例参考图11说明本发明的实施例8的流水线A/D转换器。实施例8的流水线A/D转换器是IC。图11示出本发明实施例8中流水线A/D转换器的结构图。图11中，22f表示构成实施例2的流水线A/D转换器的电路的半导体芯片。29f表示用线连接半导体芯片22f的各端到外部连接端的内部接线焊盘。30f表示接线，31f表示外部接线焊盘，32f表示要从外部输入的模拟输入信号，及33f和34f表示偏压源。外部接线焊盘31f用接线30f连接到内部接线焊盘29f。
在流水线A/D转换器生产过程中，外部测试仪(未示出)输出用作测试信号的预定的模拟输入信号32f。模拟输入信号32f经外部接线焊盘31f、接线30f和内部接线焊盘29f输入到半导体芯片22f(流水线A/D转换器)。从半导体芯片22f输出的数字输出信号输入到外部测试仪。
外部测试仪经外部接线焊盘31f、接线30f和内部接线焊盘29f输入用作控制电压的偏压33f和34f到控制信号输入端9和10(图5)。因此，外部测试仪设定半导体芯片22f的各运算放大器中的电容量和各差分放大电路输出级的导纳。实施例8中，如果偏压33f是接地电位，则设定半导体芯片22f的各运算放大器中的电容在小的值上。如果偏压33f是电源电位，则设定半导体芯片22f的各运算放大器中的电容在大的值上。
实施例8中，如偏压34f是接地电位，则设定半导体芯片22f各差分放大电路输出级的导纳在小的值上。如偏压34f是电源电位，则设定半导体芯片22f各差分放大电路输出级的导纳在大的值上。外部测试仪执行与实施例4中测试模式所述相同的测试。外部测试仪判断数字输出信号是否适当。
如果数字输出信号的值在设定半导体芯片22f的各运算放大器中的电容量在小的值上的状态中是适当的，则在生产过程中接线键合机(未示出)将内部接线焊盘29f(它连接到作为流水线A/D转换器的半导体芯片22f的控制信号输入端9(图5))连接到具有接地电位的外部接线焊盘(未图示)。流入各运算放大器差分放大电路中的电流是小的。如果数字输出信号的值在设定半导体芯片22f的各运算放大器中的电容量在小的值上的状态中是不适当的，和如果数字输出信号的值在设定各运算放大器中电容量在大的值上状态中是适当的，则在生产过程中接线键合机(未示出)将内部接线焊盘29f(它连接到半导体芯片22f的控制信号输入端9和10(图5))连接到具有电源电位的外部接线焊盘(未图示)。流入各运算放大器差分放大电路中的电流变大。
在生产过程中已经确定流水线A/D转换器要求的分辨力、许可的转换频率和功耗的情况下，可通过用接线30f按本实施例所述那样将控制信号输入端9和10(图5)内部连接到某个偏压上来固定流水线A/D转换器的特性。可设定流水线A/D转换器的差分放大电路各级的电容值和输出级的导纳，使彼此相关或使彼此独立。这样，可用一类IC芯片实现分辨力和许可的转换频率不同的多个流水线A/D转换器。
因此，本发明的流水线A/D转换器是有用的。
权利要求
1.一种流水线A/D转换器，其特征在于包括根据结合所述流水线A/D转换器的装置的工作状态输出控制信号的控制部分，及流水线A/D转换部分，其分辨力和/或许可的转换处理速率可根据所述控制信号通过切换内装运算放大器的电容量来切换。
2.一种流水线A/D转换器，其特征在于包括控制部分，所述控制部分输出测试信号，接收来自已输入所述测试信号的流水线A/D转换器输出的数字信号，测试所述数字信号合适与否，并根据测试结果输出控制信号，及流水线A/D转换部分，其分辨力可根据所述控制信号通过切换内装运算放大器的电容量来切换。
3.一种流水线A/D转换器，其特征在于包括控制部分，所述控制部分输出测试信号，接收来自已输入所述测试信号的流水线A/D转换器输出的数字信号，测试所述数字信号合适与否，并根据测试结果输出控制信号，及所述流水线A/D转换部分，其许可的转换处理速率可根据所述控制信号通过切换内装运算放大器的电容量来切换。
4.如权利要求2或3所述的流水线A/D转换器，其特征在于，所述控制部分在结合所述流水线A/D转换器的装置处在规定状态下时输出所述测试信号。
