(57)【要約】  サンプリング装置は、サンプリングコンデンサ（Ｃｅｃｈ）の端子によって形成された、サンプリングされる電圧（Ｖｉｎ）を受け取る第１の入力を備える。増幅器（４）は、サンプリングコンデンサ（Ｃｅｃｈ）の別の端子に接続された第１の入力と、基準電圧（Ｖｒｅｆ）に接続された第２の入力とを有する。増幅器（４）には、  第１の期間にわたって第１の条件で低減電流（ｉｒｅｐ）を提供し、増幅器（４）に供給し、  第２の期間にわたって第２の条件で定格電流（ｉｎｏｍ）であって、低減電流（ｉｒｅｐ）が定格電流（ｉｎｏｍ）よりも低い定格電流（ｉｎｏｍ）を提供し、増幅器（４）に供給する  ように構成された電力供給源（５）が供給される。  第１の期間にわたって、増幅器（４）の第１の入力と第２の入力とは短絡される。
2021533705.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
サンプリング装置であって、
サンプリングされる信号を受信するように設計された前記サンプリング装置の第１の入力を形成する第１の端子と、第２の端子とを有するサンプリングコンデンサ（Ｃｅｃｈ）と、
基準に対して前記サンプリングコンデンサ（Ｃｅｃｈ）の前記端子の電圧をサンプリングするために前記サンプリングコンデンサ（Ｃｅｃｈ）の前記第２の端子に接続された第１の入力端子と、基準電圧（Ｖｒｅｆ）の供給源（６）に接続された第２の入力端子とを有する増幅器（４）と、
前記増幅器（４）に供給する電流源（５、５ａ、５ｂ）であって、
第１の期間にわたって第１の動作条件で低減電流（ｉｒｅｐ）を提供し、前記増幅器（４）に供給するか、または前記第１の期間にわたって前記増幅器（４）に供給せず、
前記第１の期間の後に続く第２の期間にわたって第２の動作条件で、定格電流（ｉｎｏｍ）であって、前記低減電流（ｉｒｅｐ）の値が前記定格電流（ｉｎｏｍ）の値よりも低く、場合によってはゼロでさえある定格電流（ｉｎｏｍ）を提供し、前記増幅器（４）に供給する
ように構成された電流源（５、５ａ、５ｂ）と
を備えるサンプリング装置において、前記第１の期間にわたって、スイッチ（７）が、前記第１の入力端子と前記増幅器（４）の前記第２の入力端子とを短絡し、前記基準電圧（Ｖｒｅｆ）の前記供給源（６）が、前記サンプリングコンデンサ（Ｃｅｃｈ）の前記第２の端子に充電する電流を印加すること、および前記第２の期間にわたって、前記スイッチ（７）が遮断状態にあることを特徴とするサンプリング装置。
【請求項２】
前記電流源（５）が、
前記第１の動作条件で前記低減電流（ｉｒｅｐ）を提供し、前記増幅器（４）に供給するように構成された第１の電源（５ａ）であって、その場合、前記増幅器（４）に前記第１の電源（５ａ）のみが供給される第１の電源（５ａ）と、
前記第２の動作条件で前記定格電流（ｉｎｏｍ）を提供し、前記増幅器（４）に供給するように構成された第２の電源（５ｂ）であって、その場合、前記増幅器（４）に前記第２の供給源電源（５ｂ）のみが供給される第２の電源（５ｂ）と
によって形成されることを特徴とする、請求項１に記載のサンプリング装置。
【請求項３】
前記電流源（５）が、
前記第１の動作条件で前記低減電流（ｉｒｅｐ）を提供し、前記増幅器（４）に供給するように構成された第１の電源（５ａ）であって、その場合、前記増幅器（４）に前記第１の電源（５ａ）のみが供給される第１の電源（５ａ）と、
前記第２の動作条件で前記定格電流（ｉｎｏｍ）を提供し、前記増幅器（４）に供給するように構成された第２の電源（５ｂ）であって、その場合、前記増幅器（４）に前記第２の電源（５ｂ）および前記第１の電源（５ａ）が供給される第２の電源（５ｂ）と
によって形成されることを特徴とする、請求項１に記載のサンプリング装置。
【請求項４】
前記第１の電源（５ａ）が、前記第２の電源（５ｂ）によって提供される前記定格電流（ｉｎｏｍ）の半分未満を表す低減電流（ｉｒｅｐ）を提供するように構成されることを特徴とする、請求項２から３のいずれか一項に記載のサンプリング装置。
【請求項５】
前記電流源（５）が、前記第１の期間の少なくとも一部にわたって前記増幅器（４）に供給しないように構成され、その場合、前記電流源（５）が、遮断状態の前記スイッチ（７）によって前記増幅器（４）から切り離されることを特徴とする、請求項１に記載のサンプリング装置。
【請求項６】
