JPH046915A - アナログ―デイジタル変換方法及びその変換器 - Google Patents

アナログ―デイジタル変換方法及びその変換器

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JPH046915A
JPH046915A JP10961590A JP10961590A JPH046915A JP H046915 A JPH046915 A JP H046915A JP 10961590 A JP10961590 A JP 10961590A JP 10961590 A JP10961590 A JP 10961590A JP H046915 A JPH046915 A JP H046915A
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JP
Japan
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predicted
analog
conversion
prediction
bits
Prior art date
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JP10961590A
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Inventor
Toshio Doi
土居 俊雄
Hiroaki Awano
阿波野 博昭
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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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。

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量を1ピツトずつディジタル量に変
換する逐次比較型のアナログ−ディジタル変換方法及び
その変換器に関するものである。
〔従来の技術〕
第3図は従来の逐次比較型のアナログーダイジタル(以
下A/Dという)変換器の構成を示すブロック図である
。図において、3は外部から入力されたアナログ量たる
入力電圧VtNと後述する基準電圧発生回路2にて生成
された基準電圧vrefとの大小1t[−t−るコンパ
レータで、このコンパレータ3は大小判定結果に応じて
例えば’KN<Vref−のときに°H′となる判定信
号CSを出力する。判定信号□csは逐次比較制御部5
に与えら)1、そこで変換値保持部6に比較信号C8の
”H’  ”L”にしたがい制御信号CTを出力する。
変換値保持部6は制御信号CTに基づき逐次比較による
変換結果を確定し格納するとともに、変換途中はMSB
から順に変換途中のデータDBを確定し保持する本ので
あり、そのデータDSは基準電圧発生回路2に与えらハ
、るとともに、最終変換結果DFは外部に出力される。
なお、データDSは最初、A、/D変換器の分解能に応
1jた値がセットさね4ており、その最上位ビットだけ
がドとなる値を保持t、2ている。基準電圧発生回路2
はデータDSにしたがい基準電圧vrefを発生する。
この発生される基準電圧Vrefは例えば8ビツトの分
解能のA/D変換器の場合、 となる。8ビツトの場合、最初にデータDBは(128
=’1000000’)にセットされ、Vref ”=
 2.5 Vがコンパレータ3に出力される。
次にA/D変換器の動作について説明する。
第4図はその動作を説明する図で、ここでは説明を平易
化するため3ビツトの変換例の8途を示している。最初
のデータDSは”100″=4にセットされており、外
部基準電圧を5Vとすると基準電圧Vrefは5 X 
4 / 23=2.5Vにセットされ、それと入力電圧
VtNとが大小判定される。vtNh ”refO時は
データDSが”110“にセットされ、新たに〜ref
’ =3.75 Vが生成さhる。また、VlN < 
Vref’の晴;社データDBが”0】0”にセットさ
れ、新たに〜ref=1.25Vが生成される。これに
より、MSBが”1′又は”0”に決定される。同様に
他の2ビツトが逐次比較されて、3ビツトのディジタル
値が決定される。
逐次変換型のA/D変換器では必ずMSBから1ビツト
ずつの変換を行なうため、1ビツトの変換時間、即ち1
回の大小判定時間をaμ秒とするとnピットのA/D変
換時間はaXrlμ秒必要となる。
この変換時間を高速化するものとして並列比較型のA/
D変換器がある。第5図は従来の並列比較型のA/D変
換器の構成を示すブロック図で、3ビツトのA/D変換
器の場合を示している。図において、30〜37はコン
パレータで、基準電圧発生回路2から出力された基準電
圧vrefO−Vrertが個別に与えられており、そ
れと入力電圧VINとを個別に比較する。なお、コンパ
レータ30にはコード″000”に対応した基準電圧V
refnが、コンパレータ31には]−F ”001”
 ・・・コンパレータ37Kdコード”111”に対応
した基準電圧Vref?が供給されている。
並列比較型のA/D変換器では1回の判定時間を8μ秒
とすると、並列処理で判定するのでnビットのA/D変
