JPH0313009A - Analog digital converter - Google Patents

Analog digital converter

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JPH0313009A
JPH0313009A JP14800989A JP14800989A JPH0313009A JP H0313009 A JPH0313009 A JP H0313009A JP 14800989 A JP14800989 A JP 14800989A JP 14800989 A JP14800989 A JP 14800989A JP H0313009 A JPH0313009 A JP H0313009A
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JP
Japan
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signal
analog
analog signal
absolute value
circuit
Prior art date
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Pending
Application number
JP14800989A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshinori Hayashi
好典 林
Akihito Inoki
猪木 昭仁
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Yamaha Corp
Original Assignee
Yamaha Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To improve the resolution as a final output by detecting the polarity of an analog signal, applying absolute value processing to the said analog signal and boosting a maximum output voltage of the analog signal subject to absolute value processing up to a full scale voltage to an analog digital conversion section. CONSTITUTION:An analog signal AS (such as + or -2.5V) is fed to a most significant bit comparator 1 and an absolute value circuit 2. The most significant bit comparator 1 detects the polarity of the analog signal AS shown in figure (a) based on a reference voltage VREF (0V). The analog signal AS is converted into only a positive component of 0-2.5V shown in figure (b) based on the reference voltage VREF in the absolute value circuit 2. Then an output voltage from the absolute value circuit 2 is fed to an amplifier 3, in which the signal is amplified into a signal of 0-5V shown in figure (c). The signal of 0-5V is fed to an A/D converter section 4, in which the signal is converted into a 3-bit digital signal DS. Then the digital signal DS is fed to a latch circuit 5.

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は、アナログ信号をデジタル信号に変換する際
に用いて好適なアナログデジタル変換器に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION "Field of Industrial Application" The present invention relates to an analog-to-digital converter suitable for use in converting an analog signal into a digital signal.

「従来の技術」 従来のアナログデジタル変換器では、最上位ビットによ
ってアナログ量の正・負を表している。例えば、OB(
オフセット・バイナリ)コードを用いた場合では、第4
図に示すようにアナログ量かOvまたは正の時には最上
位ビットを1°°にし、池の全てのビットで絶対値を表
し、アナログ量が負の値の時には最上位ビットを“0”
にし、他のビットで絶対値を表している。なお、この図
では説明を簡単にするためアナログデジタル変換器の分
解能を3ビツトとしている。
"Prior Art" In conventional analog-to-digital converters, the most significant bit represents the positive or negative of the analog quantity. For example, OB (
When using offset binary) code, the fourth
As shown in the figure, when the analog quantity is Ov or positive, the most significant bit is set to 1°°, and all bits of the pond represent the absolute value, and when the analog quantity is a negative value, the most significant bit is set to "0".
and the other bits represent the absolute value. In this figure, the resolution of the analog-to-digital converter is assumed to be 3 bits to simplify the explanation.

[発明が解決しようとする課題」 ところで、上述した従来のアナログデジタル変換器では
、当該アナログデジタル変換器の分解能(ビット数)は
A/D変換部の内部コンパレータの電圧分解能および入
力電圧範囲(フルスケール)によって決まる。すなわち
、ILsB(最下位ビット)の精度は第4図に示すよう
に約0.62Vになる。また、この場合の内部コンパレ
ータの電圧分解能が例えば0.70Vであったとすると
、このようなアナログデジタル変換器において、単純に
A/D変換部の分解能を4ビツト(この場合、ILSB
の精度は約0.31Vになる)に変更しようとしても、
上記内部コンパレータの電圧分解能(0,70V)では
識別できない。この結果、従来のアナログデジタル変換
器ではA/D変換部の電圧分解能以上にビット数を増や
すこと、すなわち最終出力としての分解能を上げること
ができないという問題を生じる。
[Problems to be Solved by the Invention] In the conventional analog-to-digital converter described above, the resolution (number of bits) of the analog-to-digital converter is determined by the voltage resolution of the internal comparator of the A/D converter and the input voltage range (full range). scale). That is, the accuracy of ILsB (least significant bit) is approximately 0.62V as shown in FIG. Furthermore, if the voltage resolution of the internal comparator in this case is, for example, 0.70V, then in such an analog-to-digital converter, the resolution of the A/D conversion section is simply set to 4 bits (in this case, ILSB
Even if you try to change the accuracy to about 0.31V),
It cannot be identified with the voltage resolution (0.70V) of the internal comparator. As a result, in the conventional analog-to-digital converter, a problem arises in that the number of bits cannot be increased beyond the voltage resolution of the A/D converter, that is, the resolution as a final output cannot be increased.