前記電流源（５）が、前記第２の期間の時間に少なくとも等しい時間を有する第１の期間を有するように構成されることを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載のサンプリング装置。
【請求項７】
前記電流源（５）が、前記第２の期間の時間の２倍に少なくとも等しい時間を有する第１の期間を有するように構成されることを特徴とする、請求項６に記載のサンプリング装置。
【請求項８】
アナログ−デジタル変換器（３）であって、
請求項１から７のいずれか一項に記載のサンプリング装置であって、サンプリングされる前記電圧（Ｖｉｎ）を受け取るように設計されたその第１の入力が、前記サンプリングコンデンサ（Ｃｅｃｈ）の前記第１の端子によって形成されているサンプリング装置
を備えるアナログ−デジタル変換器（３）。
【請求項９】
電圧のサンプリング方法であって、
サンプリングコンデンサ（Ｃｅｃｈ）の第１の端子に、サンプリングされる電圧（Ｖｉｎ）を提供する工程であって、前記サンプリングコンデンサ（Ｃｅｃｈ）が、増幅器（４）の第１の入力端子に接続された第２の端子を有し、前記増幅器（４）が、基準電圧（Ｖｒｅｆ）を受け取る第２の入力端子を有する工程と、
サンプリングステップ中に前記サンプリングされる電圧（Ｖｉｎ）をサンプリングする工程と
を含み、前記サンプリングステップが、
前記増幅器（４）が第１の動作条件で動作するように前記増幅器（４）に低減電流（ｉｒｅｐ）が供給される第１のサンプリング期間と、
前記増幅器が第２の動作条件で動作するように前記増幅器（４）に定格電流（ｉｎｏｍ）が供給される第２のサンプリング期間であって、前記低減電流（ｉｒｅｐ）の値が、前記定格電流（ｉｎｏｍ）の値よりも低い第２のサンプリング期間と
を連続的に含むサンプリング方法において、前記第１のサンプリング期間にわたって、基準電圧（Ｖｒｅｆ）の供給源（６）が、前記サンプリングコンデンサ（４）を充電する電流を印加するように、前記増幅器（４）の前記第１の入力端子と前記第２の入力端子とが、スイッチ（７）によって短絡されること、および前記第２のサンプリング期間にわたって、前記サンプリングコンデンサ（Ｃｅｃｈ）が前記増幅器（４）の前記第１の入力端子から電流を受け取るように前記スイッチ（７）が遮断状態にあることを特徴とするサンプリング方法。
【請求項１０】
前記第１のサンプリング期間中は、前記増幅器（４）に第１の電流源（５ａ）のみが供給され、前記第２のサンプリング期間中は、前記増幅器（４）に第２の電流源（５ｂ）のみが供給される、請求項９に記載のサンプリング方法。
【請求項１１】
前記第１のサンプリング期間中は、前記増幅器（４）に第１の電流源（５ａ）のみが供給され、前記第２のサンプリング期間中は、前記増幅器（４）に第２の電流源（５ｂ）および前記第１の電流源（５ａ）が供給される、請求項９に記載のサンプリング方法。
【請求項１２】
前記第１のサンプリング期間の少なくとも一部にわたって前記増幅器（４）は供給されない、請求項９に記載のサンプリング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サンプリング装置、１つのこのようなサンプリング装置を備えるアナログ−デジタル変換器、およびサンプリング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
多くの活動において、状況が、光検出器を備える検出装置によって観測される。光検出器は、光信号を受信し、それを観測された状況を表す電気信号に変換する。
【０００３】
図１に示されている従来の実施形態では、光検出器１は、例えば、観測された状況の明るさを表す電流を生成するフォトダイオードである。光検出器によって放出された電流は、読み出し回路２によって、調べられている状況を表す電圧Ｖｉｎに変換される。アナログ電圧Ｖｉｎは、アナログ−デジタル変換器３によってデジタル信号に変換される。アナログ電圧のデジタル信号への変換を実行するために、電圧Ｖｉｎは、コンデンサＣｅｃｈおよび増幅器４を備えるサンプリング装置によってサンプリングされる。
【０００４】
増幅器４は、一定の堅牢性（ｒｕｇｇｅｄｎｅｓｓ）をサンプリング装置に与えるために最悪の動作条件で動作可能なように構成された能動素子である。したがって、増幅器４は、コンデンサＣｅｃｈの端子の一方に印加されるさまざまな電圧を妥当な時間内にサンプリングできることを保証するように設計される。増幅器４には、定格電流ｉｎｏｍを提供する電源５が供給される。