5.如权利要求1至3中任一项所述的流水线A/D转换器，其特征在于，所述控制部分进一步根据所述运算放大器中的电容量切换装入所述运算放大器的差分放大电路的输出级的导纳。
6.一种具有第一模式和第二模式并包括由流水线连接的多级的流水线A/D转换器，其特征在于，所述级至少一个包括一放大器，第一对的第一电容器和第二电容器，及第二对的第三电容器和第四电容器，其中，在所述第一模式中，所述放大器以对应于所述第一对电容器的电容量的放大系数放大所述模拟输入信号，并输出放大后的信号，在所述第二模式中，所述放大器以对应于只是所述第二对电容器的电容量或所述第一和第二对电容器的电容量的放大系数放大所述模拟输入信号，并输出放大后的信号。
7.如权利要求6所述的流水线A/D转换器，其特征在于，至少所述级之一包括一放大器，串联连接的第一对的第一电容器和第二电容器，至少所述第一电容器以对应于第一期间中所述模拟输入信号的电荷充电，存储于所述第一电容器和所述第二电容器中的电荷在第二期间中被重新分配，同时防止电流流过所述第一电容器和第二电容器的接点，所述第一电容器和所述第二电容器的接点连接到所述放大器的输入端，所述第二电容器的一端不连接到所述第一电容器，而连接到所述放大器的输出端，及串联连接的第二对的第三电容器和第四电容器，至少所述第三电容器以对应于第一期间中所述模拟输入信号的电荷充电，存储于所述第三电容器和所述第四电容器中的电荷在第二期间中被重新分配，同时防止电流流过所述第三电容器和第四电容器的接点，所述第三电容器和所述第四电容器的接点连接到所述放大器的输入端，所述第四电容器的一端不连接到所述第三电容器，而连接到所述放大器的输出端。
8.如权利要求7所述的流水线A/D转换器，其特征在于，所述级进一步包括第一开关，其一端接收所述模拟输入信号，另一端连接到第一电容器的一端，不连接到所述第二电容器，所述开关在第一期间开通，在第二期间关断；第二开关，其一端连接到所述第一开关和所述第一电容器的连接点，所述开关在第一期间关断，在第二期间开通，并至少所述第一电容器的另一端的电势被输入到所述放大器；第三开关，其一端接收DC偏压，另一端连接到第一电容器和第二电容器的连接点，所述开关在第一期间开通，在第二期间关断；第四开关，其一端接收所述模拟输入信号或所述DC偏压，另一端连接到所述第二电容器的一端而不连接到所述第一电容器，所述开关在第一期间开通，在第二期间关断；第五开关，其一端连接到所述第二电容器和第四开关的连接点，另一端连接到所述放大器的输出端，所述开关在第一期间关断，在第二期间开通；第六开关，其一端接收所述模拟输入信号，另一端连接到所述第三电容器的一端，而不连接到所述第四电容器，所述开关在第一期间开通，在第二期间关断；第七开关，其一端连接到第六开关和第三电容器的连接点，所述开关在第一期间关断，在第二期间开通，至少所述第三电容器的另一端的电势被输入所述放大器，第八开关，其一端接收所述DC偏压，另一端连接到第三电容器和第四电容器的连接点，所述开关在第一期间开通，在第二期间关断；第九开关，其一端接收模拟输入信号或所述DC偏压，另一端连接到第四电容器的一端，而不连接到第三电容器，所述开关在第一期间开通，在第二期间关断；第十开关，其一端连接到第四电容器和第九开关的连接点，另一端连接到所述放大器的输出端，所述开关在第一期间关断，在第二期间开通。
9.如权利要求6至8中任一项所述的流水线A/D转换器，其特征在于，根据所述模式切换所述放大器输出级的导纳。
10.如权利要求6至9中任一项所述的流水线A/D转换器，其特征在于，用电接线固定所述模式。
全文摘要
本发明提供具有满足结合流水线A/D转换器的系统要求的流水线A/D转换器。根据本发明的分辨力、许可的转换处理速率和功耗的流水线A/D转换器包括控制部分，根据结合流水线A/D转换器的装置的工作状态输出控制信号；及流水线A/D转换部分，根据控制信号通过切换内装运算放大器的电容量来切换其分辨力和/或许可的转换处理速率。
文档编号H03M1/16GK1734945SQ20051007903
公开日2006年2月15日 申请日期2005年6月14日 优先权日2004年6月14日
发明者荻田进一, 大谷充彦, 山口浩二 申请人:松下电器产业株式会社