この発明は、上述の問題に鑑みてなされたもので、A/
D変換部の電圧分解能を変更することなくビット数を増
やし、最終出力としての分解能を上げることのできるア
ナログデジタル変換器を提供することを目的としている
This invention was made in view of the above-mentioned problems, and is
It is an object of the present invention to provide an analog-to-digital converter that can increase the number of bits without changing the voltage resolution of the D conversion section and improve the resolution of the final output.

「課題を解決するための手段」 このような問題点を解決するために、この発明ではアナ
ログ信号の正・負を検出する検出回路と、前記アナログ
信号を全波整流する絶対値回路と、2倍の増幅度を有し
、前記全波整流されたアナログ信号を増幅する増幅回路
と、前記増幅回路からのアナログ信号を所定ビットのデ
ジタル信号に変換するアナログデジタル変換部と、前記
検出回路からの正・負信号を最上位ビットとし、前記所
定ビットをその下位ビットとして出力するラッチ回路と
を具備することを特徴とする。
"Means for Solving the Problems" In order to solve these problems, the present invention includes a detection circuit that detects the positive/negative state of an analog signal, an absolute value circuit that performs full-wave rectification of the analog signal, and two an amplifier circuit that has twice the amplification degree and amplifies the full-wave rectified analog signal; an analog-to-digital converter that converts the analog signal from the amplifier circuit into a digital signal of predetermined bits; It is characterized by comprising a latch circuit that outputs positive and negative signals as the most significant bits and outputs the predetermined bits as the lower bits thereof.

「作用」 まず、アナログ信号が検出回路および絶対値回路へ供給
される。検出回路では、基準電圧に基づいてアナログ信
号の正・負が検出され、この正・負信号は、最上位ビッ
トとしてラッチ回路へ供給される。
"Operation" First, an analog signal is supplied to the detection circuit and the absolute value circuit. The detection circuit detects whether the analog signal is positive or negative based on the reference voltage, and the positive or negative signals are supplied as the most significant bits to the latch circuit.

また、絶対値回路では、基準電圧に基づいてアナログ信
号が正電圧成分のみのアナログ信号に変換される。この
絶対値回路からの出力電圧は、増幅回路で2倍に増幅さ
れる。そして、増幅回路からのアナログ信号はアナログ
デジタル変換部に供給され、このアナログデジタル変換
部で所定ビットのデジタル信号に変換される。そして、
このデジタル信号はラッチ回路に供給される。
Further, in the absolute value circuit, an analog signal is converted into an analog signal having only positive voltage components based on a reference voltage. The output voltage from this absolute value circuit is amplified twice by an amplifier circuit. The analog signal from the amplifier circuit is then supplied to an analog-to-digital converter, where it is converted into a digital signal of predetermined bits. and,
This digital signal is supplied to a latch circuit.

ラッチ回路では、上述した検出回路からの正・負の信号
とアナログデジタル変換部からのデジタル信号とが所定
のタイミングでラッチされ出力される。
The latch circuit latches and outputs the positive and negative signals from the above-mentioned detection circuit and the digital signal from the analog-to-digital converter at a predetermined timing.

「実施例」 次に図面を参照してこの発明の実施例について説明する
"Embodiments" Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図はこの発明の一実施例の構成を示すブロック図で
ある。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of the present invention.

この図において、1は最上位ビット用コンパレータであ
り、一方の入力端にアナログ信号ASが供給され、他方
の入力端に基準電圧VREF(OV)が供給されると、
ゼロクロスデテクタとして動作するようになっている。
In this figure, 1 is a comparator for the most significant bit, and when the analog signal AS is supplied to one input terminal and the reference voltage VREF (OV) is supplied to the other input terminal,
It is designed to operate as a zero cross detector.

2は絶対値回路であり、正・負に渡るアナログ信号AS
を全波整流して正電圧成分のみにする。3はアンプであ
り、絶対値回路2の出力電圧を2倍にすることで、アナ
ログ信号の最大電圧を後述するA/D変換部のフルスケ
ール電圧まで引き上げるようになっている。
2 is an absolute value circuit, which receives an analog signal AS that goes from positive to negative.
is full-wave rectified to make only the positive voltage component. Reference numeral 3 denotes an amplifier, which doubles the output voltage of the absolute value circuit 2 to raise the maximum voltage of the analog signal up to the full-scale voltage of the A/D conversion section, which will be described later.