【０００５】
しかしながら、検出装置の動作時間の大部分を占める標準的な動作条件では、コンデンサＣｅｃｈの端子における電圧変動は、最悪の場合に対応しておらず、その結果、アナログ−デジタル変換器３の内部に配置されたサンプリング装置の消費は慢性的に過剰になっている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の１つの目的は、同等の性能を有する従来技術のサンプリング装置よりも消費が少ないサンプリング装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この結果は、
サンプリングされる信号を受信するように設計された、サンプリング装置の第１の入力を形成する第１の端子と、第２の端子とを有するサンプリングコンデンサと、
基準に対してサンプリングコンデンサの端子の電圧をサンプリングするためにサンプリングコンデンサの第２の端子に接続された第１の入力端子と、基準電圧源に接続された第２の入力端子とを有する増幅器と
を備えるサンプリング装置によって実現されやすい。
【０００８】
サンプリング装置は、
第１の期間にわたって第１の動作条件で低減電流を提供し、増幅器に供給するか、または第１の期間にわたって増幅器に供給せず、
第１の期間の後に続く第２の期間にわたって第２の動作条件で、定格電流であって、低減電流の値が定格電流の値よりも低く、場合によってはゼロでさえある定格電流を提供し、増幅器に供給する
ように構成された電流源が増幅器に供給される点で注目に値する。
【０００９】
サンプリング装置はまた、第１の期間にわたってサンプリングコンデンサの第２の端子が基準電圧源に電気的に接続される点で注目に値する。
【００１０】
一開発では、電流源は、
第１の動作条件で低減電流を提供し、増幅器に供給するように構成された第１の電源であって、その場合、増幅器に第１の電源のみが供給される第１の電源と、
第２の動作条件で定格電流を提供し、増幅器に供給するように構成された第２の電源であって、その場合、増幅器に第２の電源のみが供給される第２の電源と
によって形成される。
【００１１】
第１の動作条件で低減電流を提供し、増幅器に供給するように構成された第１の電源であって、その場合、増幅器に第１の電源のみが供給される第１の電源と、
第２の動作条件で定格電流を提供し、増幅器に供給するように構成された第２の電源であって、その場合、増幅器に第２の電源および第１の電源が供給される第２の電源と
によって形成される電流源を実現することも好適である。
【００１２】
特定の場合には、第１の電源は、第２の電源によって提供される定格電流の半分未満を表す低減電流を提供するように構成される。
【００１３】
別の特定の場合には、電流源は、第１の期間の少なくとも一部にわたって増幅器に供給しないように構成され、その場合、電流源は、オフ状態のスイッチによって増幅器から切り離される。
【００１４】
好適な態様では、電流源は、第２の期間の時間に少なくとも等しい時間を有する第１の期間を有するように構成される。
【００１５】
より的確な実施形態では、電流源は、第２の期間の時間の２倍に少なくとも等しい時間を有する第１の期間を有するように構成される。
【００１６】
アナログ−デジタル変換器であって、前述の実施形態の１つによるサンプリング装置であって、サンプリングされる電圧を受け取るように設計されたその第１の入力が、サンプリングコンデンサの第１の端子によって形成されているサンプリング装置を備えるアナログ−デジタル変換器を提供することがさらに可能である。
【００１７】
本発明のさらなる目的は、電気的性能および時間関連の性能を損なうことなく電力消費の低減を達成することを可能にする、実施が簡単なサンプリング方法を提供することである。
【００１８】
サンプリング方法は、
サンプリングコンデンサの第１の端子に、サンプリングされる電圧を提供する工程であって、サンプリングコンデンサが、増幅器の第１の入力端子に接続された第２の端子を有し、増幅器が、基準電圧を受け取る第２の入力端子を有する工程と、
サンプリングステップ中に、サンプリングされる電圧をサンプリングする工程と
を含む。
【００１９】
サンプリング方法は、サンプリングステップが、
増幅器が第１の動作条件で動作するように増幅器に低減電流が供給される第１のサンプリング期間と、
