JPH04220016A - 逐次比較型adコンバータ - Google Patents
逐次比較型adコンバータInfo
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- JPH04220016A JPH04220016A JP40456790A JP40456790A JPH04220016A JP H04220016 A JPH04220016 A JP H04220016A JP 40456790 A JP40456790 A JP 40456790A JP 40456790 A JP40456790 A JP 40456790A JP H04220016 A JPH04220016 A JP H04220016A
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- switch
- signal
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、AD(アナログ・デジ
タル)コンバータ中、いわゆる逐次比較型ADコンバー
タに関する。
タル)コンバータ中、いわゆる逐次比較型ADコンバー
タに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、逐次比較型ADコンバータとして
、図5にその要部を示すようなものが提案されている。 この逐次比較型ADコンバータは、R−C併用型の例で
あって、10ビットのデジタル出力を得るように構成さ
れたものである。図中、1はデジタル信号に変換すべき
アナログ信号が入力されるアナログ信号入力端子、2、
3はアナログ信号入力端子1に入力されるアナログ信号
の内部への通過を制御するアナログ・スイッチ、SLは
アナログ・スイッチ2のON、OFFを制御する信号、
4は信号SLを反転させるためのインバータ、ASはア
ナログ・スイッチ3のON、OFFを制御する信号、5
は信号ASを反転させるためのインバータである。なお
、アナログ・スイッチ2はチャンネル選択用に使用され
るアナログ・スイッチである。
、図5にその要部を示すようなものが提案されている。 この逐次比較型ADコンバータは、R−C併用型の例で
あって、10ビットのデジタル出力を得るように構成さ
れたものである。図中、1はデジタル信号に変換すべき
アナログ信号が入力されるアナログ信号入力端子、2、
3はアナログ信号入力端子1に入力されるアナログ信号
の内部への通過を制御するアナログ・スイッチ、SLは
アナログ・スイッチ2のON、OFFを制御する信号、
4は信号SLを反転させるためのインバータ、ASはア
ナログ・スイッチ3のON、OFFを制御する信号、5
は信号ASを反転させるためのインバータである。なお
、アナログ・スイッチ2はチャンネル選択用に使用され
るアナログ・スイッチである。
【0003】また、6はサンプリング動作及び変換動作
に使用するスイッチ回路部であり、このスイッチ回路部
6は、スイッチ77〜71を設けて構成されている。ま
た、AVRはアナログ信号に対する基準電圧、AVSS
はアナログ信号専用のグランド、8は上位6ビットの算
出に使用する容量アレイ部であり、容量アレイ部8は2
進の重み付けがなされて形成された容量97(32C)
〜91(1C)によって構成されている。
に使用するスイッチ回路部であり、このスイッチ回路部
6は、スイッチ77〜71を設けて構成されている。ま
た、AVRはアナログ信号に対する基準電圧、AVSS
はアナログ信号専用のグランド、8は上位6ビットの算
出に使用する容量アレイ部であり、容量アレイ部8は2
進の重み付けがなされて形成された容量97(32C)
〜91(1C)によって構成されている。
【0004】また、10は下位4ビットの算出に使用す
る抵抗分圧型のDAコンバータ部であり、このDAコン
バータ部10は、抵抗1115〜110と、スイッチ1
215〜120とで構成されている。また、13はDA
コンバータ部10のアナログ出力の容量91への供給を
制御するアナログ・スイッチ、CMPXはアナログ・ス
イッチ13のON、OFFを制御する信号、14は信号
CMPXを反転させるためのインバータである。
る抵抗分圧型のDAコンバータ部であり、このDAコン
バータ部10は、抵抗1115〜110と、スイッチ1
215〜120とで構成されている。また、13はDA
コンバータ部10のアナログ出力の容量91への供給を
