特許 5805145 温度検出機能を具えたアナログデジタル変換回路及びその電子装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5805145

(24)【登録日】2015年9月11日

(45)【発行日】2015年11月4日

(54)【発明の名称】温度検出機能を具えたアナログデジタル変換回路及びその電子装置

(51)【国際特許分類】

   H03M 1/12 20060101AFI20151015BHJP

【ＦＩ】

   H03M1/12 C

【請求項の数】16

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2013-128449(P2013-128449)

(22)【出願日】2013年6月19日

(65)【公開番号】特開2014-230269(P2014-230269A)

(43)【公開日】2014年12月8日

【審査請求日】2013年6月19日

(31)【優先権主張番号】102118329

(32)【優先日】2013年5月24日

(33)【優先権主張国】TW

(73)【特許権者】

【識別番号】506249381

【氏名又は名称】▲し▼創電子股▲ふん▼有限公司

(73)【特許権者】

【識別番号】312007179

【氏名又は名称】國立台灣大學

【氏名又は名称原語表記】Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｔａｉｗａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ

(74)【代理人】

【識別番号】110001151

【氏名又は名称】あいわ特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】翁 展翔

(72)【発明者】

【氏名】呉 俊寛

(72)【発明者】

【氏名】林 宗賢

【審査官】 岩井 一央

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭６３−０７５５３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−１０５８９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−１６７９１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６２−２６７６３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０４−０１４８０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０４−０００９０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６１−１１７４２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特公昭６１−０２９６５２（ＪＰ，Ｂ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０３Ｍ １／００−１／８８

Ｇ０１Ｋ ７／００−７／４２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

温度検出機能を具えたアナログデジタル変換回路において、
第１インピーダンス素子であって、第１参考電圧を受け取り、並びに温度に基づき電流を発生する、上記第１インピーダンス素子と、
アナログデジタル変換ユニットであって、該第１インピーダンス素子に接続され、並びに該電流に基づきデジタル出力信号を発生し、該アナログデジタル変換ユニットは、
第１演算増幅ユニットであって、入力端と出力端を具え、該入力端は該第１インピーダンス素子に接続される、上記第１演算増幅ユニットと、
第２インピーダンス素子であって、第１端と第２端を具え、該第２インピーダンス素子の該第１端は、該第１演算増幅ユニットの該入力端に接続され、該第２インピーダンス素子の該第２端は、第２参考電圧或いは第３参考電圧を受け取る、上記第２インピーダンス素子と、
第１コンデンサであって、第１端と第２端を具え、該第１コンデンサの該第１端は該第１演算増幅ユニットの該入力端と該第２インピーダンス素子の該第１端に接続され、該第１コンデンサの該第２端は該第１演算増幅ユニットの該出力端に接続される、上記第１コンデンサと、
を含む、上記アナログデジタル変換ユニットと、
第３インピーダンス素子であって、第１端と第２端を具え、該第３インピーダンス素子の該第１端は、該第１演算増幅ユニットの該入力端に接続され、該第３インピーダンス素子の該第２端は、第４参考電圧を受け取る、上記第３インピーダンス素子と、
を包含し、
該第１インピーダンス素子は、正の温度係数を有し、該第３インピーダンス素子は負の温度係数を有するか、或いは、該第１インピーダンス素子は該負の温度係数を有して、該第３インピーダンス素子は該正の温度係数を有することを特徴とする、温度検出機能を具えたアナログデジタル変換回路。

【請求項2】

請求項１記載の温度検出機能を具えたアナログデジタル変換回路において、さらに、
量子化回路であって、該第１演算増幅ユニットの該出力端に接続されて、該第１演算増幅ユニットが出力する出力信号を量子化して量子化信号を発生する、上記量子化回路と、 処理ユニットであって、該量子化回路に接続され、並びに該量子化信号に基づき、該デジタル出力信号を発生する、上記処理ユニットと、
クロック発生回路であって、該量子化回路に接続され、並びに該量子化信号に基づいてクロック信号を発生することで、該第２参考電圧と該第３参考電圧を切り換えて、該第２インピーダンス素子に該第２参考電圧と該第３参考電圧を交替して受け取らせる制御を行う、上記クロック発生回路と、
を包含することを特徴とする、温度検出機能を具えたアナログデジタル変換回路。

【請求項3】

請求項１記載の温度検出機能を具えたアナログデジタル変換回路において、該第１参考電圧と該第２参考電圧は実質的に等しく、該第３参考電圧は零電圧とされることを特徴とする、温度検出機能を具えたアナログデジタル変換回路。

【請求項4】

請求項１記載の温度検出機能を具えたアナログデジタル変換回路において、さらに、
第１校正回路であって、該第１インピーダンス素子に接続されて、該第１インピーダンス素子の抵抗値を校正する、上記第１校正回路、
を包含することを特徴とする、温度検出機能を具えたアナログデジタル変換回路。

【請求項5】

請求項４記載の温度検出機能を具えたアナログデジタル変換回路において、該第１校正回路は、
少なくとも一つの第１校正素子であって、該第１インピーダンス素子に接続された、上記少なくとも一つの第１校正素子と、
少なくとも一つの第１切換えスイッチであって、該第１校正素子に並列接続されて、該第１校正素子を導通又は切断する、上記少なくとも一つの第１切換えスイッチと、
を包含することを特徴とする、温度検出機能を具えたアナログデジタル変換回路。

【請求項6】

請求項１記載の温度検出機能を具えたアナログデジタル変換回路において、該第１参考電圧と該第２参考電圧は実質的に等しく、該第３参考電圧と該第４参考電圧は零電圧とされることを特徴とする、温度検出機能を具えたアナログデジタル変換回路。