4はnビットのA/D変換部であり、基準電圧v[18
Fに基づいて上記アンプ3の出力電圧をnビット(例え
ば、3ビツト)のデジタル信号DSに変換するようにな
っている。 5はラッチ回路であり、上記最上位ビット
用コンパレータ1からの“0”または“1”の2状態を
とる正・負信号を最上位ビットとし、A/D変換部4か
らのnビットのデジタル信号DSをその下位ビットとし
て(デジタル信号DS−、4ビット)出力するようにな
っている。
4 is an n-bit A/D converter, and the reference voltage v[18
The output voltage of the amplifier 3 is converted into an n-bit (for example, 3-bit) digital signal DS based on the signal F. Reference numeral 5 denotes a latch circuit, which takes the positive/negative signal that takes two states of "0" or "1" from the most significant bit comparator 1 as the most significant bit, and outputs the n-bit digital signal from the A/D converter 4. The signal DS is output as its lower bits (digital signal DS-, 4 bits).

また、上述した最上位ビット用コンパレータ1絶対値回
路2.アンプ3.A/D変換部4.ラッチ回路5および
基準電圧用の抵抗等は、時間誤差を無くすために同−I
C(集積回路)基板上に形成されている。
In addition, the above-mentioned most significant bit comparator 1 absolute value circuit 2. Amplifier 3. A/D converter 4. The latch circuit 5 and the reference voltage resistor are connected to the same I-I to eliminate time errors.
It is formed on a C (integrated circuit) substrate.

次に、上記構成によるこの実施例の動作について説明す
る。
Next, the operation of this embodiment with the above configuration will be explained.

まず、第2図(a)に示すアナログ信号AS(例えば、
±2.5V)が最上位ビット用コンパレータ1および絶
対値回路2へ供給される。最上位ビット用コンパレータ
lでは、基準電圧VIIEF(0■)に基づいてアナロ
グ信号Asの正・負が検出される。すなわち、アナログ
信号ASがQV以上(正の値)の場合には最上位ビット
用コンパレータ1からは“1”が出力され、負の場合に
は°0”が出力される。この1”または°“0”の信号
は、最上位ビットとしてラッチ回路5へ供給される。
First, the analog signal AS shown in FIG. 2(a) (for example,
±2.5V) is supplied to the most significant bit comparator 1 and absolute value circuit 2. The most significant bit comparator 1 detects whether the analog signal As is positive or negative based on the reference voltage VIIEF (0■). That is, when the analog signal AS is equal to or higher than QV (positive value), "1" is output from the most significant bit comparator 1, and when it is negative, "0" is output. A signal of "0" is supplied to the latch circuit 5 as the most significant bit.

また、絶対値回路2では、基準電圧V RIIFに基づ
いてアナログ信号ASが第2図(b)に示すO〜2.5
vの正成分のみの信号に変換される。そして、絶対値回
路2からの出力電圧は、アンプ3に供給されて第2図(
C)に示すO〜5vの信号に増幅される。この0〜5■
の信号はA/D変換部4に供給され、このA/D変換部
4で第3図に示すように3ビツトのデジタル信号DSに
変換される。この場合、A/D変換部4の内部コンパレ
ータの電圧分解能は従来と同様であるが、アナログ信号
ASの半周期に相当する電圧を3ビツトのデジタル信号
DSに変換しているため、実質的にはILsBの精度は
0.31Vに相当する。そして、このデジタル信号DS
はラッチ回路5に供給される。
In addition, in the absolute value circuit 2, the analog signal AS is set to 0 to 2.5 as shown in FIG. 2(b) based on the reference voltage VRIF.
It is converted into a signal containing only the positive component of v. The output voltage from the absolute value circuit 2 is then supplied to the amplifier 3 as shown in Fig. 2 (
It is amplified to a signal of 0 to 5v shown in C). This 0~5■
The signal is supplied to the A/D converter 4, where it is converted into a 3-bit digital signal DS as shown in FIG. In this case, the voltage resolution of the internal comparator of the A/D converter 4 is the same as before, but since the voltage corresponding to a half cycle of the analog signal AS is converted into a 3-bit digital signal DS, The accuracy of ILsB corresponds to 0.31V. And this digital signal DS
is supplied to the latch circuit 5.