制御するアナログ・スイッチ、CMPXはアナログ・ス
イッチ13のON、OFFを制御する信号、14は信号
CMPXを反転させるためのインバータである。
【0005】また、15は出力信号であるデジタル信号
を形成するコンパレータ部であり、このコンパレータ部
15は、nMOSトランジスタ16、17と、コンパレ
ータをなすインバータ18、19と、段間容量20と、
nMOSトランジスタ16の補償用に使用するnMOS
トランジスタ21と、nMOSトランジスタ17の補償
用に使用するnMOSトランジスタ22と、非AD変換
時、容量97〜91の電荷を抜くためのnMOSトラン
ジスタ23と、同じく非AD変換時、段間容量20の電
荷を抜くためのnMOSトランジスタ24とを設けて構
成されている。
を形成するコンパレータ部であり、このコンパレータ部
15は、nMOSトランジスタ16、17と、コンパレ
ータをなすインバータ18、19と、段間容量20と、
nMOSトランジスタ16の補償用に使用するnMOS
トランジスタ21と、nMOSトランジスタ17の補償
用に使用するnMOSトランジスタ22と、非AD変換
時、容量97〜91の電荷を抜くためのnMOSトラン
ジスタ23と、同じく非AD変換時、段間容量20の電
荷を抜くためのnMOSトランジスタ24とを設けて構
成されている。
【0006】また、SPLはサンプリング信号、25は
サンプリング信号SPLを反転させるためのインバータ
、ADMVは電荷を抜くためのnMOSトランジスタ2
3、24のON、OFFを制御する信号、26はデジタ
ル信号が出力されるデジタル信号入力端子である。なお
、この図5では、制御回路及びこの制御回路からの信号
によってスイッチ77〜71、1215〜120のON
、OFFを制御する逐次比較レジスタ(SAR)は、そ
の図示を省略している。
サンプリング信号SPLを反転させるためのインバータ
、ADMVは電荷を抜くためのnMOSトランジスタ2
3、24のON、OFFを制御する信号、26はデジタ
ル信号が出力されるデジタル信号入力端子である。なお
、この図5では、制御回路及びこの制御回路からの信号
によってスイッチ77〜71、1215〜120のON
、OFFを制御する逐次比較レジスタ(SAR)は、そ
の図示を省略している。
【0007】ここに、図6は,かかる従来例のR−C併
用逐次比較型ADコンバータの動作を示すタイムチャー
トである。この例では、まず、信号ADMVがローレベ
ル“L”になり、容量97〜91の電荷を抜くためのn
MOSトランジスタ23及び段間容量20の電荷を抜く
ためのnMOSトランジスタ24が共にOFFにされて
、AD変換の1サイクルが開始される。
用逐次比較型ADコンバータの動作を示すタイムチャー
トである。この例では、まず、信号ADMVがローレベ
ル“L”になり、容量97〜91の電荷を抜くためのn
MOSトランジスタ23及び段間容量20の電荷を抜く
ためのnMOSトランジスタ24が共にOFFにされて
、AD変換の1サイクルが開始される。
【0008】すると、信号SL、ASがハイレベル“H
”になり、アナログ・スイッチ2、3がONにされて、
アナログ信号の入力が許可され、続いて、サンプリング
信号SPLがハイレベル“H”になり、サンプリングが
開始される。その後、所定の時間が経過すると、サンプ
リング信号SLがローレベル“L”になり、サンプリン
グが終了する。
”になり、アナログ・スイッチ2、3がONにされて、
アナログ信号の入力が許可され、続いて、サンプリング
信号SPLがハイレベル“H”になり、サンプリングが
開始される。その後、所定の時間が経過すると、サンプ
リング信号SLがローレベル“L”になり、サンプリン
グが終了する。
【0009】すると、信号SL、ASがローレベル“L
”になり、アナログ・スイッチ2、3がOFFとされて
、アナログ信号の入力が禁止される。続いて、信号CM
PXがローレベル“L”になり、アナログ・スイッチ1
3がONとされて、AD変換動作が開始する。その後、
所定の時間が経過すると、信号CMPXがハイレベル“
H”になり、アナログ・スイッチ13がOFFにされて
、AD変換動作が終了され、続いて、信号ADMVがハ
イレベル“H”になり、nMOSトランジスタ23、2
4がONにされて、容量97〜91及び段間容量20の
電荷が抜かれ、このようにしてAD変換の1サイクルが
終了する。
”になり、アナログ・スイッチ2、3がOFFとされて