【請求項7】

請求項１記載の温度検出機能を具えたアナログデジタル変換回路において、さらに、
第１校正回路であって、該第１インピーダンス素子に接続されて、該第１インピーダンス素子の抵抗値を校正する、上記第１校正回路、
第１補償回路であって、該第２インピーダンス素子に接続され、並びに該第１校正回路に対応し該第２インピーダンス素子の抵抗値を補償する、上記第１補償回路、
第２補償回路であって、該第３インピーダンス素子に接続され、並びに該第１校正回路及び該第１補償回路に対応して該第３インピーダンス素子の抵抗値を補償する、上記第２補償回路、
以上を包含することを特徴とする、温度検出機能を具えたアナログデジタル変換回路。

【請求項8】

請求項７記載の温度検出機能を具えたアナログデジタル変換回路において、該第１補償回路は、
少なくとも一つの第１補償スイッチであって、該第２インピーダンス素子に接続され、 並びに該第１校正回路に基づき導通或いは切断される、上記少なくとも一つの第１補償スイッチ、
を包含することを特徴とする、温度検出機能を具えたアナログデジタル変換回路。

【請求項9】

請求項７記載の温度検出機能を具えたアナログデジタル変換回路において、該第２補償回路は、
少なくとも一つの第２補償スイッチであって、該第３インピーダンス素子に接続され、 並びに該第１校正回路に基づき導通或いは切断される、上記少なくとも一つの第２補償スイッチ、
を包含することを特徴とする、温度検出機能を具えたアナログデジタル変換回路。

【請求項10】

請求項１記載の温度検出機能を具えたアナログデジタル変換回路において、さらに、
第４インピーダンス素子であって、第１演算増幅ユニットの該出力端に接続される、上記第４インピーダンス素子と、
第２演算増幅ユニットであって、入力端と出力端を具え、該第２演算増幅ユニットの該入力端は該第４インピーダンス素子に接続される、上記第２演算増幅ユニットと、
第５インピーダンス素子であって、第１端と第２端を具え、該第５インピーダンス素子の該第１端は、該第２演算増幅ユニットの該入力端と該第４インピーダンス素子に接続され、該第５インピーダンス素子の該第２端は、第５参考電圧或いは第６参考電圧を受け取る、上記第５インピーダンス素子と、
第２コンデンサであって、第１端と第２端を具え、該第２コンデンサの該第１端は該第２演算増幅ユニットの該入力端、該第４インピーダンス素子と該第５インピーダンス素子に接続され、該第２コンデンサの該第２端は、該第２演算増幅ユニットの該出力端に接続される、上記第２コンデンサと、
を包含することを特徴とする、温度検出機能を具えたアナログデジタル変換回路。

【請求項11】

請求項１０記載の温度検出機能を具えたアナログデジタル変換回路において、該第１参考電圧と該第２参考電圧及び第５参考電圧は実質的に等しく、該第３参考電圧と該第４参考電圧及び第６参考電圧は零電圧とされることを特徴とする、温度検出機能を具えたアナログデジタル変換回路。

【請求項12】

請求項１記載の温度検出機能を具えたアナログデジタル変換回路において、該アナログデジタル変換回路は連続時間三角積分変調器とされることを特徴とする、温度検出機能を具えたアナログデジタル変換回路。

【請求項13】

電子装置において、該電子装置は、
第１インピーダンス素子であって、第１参考電圧を受け取り、並びに温度に基づき電流を発生する、上記第１インピーダンス素子と、
アナログデジタル変換ユニットであって、該第１インピーダンス素子に接続され、並びに該電流に基づきデジタル出力信号を発生し、該アナログデジタル変換ユニットは、
第１演算増幅ユニットであって、入力端と出力端を具え、該入力端は該第１インピーダンス素子に接続される、上記第１演算増幅ユニットと、
第２インピーダンス素子であって、第１端と第２端を具え、該第２インピーダンス素子の該第１端は、該第１演算増幅ユニットの該入力端に接続され、該第２インピーダンス素子の該第２端は、第２参考電圧或いは第３参考電圧を受け取る、上記第２インピーダンス素子と、
第１コンデンサであって、第１端と第２端を具え、該第１コンデンサの該第１端は該第１演算増幅ユニットの該入力端と該第２インピーダンス素子の該第１端に接続され、該第１コンデンサの該第２端は該第１演算増幅ユニットの該出力端に接続される、上記第１コンデンサと、
を含む、上記アナログデジタル変換ユニットと、
第３インピーダンス素子であって、第１端と第２端を具え、該第３インピーダンス素子の該第１端は、該第１演算増幅ユニットの該入力端に接続され、該第３インピーダンス素子の該第２端は、第４参考電圧を受け取る、上記第３インピーダンス素子と、
処理回路であって、該アナログデジタル変換ユニットに接続され、並びに該デジタル出力信号に基づき処理信号を発生する、上記処理回路と、
を包含し、
該第１インピーダンス素子は、正の温度係数を有し、該第３インピーダンス素子は負の温度係数を有するか、或いは、該第１インピーダンス素子は該負の温度係数を有して、該第３インピーダンス素子は該正の温度係数を有することを特徴とする、電子装置。

【請求項14】

請求項１３記載の電子装置において、該アナログデジタル変換ユニットは、
量子化回路であって、該第１演算増幅ユニットの該出力端に接続されて、該第１演算増幅ユニットが出力する出力信号を量子化して量子化信号を発生する、上記量子化回路と、 処理ユニットであって、該量子化回路に接続され、並びに該量子化信号に基づき、該デジタル出力信号を発生する、上記処理ユニットと、
クロック発生回路であって、該量子化回路に接続され、並びに該量子化信号に基づいてクロック信号を発生することで、該第２参考電圧と該第３参考電圧を切り換えて、該第２インピーダンス素子に該第２参考電圧と該第３参考電圧を交替して受け取らせる制御を行う、上記クロック発生回路と、
を包含することを特徴とする、電子装置。