増幅器が第２の動作条件で動作するように増幅器に定格電流が供給される第２のサンプリング期間であって、低減電流の値が、定格電流の値よりも低い第２のサンプリング期間と
を連続的に含む点、および
第１のサンプリング期間中、サンプリングコンデンサの第２の端子が基準電圧を受け取る点で注目に値する。
【００２０】
特定の実施形態では、第１のサンプリング期間中は、増幅器に第１の電流源のみが供給され、第２のサンプリング期間中は、増幅器に第２の電流源のみが供給される。
【００２１】
別の特定の実施形態では、第１のサンプリング期間中は、増幅器に第１の電流源のみが供給され、第２のサンプリング期間中は、増幅器に第２の電流源および第１の電流源が供給される。
【００２２】
好適には、第１のサンプリング期間の少なくとも一部にわたって増幅器に電力が供給されない。
【００２３】
他の利点および特徴は、非限定的な例を挙げるためにのみ与えられ、添付の図面に表されている本発明の特定の実施形態の以下の説明からより明確に明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】従来技術の検出回路を概略的に表している。
【図２】検出回路の第１の実施形態を概略的に表している。
【図３】検出回路の第２の実施形態を概略的に表している。
【図４】検出回路の実施形態による第１のサンプリング期間を概略的に表している。
【図５】検出回路の異なる実施形態による第１のサンプリング期間を概略的に表している。
【図６】検出回路の実施形態による第２のサンプリング期間を概略的に表している。
【図７】検出回路の異なる実施形態による第２のサンプリング期間を概略的に表している。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
図２は、電磁放射検出回路に組み込まれるサンプリング回路の第１の実施形態を示している。例を挙げると、サンプリング回路は、例えば、アナログ−デジタル変換器３の最初の段を、またはより一般的な態様では、読み出しラインの入力点を形成する。アナログ−デジタル変換器では、サンプリング回路はどの段でも使用され得る。
【００２６】
検出回路は、優先的にはフォトダイオードである光検出器１を備える。光検出器１は、観測された状況を表す電流、すなわち、観測された状況を表す電流信号である第１の信号を生成する。光検出器１は、観測信号の強度に応じて電荷担体を生成する。光検出器１は、可視範囲または赤外線範囲の電磁放射を検出するように構成され得る。
【００２７】
検出回路は、光検出器１によって放出された電流を観測された状況を表す電圧に変換するように構成された読み出し回路２も備える。読み出し回路２は、その出力端子で、サンプリングされる電圧信号を提供する。
【００２８】
サンプリング回路は、信号Ｖｉｎ、ここでは読み出し回路２によって提供される電圧を蓄積し、サンプリングするように構成される。サンプリング回路は、第１の端子で、サンプリングされる電圧信号を受信する。電圧信号Ｖｉｎは、例えば、アナログ−デジタル変換器３の入力端子に印加される。
【００２９】
サンプリング装置は、増幅器４およびサンプリングコンデンサＣｅｃｈを備える。サンプリングコンデンサＣｅｃｈは、サンプリング装置の入力端子を形成する、すなわち、それは、サンプリングされる電圧Ｖｉｎを受け取る。
【００３０】
図２、図３、図４、図５、図６、および図７に示されている実施形態では、サンプリングコンデンサＣｅｃｈの第１の電機子が、読み出し回路２の出力端子に接続されている。図示の実施形態では、サンプリングコンデンサＣｅｃｈと読み出し回路２との間の接続は直接接続である。しかしながら、間接接続を設けることも可能である。
【００３１】
サンプリングコンデンサＣｅｃｈの第２の端子は、増幅器４の第１の入力に電気的に接続されている。特に好適な実施形態では、増幅器４は、フォロワモードで接続される、すなわち、第１の入力は、増幅器４の出力端子と電気的に接続される。出力端子は、増幅器４の出力電圧Ｖｏｕｔを提供する。好適な態様では、増幅器４の出力端子は、サンプリング装置の出力端子を形成する。
【００３２】
増幅器４は、基準電圧Ｖｒｅｆを提供する電圧源６に接続された第２の入力端子も有する。このようにして、第２の入力端子は基準電圧Ｖｒｅｆを受け取る。しかしながら、増幅器４は完全でないため、第１の入力は、コンデンサＣｅｃｈの電機子に電圧Ｖｒｅｆを印加せず、電圧Ｖｒｅｆ＋εを印加する。この電圧差は、許容可能な変換品質を維持する目的でこれを除去するために、その後の計算ステップで考慮に入れる必要がある。例えば、コンデンサＣｅｃｈの電機子に蓄積された電圧Ｖｉｎは、乗算、加算、もしくは減算または増幅器の出力端子への転送に使用される。したがって、入力端子に供給される電圧に最も近い電圧、すなわち電圧Ｖｉｎを使用する必要がある。