、アナログ信号の入力が禁止される。続いて、信号CM
PXがローレベル“L”になり、アナログ・スイッチ1
3がONとされて、AD変換動作が開始する。その後、
所定の時間が経過すると、信号CMPXがハイレベル“
H”になり、アナログ・スイッチ13がOFFにされて
、AD変換動作が終了され、続いて、信号ADMVがハ
イレベル“H”になり、nMOSトランジスタ23、2
4がONにされて、容量97〜91及び段間容量20の
電荷が抜かれ、このようにしてAD変換の1サイクルが
終了する。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】かかる従来のR−C併
用逐次比較型ADコンバータにおいては、上位6ビット
の算出を容量97〜91によって行っているが、これら
容量97〜91は2進の重み付けをもって構成されてい
るので、これら容量97〜91の合成容量値は非常に大
きくなってしまう。このため、アナログ入力をサンプリ
ングする場合の時間、即ち、アナログ入力で容量97〜
91を充電する場合の時間が非常に長くなり、これがA
D変換の高速化を妨げていた。
用逐次比較型ADコンバータにおいては、上位6ビット
の算出を容量97〜91によって行っているが、これら
容量97〜91は2進の重み付けをもって構成されてい
るので、これら容量97〜91の合成容量値は非常に大
きくなってしまう。このため、アナログ入力をサンプリ
ングする場合の時間、即ち、アナログ入力で容量97〜
91を充電する場合の時間が非常に長くなり、これがA
D変換の高速化を妨げていた。
【0011】かかる問題点を解決する一方法として、ア
ナログ・スイッチ2、3のサイズを大きくして、そのオ
ン抵抗を小さくし、アナログ・スイッチ2、3と容量9
7〜91からなる回路の時定数を小さくすることが考え
られる。しかしながら、アナログ・スイッチ2、3のサ
イズを大きくすると、耐ノイズ性が低下してしまうとい
う問題点があった。
ナログ・スイッチ2、3のサイズを大きくして、そのオ
ン抵抗を小さくし、アナログ・スイッチ2、3と容量9
7〜91からなる回路の時定数を小さくすることが考え
られる。しかしながら、アナログ・スイッチ2、3のサ
イズを大きくすると、耐ノイズ性が低下してしまうとい
う問題点があった。
【0012】本発明は、かかる点に鑑み、AD変換の高
速化と、耐ノイズ性の向上化とを図ることができるよう
にした逐次比較型ADコンバータを提供することを目的
とする。
速化と、耐ノイズ性の向上化とを図ることができるよう
にした逐次比較型ADコンバータを提供することを目的
とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】図1は、本発明による逐
次比較型ADコンバータの原理説明図であり、本発明に
よる逐次比較型ADコンバータは、デジタル信号に変換
すべきアナログ信号の入力を制御するためのアナログ・
スイッチ3と、アナログ信号のサンプリングに使用され
るスイッチ回路部6と、2進の重み付けがなされた複数
の容量からなる容量アレイ部8と、出力信号であるデジ
タル信号を形成するためのコンパレータ部15とを有し
てなる逐次比較型ADコンバータを構成する場合、アナ
ログ・スイッチ3とスイッチ回路部6との間に、利得が
1で、高入力インピーダンス、低出力インピーダンスの
増幅器27を介在させるというものである。
次比較型ADコンバータの原理説明図であり、本発明に
よる逐次比較型ADコンバータは、デジタル信号に変換
すべきアナログ信号の入力を制御するためのアナログ・
スイッチ3と、アナログ信号のサンプリングに使用され
るスイッチ回路部6と、2進の重み付けがなされた複数
の容量からなる容量アレイ部8と、出力信号であるデジ
タル信号を形成するためのコンパレータ部15とを有し
てなる逐次比較型ADコンバータを構成する場合、アナ
ログ・スイッチ3とスイッチ回路部6との間に、利得が
1で、高入力インピーダンス、低出力インピーダンスの
増幅器27を介在させるというものである。
【0014】なお、29は制御回路、30は制御回路2
9からの信号によってスイッチ回路部6の動作を制御す
る逐次比較レジスタである。
9からの信号によってスイッチ回路部6の動作を制御す
る逐次比較レジスタである。
【0015】
【作用】本発明においては、サンプリング時、容量アレ
イ部8を構成する容量を充電する時間は、増幅器27の
出力インピーダンスに依存することになるが、この増幅