【請求項15】

請求項１３記載の電子装置において、該処理回路はガスセンサ、光センサ、圧力センサ或いは重力センサのいずれかとされることを特徴とする、電子装置。

【請求項16】

温度検出機能を具えたアナログデジタル変換回路において、
第１電流源であって、第１参考電圧を受け取り、温度に基づき電流を発生する、上記第１電流源と、
アナログデジタル変換ユニットであって、該第１電流源に接続され、並びに該電流に基づきデジタル出力信号を発生し、該アナログデジタル変換ユニットは、
演算増幅ユニットであって、入力端と出力端を具え、該入力端は該第１電流源に接続される、上記演算増幅ユニットと、
第２電流源であって、第１端と第２端を具え、該第２電流源の該第１端は該演算増幅ユニットの該入力端に接続され、該第２電流源の該第２端は第２参考電圧或いは第３参考電圧を受け取る、上記第２電流源と、
コンデンサであって、第１端と第２端を具え、該コンデンサの該第１端は該演算増幅ユニットの該入力端と該第２電流源の該第１端に接続され、該コンデンサの該第２端は該演算増幅ユニットの該出力端に接続される、上記コンデンサと、
を含む、上記アナログデジタル変換ユニットと、
第３電流源であって、第１端と第２端を具え、該第３電流源の該第１端は該演算増幅ユニットの該入力端に接続され、該第３電流源の該第２端は、参考端に接続される、上記第３電流源と、
を包含し、
該第１電流源は正の温度係数を有して該第３電流源は負の温度係数を有するか、或いは、該第１電流源は該負の温度係数を有して該第３電流源は該正の温度係数を有することを特徴とする、温度検出機能を具えたアナログデジタル変換回路。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は一種のアナログデジタル変換回路及びその電子装置に係り、特に一種の、温度検出機能を具えたアナログデジタル変換回路及びその電子装置に関する。

【背景技術】

【0002】

現在、大多数の電子製品或いは部品は、いずれも操作温度の変化に対して非常に敏感であり、たとえば、デジタルカメラはその所在の温度環境によりその出力表現に影響が生じる。ＩＣチップ内部については、温度の変化は操作点と演算速度に影響を与え得る。これにより、安定した表現を求めて、大多数の電子装置は通常温度センサが組み合わされて外界の温度を検出し並びに信号の補償を行っている。

【0003】

これまで広く応用されてきた温度検出用の回路はバイポーラジャンクショントランジスタ（Ｂｉｐｏｌａｒ Ｊｕｎｃｔｉｏｎ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ，ＢＪＴ）の回路とされ、その原理は、二つの電圧値（いずれもＢＪＴにより生成される）を比較し、一つの電圧値は温度と関係し、もう一つの電圧値は温度と関係せず、二つの電圧値を比較することで、温度変化の結果をえられ、この二つの電圧値の差の値をアナログデジタル変換器にフィードすることで、温度情報を代表するデジタルコードをえられる。

【0004】

しかし、ＢＪＴ形式で実現される温度センサは、その感度が低く、正確度が比較的高い補助回路を必要とするため回路の複雑度が増し、このため製造コストが増加し、並びにＢＪＴの使用のために、比較的低い電圧にあって比較的難しい操作を行うため、電力消耗量が増加する。

【0005】

これにより、上述の問題に対して、一種の新規な温度検出機能を具えたアナログデジタル変換回路及びその電子装置を提供して、正確度が比較的高い補助回路を使用しなくてもよくして、製造コストを下げ、並びにパワー消耗を減らし、及び解析度をアップできるようにする必要がある。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明の目的は、一種の温度検出機能を具えたアナログデジタル変換回路及びその電子装置を提供することにあり、それは、第１インピーダンス素子をアナログデジタル変換回路に整合することにより、回路面積を減らすと共に、パワー消耗を減らし、これにより製造コストを下げ、並びに温度検出の正確度を増加するものとする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の温度検出機能を具えたアナログデジタル変換回路は、第１インピーダンス素子とアナログデジタル変換ユニットを包含する。該第１インピーダンス素子は第１参考電圧を受け取り、並びに温度に基づき電流を発生する。該アナログデジタル変換ユニットは該第１インピーダンス素子に接続され、並びに該電流に基づきデジタル出力信号を発生する。こうして、本発明は該第１インピーダンス素子が該アナログデジタル変換ユニットに整合されることで、回路面積を減らしパワー消耗を減らし、さらには製造コストを下げ、並びに温度検出の正確度を増す。

【0008】

本発明の電子装置は、第１インピーダンス素子、アナログデジタル変換ユニット及び処理回路を包含する。該第１インピーダンス素子は第１参考電圧を受け取り、並びに温度に基づき電流を発生する。該アナログデジタル変換ユニットは該第１インピーダンス素子に接続され、並びに該電流に基づきデジタル出力信号を発生する。該処理回路は該アナログデジタル変換ユニットに接続され、並びに該デジタル出力信号に基づき処理信号を発生する。こうして、本発明は該第１インピーダンス素子が該アナログデジタル変換ユニットに整合されることで、回路面積を減らしパワー消耗を減らし、さらには製造コストを下げ、並びに温度検出の正確度を増す。

【発明の効果】

【0009】

本発明は該第１インピーダンス素子が該アナログデジタル変換ユニットに整合されることで、回路面積を減らしパワー消耗を減らし、さらには製造コストを下げ、並びに温度検出の正確度を増す。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の第１実施例の温度検出機能を具えたアナログデジタル変換回路の回路図である。

【図2】本発明の第２実施例の温度検出機能を具えたアナログデジタル変換回路の回路図である。

【図3】本発明の第３実施例の温度検出機能を具えたアナログデジタル変換回路の回路図である。

【図4】本発明のある実施例の第１校正回路の回路図である。

【図5】本発明の第４実施例の温度検出機能を具えたアナログデジタル変換回路の回路図である。

【図6】本発明のある実施例の第１補償回路の回路図である。

【図7】本発明のある実施例の第２補償回路の回路図である。

【図8】本発明の第５実施例の温度検出機能を具えたアナログデジタル変換回路の回路図である。

【図9】本発明のある実施例の温度検出機能を具えたアナログデジタル変換回路を電子装置に応用した回路図である。

【図10】本発明の第５実施例の温度検出機能を具えたアナログデジタル変換ユニットの回路図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