【００３３】
増幅器４は、能動電子素子であり、増幅器４には、供給電流を提供する電源５が供給される。
【００３４】
本発明者らは、サンプリングフェーズの全体を通して、すなわち、コンデンサＣｅｃｈの第１の電機子が電圧Ｖｉｎによって充電している間、増幅器４の消費は比較的高くなり得るが、増幅器４は、その出力端子で、サンプリング装置の出力端子に接続された処理回路（図示せず）を対象とした関連データを提供しないことを観察した。
【００３５】
この消費を低減するために、本発明者らは、電圧Ｖｉｎのサンプリング期間中、増幅器４によって消費される電力が、同等のサンプリング品質を有する、すなわち、一定のサンプリング周期および一定のサンプリング精度を有する従来技術の装置よりも少なくなるように、増幅器４の電力供給条件を時間的に調節することを提案する。
【００３６】
サンプリング期間中に少なくとも２つの異なる動作条件で連続的に増幅器４を動作させるために少なくとも２つの異なる電流を増幅器４に提供するように構成された電源５が供給される増幅器４を実現することは好適である。
【００３７】
図３、図４、図５、図６、図７、および図８に示されているように、増幅器４の電力供給におけるこの差は、電源５内の少なくとも２つの異なる電流源を使用して実現され得る。
【００３８】
図４に示されている第１のサンプリング期間中、電源５は、増幅器４が第１の動作条件にあるように低減電流ｉｒｅｐを提供し、増幅器４に供給する。
【００３９】
図６および図７に示されている、第１のサンプリング期間の後に続く第２のサンプリング期間には、電源５は、増幅器４が第２の動作条件にあるように定格電流ｉｎｏｍを提供し、増幅器４に供給するように構成される。低減電流ｉｒｅｐの値は、定格電流ｉｎｏｍの値よりも低い。第２の動作条件では、増幅器４の第１の入力端子は、第１の動作条件よりも高い最大電流を提供し得る。
【００４０】
第１のサンプリング期間中、サンプリングコンデンサＣｅｃｈの第２の端子は、基準電圧Ｖｒｅｆの供給源６に電気的に接続される。このようにして、電圧Ｖｒｅｆは、電圧Ｖｒｅｆを基準として電圧Ｖｉｎを蓄積し得るサンプリングコンデンサＣｅｃｈの第２の電機子に印加される。一実施形態では、電圧Ｖｒｅｆは、増幅器４の２つの入力を短絡することによって増幅器４の第１の入力に印加される。この構成は、コンパクトであるため特に好適である。この短絡は、図４および図５に示されているようにスイッチ７によって実現され得る。短絡は、簡単な態様で電圧Ｖｒｅｆを第２の電機子に印加することを可能にする。あるいは、コンデンサＣｅｃｈの第２の電機子は、増幅器４の第１の入力から切断される。増幅器４の２つの入力端子間の短絡を使用することによって、増幅器の消費を大幅に低減し、電圧源６を利用してサンプリングコンデンサＣｅｃｈを充電することが可能である。
【００４１】
第１のサンプリング期間中、電圧Ｖｒｅｆは、増幅器４の第１の入力によってではなく、基準電圧Ｖｒｅｆの供給源６によって印加される。コンデンサは、基準電圧Ｖｒｅｆの供給源６によって提供される電流によって充電される。したがって、サンプリングコンデンサＣｅｃｈに存在するデータの品質に問題を生じさせることなく、増幅器４に提供される電力供給を低減することが可能である。サンプリングコンデンサＣｅｃｈの第２の電機子に印加される電圧が増幅器４によって与えられた場合、増幅器４に定格電流ｉｎｏｍが供給されなくなり、増幅器４は電圧Ｖｉｎを常にサンプリングできるとは限らないため、大きな分極差が生じ得る。増幅器４に供給される電流が弱いため、増幅器は、第１の期間および第２の期間中にサンプリングコンデンサＣｅｃｈを必要なレベルまで充電することができない。
【００４２】