器27は、その出力インピーダンスを低インピーダンス
とされているので、容量アレイ部8を構成する容量を充
電する時間を短くすることができる。
イ部8を構成する容量を充電する時間は、増幅器27の
出力インピーダンスに依存することになるが、この増幅
器27は、その出力インピーダンスを低インピーダンス
とされているので、容量アレイ部8を構成する容量を充
電する時間を短くすることができる。
【0016】
【実施例】以下、まず、図2及び図3を参照して、本発
明の一実施例について、本発明をR−C併用逐次比較型
ADコンバータに適用した場合を例にして説明する。な
お、図2において、図5に対応する部分には同一符号を
付し、その重複説明は省略する。
明の一実施例について、本発明をR−C併用逐次比較型
ADコンバータに適用した場合を例にして説明する。な
お、図2において、図5に対応する部分には同一符号を
付し、その重複説明は省略する。
【0017】図2は、本発明の一実施例の要部を示す回
路図であり、本実施例のR−C併用逐次比較型ADコン
バータは、アナログ・スイッチ3とスイッチ回路部6と
の間にオペアンプ31からなるボルテージフォロア(電
圧フォロア)32を介在させると共に、アナログ・スイ
ッチ13とスイッチ71との間にオペアンプ33からな
るボルテージフォロア34を介在させ、その他について
は、図5に示す従来例と同様に構成したものである。な
お、オペアンプ31、33は、例えば、図3に示すよう
に構成することができる。
路図であり、本実施例のR−C併用逐次比較型ADコン
バータは、アナログ・スイッチ3とスイッチ回路部6と
の間にオペアンプ31からなるボルテージフォロア(電
圧フォロア)32を介在させると共に、アナログ・スイ
ッチ13とスイッチ71との間にオペアンプ33からな
るボルテージフォロア34を介在させ、その他について
は、図5に示す従来例と同様に構成したものである。な
お、オペアンプ31、33は、例えば、図3に示すよう
に構成することができる。
【0018】かかる本実施例においては、アナログ・ス
イッチ3とスイッチ回路部6との間にボルテージフォロ
ア32を介在させているので、サンプリング時、容量ア
レイ部8を構成する容量97〜91を充電する時間は、
このボルテージフォロア32の出力インピーダンスに依
存することになるが、ボルテージフォロアは、その出力
インピーダンスを低インピーダンスとするものであるか
ら、アナログ信号入力端子1に入力されるアナログ信号
による容量97〜91の充電を従来に比較して短い時間
で行うことができる。
イッチ3とスイッチ回路部6との間にボルテージフォロ
ア32を介在させているので、サンプリング時、容量ア
レイ部8を構成する容量97〜91を充電する時間は、
このボルテージフォロア32の出力インピーダンスに依
存することになるが、ボルテージフォロアは、その出力
インピーダンスを低インピーダンスとするものであるか
ら、アナログ信号入力端子1に入力されるアナログ信号
による容量97〜91の充電を従来に比較して短い時間
で行うことができる。
【0019】また、本実施例においては、アナログ・ス
イッチ13とスイッチ71との間にボルテージフォロア
34を介在させているので、DAコンバータ部10のア
ナログ出力で容量91を充電する時間は、このボルテー
ジフォロア34の出力インピーダンスに依存することに
なるが、ボルテージフォロアは、前述のように、その出
力インピーダンスを低インピーダンスとするものである
から、DAコンバータ部10のアナログ出力による容量
91の充電を従来に比較して短い時間で行うことができ
る。
イッチ13とスイッチ71との間にボルテージフォロア
34を介在させているので、DAコンバータ部10のア
ナログ出力で容量91を充電する時間は、このボルテー
ジフォロア34の出力インピーダンスに依存することに
なるが、ボルテージフォロアは、前述のように、その出
力インピーダンスを低インピーダンスとするものである
から、DAコンバータ部10のアナログ出力による容量
91の充電を従来に比較して短い時間で行うことができ
る。
【0020】また、本実施例においては、ボルテージフ
ォロア32の前段には、ボルテージフォロア32が高入
力インピーダンスであることから、アナログ・スイッチ
2、3のON抵抗と寄生容量からなるローパスフィルタ
が構成され、また、ボルテージフォロア34の前段には
、ボルテージフォロア34が高入力インピーダンスであ