本明細書及び特許請求の範囲に使用されているいくつかの語句は特定の素子を指示するのに用いられる。本願発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者は理解できるはずであり、ハードウエアメーカーは異なる名詞で同一の素子を呼称することはない。

【0012】

本明細書及び特許請求の範囲は名称の差異により素子を区分せず、素子の機能上の差異により区分する規則に準じる。本明細書及び特許請求の範囲において、「包含」とは、開放式の用語であり、ゆえに、「包含するが限定しない」と解釈される。このほか「接続」は、直接及び間接的な電気接続手段を包含する。これにより、もし文中に第１装置が第２装置に接続されるよう記述されていれば、該第１装置が直接に該第２装置に電気的に接続されるか、或いはその他の装置或いは接続手段を介して間接的に該第２装置に電気的に接続される。

【0013】

本発明の技術内容、構造特徴、達成する目的を詳細に説明するため、以下に実施例を挙げ並びに図面を組み合わせて説明する。

【0014】

図１を参照されたい。それは本発明の第１実施例の温度検出機能を具えたアナログデジタル変換回路の回路図である。図示されるように、本発明の温度検出機能を具えたアナログデジタル変換回路１は、インピーダンス素子１０とアナログデジタル変換ユニット２０を包含する。インピーダンス素子１０は第１端と第２端を具え、インピーダンス素子１０の第１端は参考電圧Ｖ_ref1を受け取り、インピーダンス素子１０の第２端は、アナログデジタル変換ユニット２０に接続され、インピーダンス素子１０は温度により電流Ｉ₁（ｔ）を発生する。アナログデジタル変換ユニット２０はインピーダンス素子１０に接続され、並びに電流Ｉ₁（ｔ）によりデジタル出力信号を発生し、これにより温度情報を知ることができる。

【0015】

以上を受け、アナログデジタル変換ユニット２０は、演算増幅ユニット２００、インピーダンス素子２０２、コンデンサ２０４、量子化回路２０６、処理ユニット２０８及びクロック発生回路２１０を包含する。演算増幅ユニット２００は逆相入力端、出力端、及び正相入力端を具え、演算増幅ユニット２００の逆相入力端と正相入力端はそれぞれインピーダンス素子１０とコモン電圧Ｖ_cmに接続される。インピーダンス素子２０２は第１端と第２端を具え、インピーダンス素子２０２の第１端は演算増幅ユニット２００の逆相入力端に接続され、インピーダンス素子２０２の第２端は参考電圧Ｖ_ref2或いは参考電圧Ｖ_ref3を受け取り、そのうち、参考電圧Ｖ_ref3は零電圧とされ得て、参考電圧Ｖ_ref1と参考電圧Ｖ_ref2は実質的に等しくされ得る。コンデンサ２０４は第１端と第２端を具え、コンデンサ２０４の第１端と第２端はそれぞれ演算増幅ユニット２００の逆相入力端と出力端に接続される。

【0016】

量子化回路２０６は演算増幅ユニット２００の出力端に接続されて、演算増幅ユニット２００の出力する出力信号を量子化して量子化信号を発生する。処理ユニット２０８は量子化回路２０６に接続され、並びに量子化信号に基づきデジタル出力信号を発生する。クロック発生回路２１０は量子化回路２０６に接続され、並びに量子化信号に基づきクロック信号を発生することで、インピーダンス素子２０２に参考電圧Ｖ_ref2或いは参考電圧Ｖ_ref3を受け取らせる制御を行う。

【0017】

以上に基づき、インピーダンス素子（たとえば抵抗、トランジスタ変化の）は、通常、温度係数を有し、すなわち、温度が変化する時、インピーダンス素子はそれに伴い変化し、ゆえに、インピーダンス素子１０の第１端は、もとの入力電圧入力から参考電圧Ｖ_ref1入力に変化し、インピーダンス素子１０に温度変化に対応して異なる電流Ｉ₁（ｔ）を発生させて、アナログデジタル変換ユニット２０に、電流Ｉ₁（ｔ）に基づき温度情報をえさせる。そのうち、参考電圧Ｖ_ref1は、固定の電圧とされ得て、インピーダンス素子１０及びアナログデジタル変換ユニット２０の演算増幅ユニット２００、インピーダンス素子２０２及びコンデンサ２０４は前ステージ検出回路とされ、その検出原理は以下のように説明される。

【0018】

一般にインピーダンス素子の抵抗値Ｒ_x（ｔ）と温度の関係式は、

【数1】

とされ、そのうち、ｘは抵抗形態（ｒｅｓｉｓｔｏｒ ｔｙｐｅ）とされ、ｔとｔｙは温度、ｔｃ_xは抵抗形態がｘの時の温度係数とされ、Ｒ_x（ｔｙ）は抵抗形態がｘの抵抗の温度ｔｙの時の抵抗値とされる。以下に温度ｔｙが０度の基準温度を例として採用する。参考電圧Ｖ_ref1とＶ_ref2の電圧はいずれもＶ_refとされ、且つインピーダンス素子２０２の第２端が参考電圧Ｖ_ref2を受け取る時、抵抗形態ｘが１とされるインピーダンス素子１０の発生する電流Ｉ₁（ｔ）は、