図３および図５に示されている実施形態では、第１のサンプリング期間にわたって、または第１の期間の一部に少なくともわたって増幅器４に供給されないことを実現することも可能である。低減電流ｉｒｅｐはゼロ電流であり得、電流源５ａは存在しなくてもよい。しかしながら、本発明者らは、増幅器４の端子に電力供給がないと、増幅器４に再び電源を投入するときにランダムな現象が生じ得ることを観察した。したがって、サンプリング期間が長い場合、上記の実施形態を使用することが好適であると思われる。増幅器４に電力を供給せずに第１のサンプリングフェーズが実行される場合、第２のサンプリングフェーズはより長くなり得、このため、増幅器は、第２のサンプリング期間の最後に定常動作領域に到達する。図３は、第１のサンプリング期間の一部にわたって増幅器４に供給しないことを可能にする実施形態を表す。増幅器４には、第１の期間の他の部分にわたって静止電流ｉｒｅｐが供給される（図４）。図５は、第１のサンプリング期間の全体にわたって増幅器４に供給しないことを可能にする実施形態を表す。
【００４３】
このような構成では、増幅器４の第１の入力とサンプリングコンデンサＣｅｃｈの第２の端子とを直接接続することが特に好適である。
【００４４】
図６および図７に示されている第２のサンプリング期間中、基準電圧Ｖｒｅｆの供給源は、サンプリングコンデンサＣｅｃｈの第２の電機子に直接接続されない。スイッチ７は、開状態または遮断状態である。
【００４５】
第２のサンプリング期間中に、サンプリングコンデンサＣｅｃｈは、その充電を完了して電圧Ｖｉｎを蓄積する。電圧Ｖｒｅｆ＋εが、増幅器４の第１の入力によってサンプリングコンデンサＣｅｃｈの第２の端子に印加される。基準電圧Ｖｒｅｆとの差は、コンデンサＣｅｃｈの第２の端子に存在し、これは、コンデンサの第１の電機子に蓄積された電圧をサンプリング回路の標準動作で容易に使用し得ることを意味する。この構成により、出力結果にεに等しい電圧差が導入されることが防止され、その結果、その後の処理ステップで追加のアルゴリズムを用いて信号を処理する必要がなくなる。
【００４６】
第２のサンプリング期間中、好適には、増幅器４に、低減電流ｉｒｅｐよりも高い定格電流ｉｎｏｍが供給され、その結果、電圧Ｖｒｅｆが電圧Ｖｒｅｆ＋εに増加することを可能にする電荷が迅速に提供される。したがって、短時間の第２のサンプリングフェーズを有することが可能である。
【００４７】
サンプリングコンデンサＣｅｃｈの第２の端子に基準電圧Ｖｒｅｆ＋εを印加するために増幅器４の第１の入力を使用することによって、増幅器の第１の入力と第２の入力との間に存在する電圧差（増幅器オフセットとも呼ばれる）が、サンプリングされる測定に導入され、その結果、次に増幅器が使用されるときに、増幅器に関連するエラーを除去することを可能にするためにこのエラーを記憶することによってデータの処理が容易になる。
【００４８】
図６および図７に示されている第２のサンプリング期間は、サンプリングされる電圧Ｖｉｎがその公称電力供給条件で増幅器４によって測定される、従来技術のようなサンプリング装置の動作を表す。このため、同等の電気配線図は、図１のそれに対応する。
【００４９】
図６に示されている実施形態では、電流源５ａおよび５ｂは、増幅器４に定格電流ｉｎｏｍが供給されるように増幅器４に同時に接続されている。図７に示されている実施形態では、電流源５ｂのみが、増幅器４に定格電流ｉｎｏｍが供給されるように増幅器４に接続されている。
【００５０】
増幅器４の２つの異なる電力供給条件を使用することによって、サンプリング装置が消費する電流は、サンプリング時間全体にわたって従来技術の装置よりも少なくなる。この構成は、従来技術の装置と同じサンプリング周波数を維持することを可能にする。第２のサンプリング期間は、好適には、コンデンサＣｅｃｈを弱く充電するために定格電流、すなわち、増幅器４の標準的でさらには最適な動作のための予定された供給電流を用いて実行される。
【００５１】
消費における可能な最大の利得を実現するために、低減電流ｉｒｅｐの値および／または総サンプリング時間に対する第２のサンプリング期間の時間を可能な限り低減することが好適である。好適な態様では、第１のサンプリング期間の時間は、総サンプリング時間の少なくとも１０％、好ましくは総サンプリング時間の少なくとも５０％に等しい。
【００５２】
本発明者らは、第１のサンプリング期間の時間が第２のサンプリング期間の時間と等しい場合に、性能の損失のない、電流消費における顕著な利得を観察した。また、第１のサンプリング期間が第２のサンプリング期間の時間よりも長い時間を表す場合、すなわち、第１のサンプリング期間が総サンプリング時間の半分超を表す場合に、非常に良好な結果が期待される。言い換えれば、電源５は、第２のサンプリング期間に少なくとも等しい時間を有する第１のサンプリング期間を有するように構成され得る。好適な態様では、電源５は、第２のサンプリング期間の時間の２倍に少なくとも等しい時間を有する第１のサンプリング期間を有するように構成される。この構成は、第１のサンプリング期間の時間が総サンプリング時間の８０％から９０％の間で構成される場合に良好な結果を得ることも可能にする。