ることから、アナログ・スイッチ13のON抵抗と寄生
容量からなるローパスフィルタが構成される。
ォロア32の前段には、ボルテージフォロア32が高入
力インピーダンスであることから、アナログ・スイッチ
2、3のON抵抗と寄生容量からなるローパスフィルタ
が構成され、また、ボルテージフォロア34の前段には
、ボルテージフォロア34が高入力インピーダンスであ
ることから、アナログ・スイッチ13のON抵抗と寄生
容量からなるローパスフィルタが構成される。
【0021】したがって、本実施例によれば、AD変換
の高速化と、耐ノイズ性の向上化とを図ることができる
。
の高速化と、耐ノイズ性の向上化とを図ることができる
。
【0022】なお、上述の実施例においては、アナログ
・スイッチ3とスイッチ回路部6との間にオペアンプ3
1からなるボルテージフォロア32を介在させると共に
アナログ・スイッチ13とスイッチ71との間にオペア
ンプ33からなるボルテージフォロア34を介在させた
場合につき述べたが、この代わりに、図4に示すような
ソースフォロアを介在させることもできる。
・スイッチ3とスイッチ回路部6との間にオペアンプ3
1からなるボルテージフォロア32を介在させると共に
アナログ・スイッチ13とスイッチ71との間にオペア
ンプ33からなるボルテージフォロア34を介在させた
場合につき述べたが、この代わりに、図4に示すような
ソースフォロアを介在させることもできる。
【0023】また、上述の実施例においては、本発明を
R−C併用逐次比較型ADコンバータに適用した場合に
つき述べたが、その他、本発明は、DAコンバータ部1
0を有しない電荷比較方式のADコンバータ等にも適用
することができる。
R−C併用逐次比較型ADコンバータに適用した場合に
つき述べたが、その他、本発明は、DAコンバータ部1
0を有しない電荷比較方式のADコンバータ等にも適用
することができる。
【0024】
【発明の効果】本発明によれば、アナログ・スイッチ3
とスイッチ回路部8との間に、利得が1で、高入力イン
ピーダンス、低出力インピーダンスの増幅器27を介在
させるという構成を採用したので、AD変換の高速化と
、耐ノイズ性の向上化とを図ることができる。
とスイッチ回路部8との間に、利得が1で、高入力イン
ピーダンス、低出力インピーダンスの増幅器27を介在
させるという構成を採用したので、AD変換の高速化と
、耐ノイズ性の向上化とを図ることができる。
【図1】本発明の原理説明図である。
【図2】本発明の一実施例の要部を示す回路図である。
【図3】本発明の一実施例で使用するオペアンプの一例
を示す回路図である。
を示す回路図である。
【図4】ソースフォロアを示す回路図である。
【図5】従来のR−C併用逐次比較型ADコンバータの
一例の要部を示す回路図である。
一例の要部を示す回路図である。
【図6】図5に示す従来のR−C併用逐次比較型ADコ
ンバータの動作を示すタイムチャートである。
ンバータの動作を示すタイムチャートである。
3 アナログスイッチ
6 スイッチ回路部
8 容量アレイ部
15 コンパレータ部
27 利得が1で、高入力インピーダンス、低出力イ
ンピーダンスの増幅器 29 制御回路 30 逐次比較レジスタ(SAR)
ンピーダンスの増幅器 29 制御回路 30 逐次比較レジスタ(SAR)
Claims (1)
- 【請求項1】デジタル信号に変換すべきアナログ信号の
入力を制御するためのアナログ・スイッチ(3)と、ア
ナログ信号のサンプリングに使用するスイッチ回路部(
6)と、2進の重み付けがなされた複数の容量からなる
容量アレイ部(8)と、出力信号であるデジタル信号を
形成するためのコンパレータ部(15)とを備えてなる
逐次比較型ADコンバータにおいて、前記アナログ・ス
イッチ(3)と前記スイッチ回路部(6)との間に、利
得が1で、高入力インピーダンス、低出力インピーダン
スの増幅器(27)を介在させたことを特徴とする逐次
比較型ADコンバータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP40456790A JPH04220016A (ja) | 1990-12-20 | 1990-12-20 | 逐次比較型adコンバータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP40456790A JPH04220016A (ja) | 1990-12-20 | 1990-12-20 | 逐次比較型adコンバータ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04220016A true JPH04220016A (ja) | 1992-08-11 |