【数2】

同様に、抵抗形態ｘが２とされるインピーダンス素子２０２の発生する電流Ｉ₂（ｔ）は、

【数3】

以上からわかるように、インピーダンス素子１０とインピーダンス素子２０２が正の温度係数を有すると仮定すると、またすなわち、温度係数ｔｃ₁とｔｃ₂が零より大きければ、温度の上昇に伴い、インピーダンス素子１０と２０２の個別の抵抗値Ｒ₁（ｔ）と抵抗値Ｒ₂（ｔ）はいずれも大きくなり得て、流入する電流Ｉ₁（ｔ）と電流Ｉ₂（ｔ）は減少し得る。ゆえに、演算増幅ユニット２００の入力端に流入する電流Ｉ₁（ｔ）と電流Ｉ₂（ｔ）が減少することで、アナログデジタル変換ユニット２０が解析できるデジタル出力信号は自然に小さくなる。反対に、温度が下がる時、抵抗値Ｒ₁（ｔ）と抵抗値Ｒ₂（ｔ）はいずれも小さくなり得て、流入する電流Ｉ₁（ｔ）と電流Ｉ₂（ｔ）は増加し得る。ゆえに、演算増幅ユニット２００の入力端に流入する電流Ｉ₁（ｔ）と電流Ｉ₂（ｔ）が増加することで、アナログデジタル変換ユニット２０が解析できるデジタル出力信号は自然に大きくなる。こうして、本発明はインピーダンス素子１０が温度変化に対応して抵抗値を変化させることにより、現在の温度状態を知ることができる。

【0019】

このほか、本発明のアナログデジタル変換ユニット２０は連続時間三角積分変調器（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ−Ｔｉｍｅ Ｄｅｌｔａ−Ｓｉｇｍａ Ｍｏｄｕｌａｔｏｒ，ＣＴＤＳＭ）とされ、本発明はインピーダンス素子１０がアナログデジタル変換ユニット２０に整合されることで、温度状態を検出でき、ゆえに、本発明はインピーダンス素子１０がアナログデジタル変換回路１に整合されることにより、回路面積を減らしてパワー消耗を減らし、さらには製造コストを減らせる。

【0020】

図２も併せて参照されたい。それは本発明の第２実施例の温度検出機能を具えたアナログデジタル変換回路の回路図である。図示されるように、第２実施例の第１実施例と異なるところは、第２実施例の温度検出機能を具えたアナログデジタル変換回路１は、一つのインピーダンス素子３０を包含することにある。該インピーダンス素子３０は第１端と第２端を具え、インピーダンス素子３０の第１端は演算増幅ユニット２００の逆相入力端に接続され、インピーダンス素子３０の第２端は参考電圧Ｖ_ref4を受け取り、そのうち、該参考電圧Ｖ_ref4は零電圧とされ得る。

【0021】

第１実施例中、一般温度係数ｔｃ₁とｔｃ₂は通常１よりも非常に小さく、ゆえに、温度が変わる時、抵抗値Ｒ₁（ｔ）と Ｒ₂（ｔ）の変化量は並びにあまり大きくはない。これにより、第２実施例は、温度検出前端（すなわちインピーダンス素子１０と２０２）の温度に対する変化をより敏感にするため、インピーダンス素子３０を増加する。そのうち、インピーダンス素子３０の温度係数ｔｃ₃の大きさ或いは特性は温度係数ｔｃ₁と異なり、たとえば、温度係数ｔｃ₁が正の温度係数である時、温度係数ｔｃ₃は負の温度係数とされ、或いは、温度係数ｔｃ₁が負の温度係数である時、温度係数ｔｃ₃は正の温度係数とされる。第２実施例では、温度係数ｔｃ₁は正の温度係数とされ、温度係数ｔｃ₃は負の温度係数とされ、温度上昇に伴い、抵抗値Ｒ₁（ｔ）は上昇し、インピーダンス素子３０の抵抗値Ｒ₃（ｔ）はそれに伴い下降する。

【0022】

以上に続き、図２を参照されたい。温度ｔｙが０度の基準温度とされ、参考電圧Ｖ_ref1とＶ_ref2の電圧がいずれもＶ_refとされ、インピーダンス素子２０２の第２端が受け取る参考電圧Ｖ_ref2、及びＶ_ref4が零電圧とされる時、抵抗値Ｒ₃（ｔ）で電流Ｉ₃（ｔ）が流出し、電流Ｉ₃（ｔ）は以下のとおりである。

【数4】

【0023】

温度が上昇する時、抵抗値Ｒ₁（ｔ）とＲ₂（ｔ）は増加し得て、これにより電流Ｉ₁（ｔ）とＩ₂（ｔ）は小さくなり、抵抗値Ｒ₃（ｔ）はすなわち減少し、出力電流Ｉ₃（ｔ）は大きくなり、こうして、行き帰りして電流差値が大きくされ、これにより、第２実施例はインピーダンス素子３０が、温度が変化する時に、アナログデジタル変換ユニット２０の入力電流変化幅を大きくすることで、温度に対する敏感度が増加する。

【0024】

このほか、第２実施例は、正負の電流を利用する観念を利用して敏感度をアップするほか、第２実施例はまた、インピーダンス素子１０、２０２と３０の抵抗値の大きさを変更することを利用し、アナログデジタル変換ユニット２０の電流Ｉ₁（ｔ）、Ｉ₂（ｔ）、Ｉ₃（ｔ）の拡大或いは縮小の機能を達成できる。すなわち、図２に示されるように、これらインピーダンス素子の拡縮は、抵抗値Ｒ₁（ｔ）、Ｒ₂（ｔ）、Ｒ₃（ｔ）に一つの倍数αを乗じることと等価であり、すなわち、インピーダンス素子１０、２０２と３０の抵抗値を、それぞれαＲ₁（ｔ）、αＲ₂（ｔ）、αＲ₃（ｔ）となす。こうして、第２実施例は倍数αで拡縮して、電流Ｉ₁（ｔ）、Ｉ₂（ｔ）、Ｉ₃（ｔ）の拡大或いは縮小の機能を達成でき、余分のハードウエア回路を必要とせず、さらには回路面積とコストの節約を達成する。

【0025】

このほか、もし本発明のアナログデジタル変換ユニット２０をＩＣチップ内に設置するなら、本発明のインピーダンス素子１０と３０も、ＩＣチップ内に設置（ｏｎ ｃｈｉｐ）するか、或いはＩＣチップ外に設置（ｏｆｆ ｃｈｉｐ）できる。さらに述べると、図１と図２を参照されたいが、その他の実施例では、インピーダンス素子１０と２０２は抵抗、コンデンサ、或いはインダクタのそのうちの一つ或いは組合せにより構成され得る。たとえば、インピーダンス素子１０と２０２はそれぞれ一つのコンデンサと一つのインダクタで構成されるか、或いはインピーダンス素子１０が一つのコンデンサと一つの抵抗を並列接続して構成され、インピーダンス素子２０２が一つのコンデンサと一つのインダクタを直列接続して構成される。