【００５３】
好適な態様では、第２の期間は、増幅器４の第１の入力端子が電圧Ｖｒｅｆ＋εを提供することを保証するために第１のサンプリング期間の時間の１０％に少なくとも等しい。
【００５４】
低減電流ｉｒｅｐの値が定格電流ｉｎｏｍの値の８０％未満を表すことを実現することが好適である。優先的には、低減電流ｉｒｅｐの値は、定格電流ｉｎｏｍの値の５０％未満、さらにより優先的には３０％未満を表す。先に示したように、ゼロ電流に相当する低減電流を実現することも可能である。
【００５５】
異なる電力供給条件に対応する少なくとも２つの連続する基本期間に第１のサンプリング期間を分割することを実現することも可能である。
【００５６】
例えば、増幅器４の端子に供給電流がないことに対応する第１の基本期間と、定格電流ｉｎｏｍの３０％から５０％の間を表す低減電流ｉｒｅｐを有する電力供給に対応する第２の基本期間とを実現することが好適である。このようにして、第１の基本期間中の増幅器４の停止は、消費における最大の利得を実現することを可能にし、第２の基本期間は、測定アーチファクトを防止するために増幅器４の制御された電源投入を可能にする。第２の基本期間は、第１の基本期間の後に続く。
【００５７】
増幅器４の停止を達成するために、電源５をオフに切り替えることが可能であるが、増幅器４をオンにするのに必要な値よりも低い値を有する弱い電流を印加することも可能である。これらの２つの選択肢は、第１のサンプリング期間または第１のサンプリング期間の一部にわたって増幅器４を停止するために使用され得る。代替案としては、電流源５と増幅器４とを接続するスイッチ８ａ／８ｂをオフ状態に切り替えることによって増幅器４から電源５を切断することが可能である。
【００５８】
電源５は、好適には、低減電流ｉｒｅｐおよび定格電流ｉｎｏｍの２つの異なる電流を提供するように構成される。電源５は、異なる態様では、時間の経過とともに異なる電力供給条件を増幅器４に提供するように形成され得る。
【００５９】
図３および図４に示されている第１の構成では、電源５は、第１の出力端子で低減電流ｉｒｅｐを提供し、第２の出力端子で追加電流ｉｓｕｐｐを提供する。追加電流は、電源５が第１の出力端子および第２の出力端子から定格電流ｉｎｏｍを提供するように選択される（ｉｎｏｍ＝ｉｒｅｐ＋ｉｓｕｐｐ）。
【００６０】
これらの２つの出力端子は、定格電流ｉｎｏｍを形成する２つの相補的な電源を用いて、増幅器４に期待される２つの動作を分離することを可能にする。２つの電源は、２つの異なるスイッチ８ａおよび８ｂによって増幅器４の供給入力に接続される。第１のスイッチ８ａは、増幅器４と、低減電流ｉｒｅｐを提供する第１の電源５ａとを電気的に接続する。第２のスイッチ８ｂは、増幅器４と、追加電流ｉｓｕｐｐを提供する第２の電源５ｂとを電気的に接続する。
【００６１】
第１のサンプリング期間（図４）中、低減電流ｉｒｅｐを提供するために第１のスイッチ８ａがオンにされる。第２のサンプリング期間（図６）中、定格電流ｉｎｏｍを提供するために第１のスイッチ８ａおよび第２のスイッチ８ｂがオンにされる。
【００６２】
図４および図７に示されている第２の構成では、電源５は、第１の出力端子で低減電流ｉｒｅｐを提供し、第２の出力端子で定格電流ｉｎｏｍを提供する。これらの２つの出力端子は、必要な電流をそれぞれ提供する２つの特定の供給源５ａおよび５ｂを表す。２つの特定の供給源は、２つの異なるスイッチ８ａおよび８ｂによって増幅器４の供給入力に接続される。第１のスイッチ８ａは、増幅器４と、低減電流ｉｒｅｐを提供する第１の電源５ａとを電気的に接続する。第２のスイッチ８ｂは、増幅器４と、定格電流ｉｎｏｍを提供する第２の電源５ｂとを電気的に接続する。
【００６３】
第１のスイッチ８ａおよび第２のスイッチ８ｂの開閉を切り替えることによって、２つのスイッチ８ａおよび８ｂがサンプリング期間全体を通して常に相反する状態にある場合、低減電流ｉｒｅｐまたは定格電流ｉｎｏｍを増幅器４に供給することが可能である。増幅器４をオフにするために２つのスイッチ８ａおよび８ｂを同時にオフ状態することを実現することも可能である（図３）。