Family
ID=18514228
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP40456790A Withdrawn JPH04220016A (ja) | 1990-12-20 | 1990-12-20 | 逐次比較型adコンバータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04220016A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0795080A (ja) * | 1993-09-21 | 1995-04-07 | Yamaha Corp | Adコンバータ回路 |
| US6867723B1 (en) | 2003-09-09 | 2005-03-15 | Fujitsu Limited | AD converter with reduced current consumption |
| US7642945B2 (en) | 2007-02-22 | 2010-01-05 | Fujitsu Microelectronics Limited | AD converter circuit and microcontroller |
| US7928871B2 (en) | 2008-03-24 | 2011-04-19 | Fujitsu Semiconductor Limited | Successive approximation A/D converter |
| JP2012249645A (ja) * | 2011-05-31 | 2012-12-20 | Denso Corp | 心電検出装置 |
| US8779954B2 (en) | 2012-03-02 | 2014-07-15 | Lapis Semiconductor Co., Ltd. | AD (analog-to-digital) conversion circuit, micro-controller, and method of adjusting sampling time |
-
1990
- 1990-12-20 JP JP40456790A patent/JPH04220016A/ja not_active Withdrawn
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0795080A (ja) * | 1993-09-21 | 1995-04-07 | Yamaha Corp | Adコンバータ回路 |
| US6867723B1 (en) | 2003-09-09 | 2005-03-15 | Fujitsu Limited | AD converter with reduced current consumption |
| US7642945B2 (en) | 2007-02-22 | 2010-01-05 | Fujitsu Microelectronics Limited | AD converter circuit and microcontroller |
| US7928871B2 (en) | 2008-03-24 | 2011-04-19 | Fujitsu Semiconductor Limited | Successive approximation A/D converter |
| JP2012249645A (ja) * | 2011-05-31 | 2012-12-20 | Denso Corp | 心電検出装置 |
| US8779954B2 (en) | 2012-03-02 | 2014-07-15 | Lapis Semiconductor Co., Ltd. | AD (analog-to-digital) conversion circuit, micro-controller, and method of adjusting sampling time |
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