【0026】

図３を参照されたい。それは本発明の第３実施例の温度検出機能を具えたアナログデジタル変換回路の回路図である。図示されるように、第３実施例の温度検出機能を具えたアナログデジタル変換回路１はさらに校正回路４０を包含する。校正回路４０はインピーダンス素子１０に接続されて、インピーダンス素子１０の抵抗値を校正し、すなわち、校正回路４０はインピーダンス素子１０に直列接続されて、インピーダンス素子１０の抵抗値を校正する。ＩＣチップ製造過程中に、異なる性質のインピーダンス素子（たとえばインピーダンス素子１０と３０の性質が異なる）は工程の偏りのために、製作されたものの抵抗値が掌握しにくく、すなわち、抵抗値が理想と異なったものとなり得る。これにより、校正回路４０による微調整が必要となる。図３に示されるように、もし、インピーダンス素子１０の抵抗値が工程因子により誤差を有するときは、すなわち、校正回路４０によりインピーダンス素子１０の抵抗値を校正し、その抵抗値を理想的な抵抗値となす。

【0027】

図４を併せて参照されたい。それは本発明のある実施例の校正回路の回路図である。図示されるように、本発明の第１校正回路４０は、少なくとも一つの校正素子４００と少なくとも一つの切換えスイッチ４０２を包含する。少なくとも一つの校正素子４００は、インピーダンス素子１０に接続されて、インピーダンス素子１０の抵抗値を校正し、少なくとも一つの切換えスイッチ４０２は校正素子４００に並列に接続され、これにより校正素子４００を導通又は切断する。本実施例中、校正回路４０は複数の校正素子４００と複数の切換えスイッチ４０２を使用し、これら切換えスイッチはそれぞれこれら校正素子４００に並列に接続され、校正素子４００を導通又は切断してこれら校正素子４００がインピーダンス素子１０を校正するのに必要な抵抗値を決定する。

【0028】

さらに、図３と図４を参照されたい。その他の実施例中、インピーダンス素子３０及び校正素子４００は、抵抗、コンデンサ、或いはインダクタのいずれか或いは組合せにより構成される。たとえば、インピーダンス素子３０と校正素子４００はそれぞれ一つのコンデンサと一つのインダクタで構成されるか、インピーダンス素子３０が一つのコンデンサと一つの抵抗が並列接続されて構成されて、校正素子４００が一つのコンデンサと一つのインダクタが直列接続されて構成される。

【0029】

図５も併せて参照されたい。それは本発明の第４実施例の温度検出機能を具えたアナログデジタル変換回路の回路図である。図示されるように、校正回路４０により工程偏移の形成する抵抗値の偏差変化の効果を調整しても、調整過程中に、これら切換えスイッチ４０２が余分の抵抗値に貢献し得て、並びにこれら切換えスイッチ４０２の貢献する余分の抵抗も温度と関係する。ゆえに、これら切換えスイッチ４０２が余分の抵抗値に貢献して正確度に影響を与えるのを防止するため、本発明の温度検出機能を具えたアナログデジタル変換回路１はさらに、補償回路４２と４４を包含する。補償回路４２はインピーダンス素子２０２に接続され、並びに校正回路４０に対応し、インピーダンス素子２０２の抵抗値を補償し、補償回路４４はインピーダンス素子３０に接続され、並びに校正回路４０と補償回路４２に対応してインピーダンス素子３０の抵抗値を補償する。すなわち、校正回路４０中のこれら切換えスイッチ４０２は、余分の抵抗値を提供して検出温度の正確度に影響を与え得るため、第４実施例の補償回路４２と４４は、それぞれインピーダンス素子２０２とインピーダンス素子３０の抵抗値を補償し、校正回路４０中のこれら切換えスイッチ４０２が発生する余分の抵抗値を補償して、これにより検出温度の正確度を増加する。

【0030】

図６を併せて参照されたい。それは本発明のある実施例の補償回路の回路図である。図示されるように、本実施例の補償回路４２は、複数のデコードスイッチ４２００〜４２０７、複数のエンコードスイッチ４２２０〜４２２８、一つのデコードユニット４２４、一つのエンコードユニット４２６を包含する。デコードスイッチ４２００〜４２０７はインピーダンス素子２０２に接続され、並びに校正回路４０により導通又は切断される。これらデコードスイッチ４２００〜４２０７の最後のステージのデコードスイッチ４２０７は、補償回路４２の出力端ＯＵＴに接続され、これらエンコードスイッチ４２２０〜４２２８の第１端は、いずれも補償回路４２の入力端ＩＮに接続され、これらエンコードスイッチ４２２０〜４２２８の第２端は、それぞれこれらデコードスイッチ４２００〜４２０７に接続され、これによりこれらデコードスイッチ４２００〜４２０７がそれぞれこれらエンコードスイッチ４２２０〜４２２８の第２端の間に配置され、デコードユニット４２４は制御信号ｃｔｒｌを受け取り、並びに制御信号ｃｔｒｌに基づきデコード信号を発生し、且つデコード信号を、これらデコードスイッチ４２００〜４２０７に伝送し、これらデコードスイッチ４２００〜４２０７の導通或いは切断を制御する。エンコードユニット４２６はこれらエンコードスイッチ４２２０〜４２２８に接続され、エンコードユニット４２６は制御信号ｃｔｒｌを受け取り、並びに制御信号ｃｔｒｌに基づきエンコード信号を発生し、且つエンコード信号をこれらエンコードスイッチ４２２０〜４２２８に伝送し、これらエンコードスイッチ４２２０〜４２２８の導通或いは切断を制御する。