【００６４】
別の実施形態では、第１のサンプリングフェーズは、増幅器４に供給することなく実行される（図３）。コンデンサＣｅｃｈは、電圧Ｖｉｎと電圧Ｖｒｅｆとの間で充電される。第２のサンプリングフェーズ中、増幅器４には静止電流Ｉｒｅｐが供給される（図４）。本発明者らは、電圧Ｖｒｅｆと電圧Ｖｒｅｆ＋εとの間の電圧差が小さいとき、静止電流の使用が可能であり、これは、より少ない電流を提供する増幅器４を使用することを可能にすることを観察した。ただし、予防措置を講じる必要があり、第２のサンプリングフェーズの時間を増加させ得る。サンプリングステップに続く計算または転送ステップでは、増幅器４に定格電流ｉｎｏｍが供給される。
【００６５】
電圧Ｖｉｎをサンプリングするために、電圧Ｖｉｎが、サンプリングコンデンサＣｅｃｈの第１の端子に印加される。電圧は、所定のサンプリング時間中にサンプリングされる。サンプリング時間は、少なくとも２つのサンプリングフェーズに分けられる。第１のサンプリングフェーズ中、増幅器には、低減電流が供給されるか、または電流は供給されない。第２のサンプリングフェーズ中、増幅器には、第１のサンプリングフェーズ中に印加された電流よりも高い電流が供給される。電圧Ｖｉｎは変動する。サンプリング装置は、電圧Ｖｉｎの変動を監視するためにいくつかの連続するサンプリング期間を適用するように構成される。第２のサンプリングフェーズは、各サンプリング期間において第１のサンプリングフェーズの後に続く。好適な態様では、第１のサンプリングフェーズの時間は、複数のサンプリング期間にわたって一定である。複数の第２のサンプリングフェーズの場合も同様である。
【００６６】
図に示されているように、増幅器の第１の入力は、電気容量を示さない電気接続によって増幅器の出力に接続される。言い換えれば、入力と出力とを接続する電気接続は、容量性負荷を示さない。
【００６７】
サンプリング回路は、第１のサンプリング期間、第２のサンプリング期間、ならびに電圧計算および転送ステップを設定して異なるスイッチ７、８ａ、および８ｂならびに場合によっては他の構成要素を作動させる制御回路（図示せず）を有し得る。
【００６８】
光検出器１は、受信した電磁信号を電流に変換するように構成された任意の装置によって形成され得る。例を挙げると、光検出器１は、フォトダイオード、量子井戸装置、または多重量子井戸装置であり得る。さらに、ＣＭＯＳセンサを光検出器として使用することも可能である。
【００６９】
光検出器１は、シリコン、ＩＩ−ＶＩ材料、またはＩＩＩ−Ｖ材料から作られ得る。光検出器は、例えば、ＨｇＣｄＴｅ、ＩｎＳｂ、またはＩｎＧａＡｓから選択された材料から作られ得る。
【００７０】
光検出器１は、可視放射および／または赤外放射を検出するように構成され得る。
【００７１】
検出回路は、周囲温度で動作するように構成され得るし、または冷却検出回路を形成するために冷却装置に関連付けられ得る。好適な態様では、冷却検出回路は、２００Ｋ未満の動作温度を有するように構成される。
【００７２】
サンプリング装置は、検出装置の構成要素として提示されているが、他の装置または回路で、例えば、検出装置に含まれていないアナログ−デジタル変換器で、またはアナログ−デジタル変換器の一部でなくても、サンプリングコンデンサからサンプリングを実行することを可能にする別の構造で使用できるサンプリング装置を実現することも全く可能である。
【００７３】
好適な態様では、定格電流は、電圧Ｖｉｎが所定のサンプリング時間の最悪の場合に対応するときにサンプリングコンデンサを充電するための最小電流に対応する。例えば、電圧Ｖｉｎは、サンプリングコンデンサの端子に存在する初期電圧から最も遠い端子に対応する。このようにして、回路のサンプリング期間中、Ｖｉｎを表すデータを得るために、最大量の電荷を蓄積する必要がある。
【００７４】
定格電流の値は、蓄積される電荷の数を表すサンプリングコンデンサの値の関数である。定格電流の値は、Ｖｉｎの値とサンプリング時間の関数でもある。
【００７５】
図１から図７に示されているように、容量性負荷を示さない接続によって増幅器４の入力を増幅器４の出力に接続することを実現することは好適である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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