次に、ラッチ回路5では、上述した最上位ビット用コン
パレータ1からの正・負信号が最上位ビットとされ、A
/D変換部4からのデジタル信号DSがその下位ビット
として所定のタイミングでラッチされて4ビツトのデジ
タル信号DS=とじて出力される。
Next, in the latch circuit 5, the positive and negative signals from the most significant bit comparator 1 mentioned above are treated as the most significant bit, and A
The digital signal DS from the /D converter 4 is latched as its lower bit at a predetermined timing and output as a 4-bit digital signal DS=.

以上のように、この実施例では、従来アナログ量の絶対
値を2ビツトで表していたアナログ信号ASをA/D変
換部4の電圧分解能を変えることなく3ビツトで表すこ
とができるようになり、ILSBの精度を2倍に上げる
ことができる。
As described above, in this embodiment, the analog signal AS, which conventionally represented the absolute value of an analog quantity with 2 bits, can now be represented with 3 bits without changing the voltage resolution of the A/D converter 4. , the accuracy of ILSB can be doubled.

「発明の効果」 以上説明したように、この発明によればアナログ信号の
正・負を検出するとともに、当該アナログ信号を絶対値
化し、かつ、絶対値化されたアナログ信号の最大出力電
圧をアナログデジタル変換部のフルスケール電圧まで引
き上げることによって、アナログデジタル変換部の電圧
分解能を変更せずにビット数を増やし、最終出力として
の分解能を上げることのできる利点が得られる。
"Effects of the Invention" As explained above, according to the present invention, the positive and negative states of an analog signal are detected, the absolute value of the analog signal is converted, and the maximum output voltage of the absolute value of the analog signal is converted into an analog signal. By increasing the voltage up to the full scale voltage of the digital converter, the number of bits can be increased without changing the voltage resolution of the analog-to-digital converter, thereby providing the advantage of increasing the resolution of the final output.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は、この発明の一実施例の構成を示すブo ツク
図、第2図(a)〜(C)および第3図は同実施例の動
作を説明するための波形図、第4図は従来のアナログデ
ジタル変換器の動作を説明するための波形図である。 l・・・・・・最上位ビット用コンパレータ(検出回路
)2・・・・・・絶対値回路、3・・・・・・アンプ(
増幅回路)、4・・・・・・A/D変換部(アナログデ
ジタル変換部)、5・・・・・・ラッチ回路。 (0) (b) tc)
FIG. 1 is a book diagram showing the configuration of an embodiment of the present invention, FIGS. 2(a) to (C) and 3 are waveform diagrams for explaining the operation of the embodiment, and FIG. The figure is a waveform diagram for explaining the operation of a conventional analog-to-digital converter. l... Comparator (detection circuit) for the most significant bit 2... Absolute value circuit, 3... Amplifier (
amplifier circuit), 4... A/D conversion section (analog-digital conversion section), 5... latch circuit. (0) (b) tc)

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] アナログ信号の正・負を検出する検出回路と、前記アナ
ログ信号を全波整流する絶対値回路と、2倍の増幅度を
有し、前記全波整流されたアナログ信号を増幅する増幅
回路と、前記増幅回路からのアナログ信号を所定ビット
のデジタル信号に変換するアナログデジタル変換部と、
前記検出回路からの正・負信号を最上位ビットとし、前
記所定ビットをその下位ビットとして出力するラッチ回
路とを具備することを特徴とするアナログデジタル変換
器。
a detection circuit that detects positive/negative of an analog signal; an absolute value circuit that full-wave rectifies the analog signal; and an amplifier circuit that has a double amplification degree and amplifies the full-wave rectified analog signal; an analog-to-digital converter that converts the analog signal from the amplifier circuit into a digital signal of predetermined bits;
An analog-to-digital converter comprising: a latch circuit that outputs positive and negative signals from the detection circuit as the most significant bits and outputs the predetermined bits as the lower bits thereof.
JP14800989A 1989-06-09 1989-06-09 Analog digital converter Pending JPH0313009A (en)

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JP14800989A JPH0313009A (en) 1989-06-09 1989-06-09 Analog digital converter

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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS52122072A (en) * 1976-03-03 1977-10-13 Us Government Wide dynamic range wideeband analoggtoodigital converting system
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