【0031】

以上に基づき、デコードユニット４２４とエンコードユニット４２６は、制御信号ｃｔｒｌによりいくつのデコードスイッチ４２２を導通させて、校正回路４０中のこれら切換えスイッチ４０２の抵抗値に対応し補償するかを知ることができる。たとえば、制御信号が０１０００００１であるとき、すなわち、校正回路４０中に導通している二つの切換えスイッチ４０２があり、ゆえに、補償回路４２のデコードユニット４２４はデコード信号００００００１１を発生し、出力端ＯＵＴ前面の二つのデコードスイッチ４２００〜４２０１を導通させ、同時に、エンコードユニット４２６が発生するエンコード信号は、０００００１００とされ、並びにこのエンコード信号を、これらエンコードスイッチ４２２の制御端に伝送し、エンコードスイッチ４２２２を導通させ、電流を入力端ＩＮ、エンコードスイッチ４２２２とデコードスイッチ４２０１、４２００を介して出力端ＯＵＴに至らせる。ゆえに、補償回路４２は、デコードスイッチ４２０１、４２００を導通させることにより、校正回路中の導通する二つの切換えスイッチ４０２の抵抗値を補償する。

【0032】

このほか、これらエンコードスイッチ４２２０〜４２２８は、これらデコードスイッチ４２００〜４２０７中のいくつのデコードスイッチが導通しようと、これらエンコードスイッチ４２２０〜４２２８のうち、一つのエンコードスイッチは導通し得て、たとえば、デコードユニット４２４が発生したデコード信号が００００００００の時（すなわち、これらデコードスイッチ４２００〜４２０７がいずれも切断の状態とされる）、すなわちエンコードユニット４２６の発生するエンコード信号は００００００００１とされて、エンコードスイッチ４２２０を導通するよう制御し、これにより、電流は、入力端ＩＮよりエンコードスイッチ４２２０をとおり出力端ＯＵＴに至る。デコードユニット４２４の発生するデコード信号が、１１１１１１１１のとき（すなわち、これらデコードスイッチ４２００〜４２０７がいずれも導通した状態のとき）、すなわち、エンコードユニット４２６の発生するエンコード信号は、１００００００００とされ、エンコードスイッチ４２２８を制御し、電流を、エンコードスイッチ４２２８とこれらデコードスイッチ４２０７〜４２００を通し出力端ＯＵＴに至らせる。ゆえに、これらデコードスイッチ４２００〜４２０７のいくつのスイッチが導通するかに関わらず、これらエンコードスイッチ４２２０〜４２２８は、補償回路４２が導通させるスイッチが校正回路４０が導通するスイッチより永遠に一つ多いため、誤差を発生する問題に対して、本発明は校正回路４０中に一つの永久に導通するスイッチを設置することにより、上述の問題を解決する。

【0033】

同様に、図７も併せて参照されたい。それは本発明のある実施例の別の補償回路の回路図である。図示されるように、本実施例の補償回路４４は、デコードユニット４４４、エンコードユニット４４６、複数のデコードスイッチ４４００〜４４０７、及び複数のエンコードスイッチ４４２０〜４４２８を包含する。本実施例の補償回路４４の包含するデコードユニット４４４、エンコードユニット４４６、これらデコードスイッチ４４００〜４４０７及びこれらエンコードスイッチ４４２０〜４４２８の回路素子はいずれも図６の補償回路４２と同じであり、並びに本実施例の補償回路４４の動作原理は図６の補償回路４２と同じであるため、これ以上詳しく説明しない。

【0034】

図８を併せて参照されたい。それは本発明の第５実施例の温度検出機能を具えたアナログデジタル変換回路の回路図である。図示されるように、本実施例の温度検出機能を具えたアナログデジタル変換回路１はさらにインピーダンス素子２１２、演算増幅ユニット２１４、インピーダンス素子２１６及びコンデンサ２１８を包含する。インピーダンス素子２１２は第１演算増幅ユニット２００の出力端に接続され、演算増幅ユニット２１４は逆相入力端、出力端及び正相入力端を具え、演算増幅ユニット２１４の逆相入力端と正相入力端はそれぞれインピーダンス素子２１２とコモン電圧Ｖ_cmに接続される。インピーダンス素子２１６は第１端と第２端を具え、インピーダンス素子２１６の第１端は演算増幅ユニット２１４の逆相入力端とインピーダンス素子２１２に接続され、インピーダンス素子２１６の第２端は参考電圧Ｖ_ref5或いは参考電圧Ｖ_ref6を受け取る。そのうち、参考電圧Ｖ_ref5は参考電圧Ｖ_ref1及び参考電圧Ｖ_ref2と実質的に同じ電圧Ｖ_refを採用でき、参考電圧Ｖ_ref6は零電圧とされ得る。図１について述べたように、クロック発生回路２１０が発生するクロック信号により、インピーダンス素子２１６を制御して参考電圧Ｖ_ref5或いは参考電圧Ｖ_ref6を受け取らせる。コンデンサ２１８は第１端と第２端を具え、コンデンサ２１８の第１端は演算増幅ユニット２１４の逆相入力端、インピーダンス素子２１２及びインピーダンス素子２１６に接続され、コンデンサ２１８の第２端は、演算増幅ユニット２１４の出力端に接続される。以上に基づき、本実施例のアナログデジタル変換ユニット２０は一つの２ステップの連続時間三角積分変調器とされ、それはアナログデジタル変換の機能をアップしている。

【0035】

図９を参照されたい。それは本発明のある実施例の温度検出機能を具えたアナログデジタル変換回路を電子装置に応用した回路図である。図示されるように、本実施例の上述の実施例と異なるところは、本実施例の温度検出機能を具えたアナログデジタル変換回路は、任意の、温度情報を知る必要がある電子装置に応用できることである。本実施例の電子装置５は、インピーダンス素子１０、アナログデジタル変換ユニット２０と処理回路５０を包含する。インピーダンス素子１０は参考電圧Ｖ_ref1を受け取り、並びに温度に基づき電流Ｉ₁（ｔ）を発生し、アナログデジタル変換ユニット２０はインピーダンス素子１０に接続され、並びに入力電流Ｉ₁（ｔ）に基づきデジタル出力信号を発生し、処理回路５０はアナログデジタル変換ユニット２０に接続され、並びにデジタル出力信号に基づき処理信号を発生して処理信号を出力して後続回路の使用に供する。そのうち、処理回路５０はガスセンサ、光センサ、圧力センサ或いは重力センサとされる。

【0036】

さらに述べると、図８と図９に示されるように、その他の実施例において、インピーダンス素子２１２と２１６は、抵抗、コンデンサ、或いはインダクタ中のいずれか或いはその組合せにより構成され得る。たとえば、インピーダンス素子２１２とインピーダンス素子２１６は、それぞれコンデンサとインダクタで構成されるか、或いはインピーダンス素子２１２がコンデンサと抵抗を並列接続して構成されて、インピーダンス素子２１６がコンデンサとインダクタが直列接続されて構成される。

【0037】

図１０は本発明の第５実施例の温度検出機能を具えたアナログデジタル変換ユニットの回路図である。本実施例の温度検出機能を具えたアナログデジタル変換回路６と第２実施例との違いは、本実施例の温度検出機能を具えたアナログデジタル変換回路６は電流源６０を包含することにある。電流源６０は温度に基づき電流Ｉ₁（ｔ）を発生し、電流源６０の電流Ｉ₁（ｔ）はアナログデジタル変換ユニット７０に流入し、アナログデジタル変換ユニット７０に、電流Ｉ₁（ｔ）に基づきデジタル出力信号を発生させる。

【0038】

さらに、本実施例のアナログデジタル変換ユニット７０は演算増幅ユニット７００、電流源７０２、コンデンサ７０４、量子化回路７０６、処理回路７０８及びクロック発生回路７１０を包含する。演算増幅ユニット７００は逆相入力端、出力端及び正相入力端を具え、演算増幅ユニット７００の逆相入力端と正相入力端はそれぞれ電流源６０とコモン電圧Ｖ_cmに接続される。電流源７０２の第１端は演算増幅ユニット７００の逆相入力端に接続され、電流源７０２の第２端は参考電圧Ｖ_ref2或いは参考電圧Ｖ_ref3を受け取る。そのうち、参考電圧Ｖ_ref3は零電圧とされ得て、参考電圧Ｖ_ref1と参考電圧Ｖ_ref2は実質的に等しくされ得る。電流源７０２は電流Ｉ₂（ｔ）を発生し、並びに電流Ｉ₂（ｔ）は演算増幅ユニット７００に流入する。コンデンサ７０４は第１端と第２端を具え、コンデンサ７０４の第１端と第２端はそれぞれ演算増幅ユニット７００の逆相入力端と出力端に接続される。こうして、本実施例のアナログデジタル変換ユニット７０は電流源６０の発生する電流Ｉ₁（ｔ）と電流Ｉ₂（ｔ）により、デジタル出力信号を発生する。そのうち、本実施例のアナログデジタル変換ユニット７０がどのようにデジタル出力信号を発生するかの原理は、第２実施例で記載したものと同じであるため、ここでは詳しく説明しない。

【0039】

このほか、本実施例のアナログデジタル変換ユニット７０は、さらに電流源８０を包含する。電流源８０は第１端と第２端を具え、電流源８０の第１端は演算増幅ユニット７００の逆相入力端に接続され、電流源８０の第２端は参考端に接続されて、参考電圧Ｖ_ref4を受け取り、電流源８０は参考電流Ｉ₃（ｔ）を発生する。そのうち、電流源６０は正の温度係数を有し、電流源８０は負の温度係数を有するか、或いは電流源６０は負の温度係数を有し、電流源８０は正の温度係数を有する。本実施例では、電流源６０が発生する電流Ｉ₁（ｔ）はアナログデジタル変換ユニット７０に流入し、電流源８０が発生する電流Ｉ₃（ｔ）はアナログデジタル変換ユニット７０より流出し、アナログデジタル変換ユニット７０がどのように電流Ｉ₁（ｔ）と電流Ｉ₃（ｔ）に基づいてデジタル出力信号を発生するかの原理は、第２実施例で記述したものと同じであるため、ここでは詳しく説明しない。

【0040】

総合すると、本発明の温度検出機能を具えたアナログデジタル変換回路及びその電子装置は、第１インピーダンス素子が参考電圧を受け取ることで、並びに温度に基づいて入力電流を発生し、アナログデジタル変換ユニットが第１インピーダンス素子に接続され、並びに入力電流に基づきデジタル出力信号を発生し、これにより、回路面積を減らし、パワー消耗を減らし、さらには製造コストを削減する。

【0041】

本発明は新規性、進歩性、及び産業上の利用価値を有し、特許の要件を満たしていることに疑いはなく、ここに特許出願を行う次第です。

【0042】

ただし、以上述べたことは、本発明の実施例にすぎず、本発明の実施の範囲を限定するものではなく、本発明の特許請求の範囲に基づきなし得る同等の変化と修飾は、いずれも本発明の権利のカバーする範囲内に属するものとする。

【符号の説明】

【0043】

１、６ 温度検出機能を具えたアナログデジタル変換回路
１０、２０２、３０、２１２、２１６ インピーダンス素子
２００、２１４、７００ 演算増幅ユニット
２０４、２１８、７０４ コンデンサ
２０６、７０６ 量子化回路
２０８、７０８ 処理ユニット
２１０、７１０ クロック発生回路
２０、７０ アナログデジタル変換ユニット
４０ 校正回路
４００ 校正素子
４０２ 切換えスイッチ
４２、４４ 補償回路
４２４、４４４ デコードユニット
４２６、４４６ エンコードユニット
４２００〜４２０７、４４００〜４４０７ デコードスイッチ
４２２０〜４２２８、４４２０〜４４２８ エンコードスイッチ
５ 電子装置
５０ 処理回路
６０、７０２、８０ 電流源

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】