換時間もaμ秒となり、A/D変換処理が高速化する。
〔発明が解決しようとする課題〕
従来の並列比較型のA/D変換器ではコンパレータが分
解能の数(2r+)だけ必要であり、八−ドウエア量が
多くなり、A/D変換器の価格上昇を招来し、また逐次
比較型のA/D変換器ではコンパレータけ−1つと少な
くてよいが、変換に長時間を要するという問題点があっ
た。
この発明は上記のような問題点を解決するためになされ
たもので、m1回の変換値に基−)き今回の変換値を予
測し、下位mビットのみを逐次変換し、予測範囲の大き
さを決めるmを予測結果に応じて変更可能にすることに
より、ハードウェア量が少なく変換時間を短縮させたA
/D変換器を得ることを目的にする。
〔課題を解決するための手段〕
この発明に係るA/D変換方法は、先に変換されたディ
ジタル量の上位(n −On )ビットを用い、下位m
ビットを逐次変換するようにし、予測範囲の大きさを決
めるのを予測結果に応じて変更可能とするものである。
また、この発明に係るA/D変換器は先に変換されたデ
ィジタル値から、その下位mビットを0にした第1予測
値と、それに2mを加算した第2予測値とを生成する予
測値生成手段と、それらに基づく第1及び第2予測アナ
ログ量と入力されたアナログ量とを比較する手段とを設
け、入力されたアナログ量が第1予測アナログ量より大
きく、第2予測アナログ量より小さいとき、下位置ビッ
トから逐次変換するようにし、第1及び第2予測値によ
る予測範囲の大きさを決めるmを予測結果に応じて変更
する手段を備えるようにしたものである。
[作用] この発明におけるA/D変換器は、アナログ量が入力さ
れると、先の変換結果に基づき生成された第1及び第2
予測アナログ量と比較され、入力されたアナログ量が第
1予測アナログ量より大きく、第2予測アナログ量より
小さいとき、上位(r3−m)ビットは先の変換結果と
同じになるので、アナログ量を下位mビットから逐次変
換する。
即ち、前回の変換結果と今回の変換結果との変化量はわ
ずかであり、上位(n−m)ビットは同値であると予測
し、これが確認されたときは下位mビットのみを逐次比
較してディジタル量に変換するつまた第1及び第2予測
アナログ量による予測範囲の大きさを決めるmを適切に
設定することにより予測が的中する確率を大きくするこ
とができる。
これKより予測が的中した場合は変換時間がaX(m+
2(μ秒となり、逐次比較型のA/D変換器に比べ変換
時間が短くなり、並列比較型のA/D変換器ニ比ベハー
ドウエア量が減少する。
〔実施例] 以下、この発明の一実施例を図に基づいて説明する。
第1図はこの発明の一実施例であるA/D変換器の構成
を示すブロック図である。図において、3は外部から入
力されたアナログ量たる入力電圧V【Nと、後述する基
準電圧発生回路2にて生成された基準電圧Vrefとの
大小を判定するコンパレータで、このコンパレータ3は
大小判定結果に応じて、例えばVIN > Vrefの
時に”■”となる判定信号CSを出力する。この判定信
号CSは逐次比較制御部5と制御部8とに与えられる。
逐次比較制御部5は変換保持部6に比較信号CSの”■
”L”及び後述する選択信号SDK従い制御信号CTを
出力する。また、制御部8は判定信号C8に基づき変換
予測が的中したか否かを判定し、それに応じて逐次比較
制御部5又は予測データ生成部7に選択信号SDを出力
する。
変換値保持部6は制御信号CTに基づき逐次比較による
変換結果を格納するとともに、変換途中はMSBから順
に変換途中のデータDSを確定し、保持するものであや
、そのデータDSは基準電圧発生回路2に与えられると
ともに、最終変換結果DFは予測データ生成部7に与え
られる。
予測範囲制御部9は図示しない外部からの手段により、
変更可能な予測範囲制御値mを保持し、mは予測データ
生成部7に与えられる。予測データ生成部7は前回入力
された入力電圧VINの最終変換結果Dli’が格納さ
れており、DFO値と予測範囲制御部9から与えられる
mより第1及び第2予測データPDI、P D 2’を
生成する。
第1予測データPDIは最終変換結果Drの値の下位m
ビットを0にしたものであり、8ビツトのA/D変換器
(r3=8 )で予測範囲制御値m=3の時、PDI 
= abcdeoooの値となる。また第2予測データ
PD2は第1予測データPDIに2°を加算したもので
あ妙、上記の時PD2=abcdeO00+1000(
=23)となる。これらの予測データPDI、PD2は
選択信号SDに応じて変換値保持部6に与えられ、そこ
からデータDSとして基準電圧発生回路2に出力され、
そこで第1及び第2予測アナログ量たる第1及び第2予
測基準電圧vrefpl 、Vrefp2が生成され、
順次コンパレータ3に与えられる。また、変換値保持部
6には逐次比較制御部5からの制御信号CTも与えられ
ており、これが与えられると予測データ生成部7からの
予測データPDI、PD2ではなく、ここに保持された
変換途中のデータDSをそのまま出力する。
次にA/D変換器の動作について説明する。第2図は動
作を説明するフロー図であり、ここでは8ビツトの分解
能でA/D変換を行ない、上位5ビツトを予測に用いる
場合を例に説明する。またU回の変換結果D F’ =
 abcdef’ghとし予測範囲制御値m=3とする
最初K、予測データ生成部7で第1予測データPDIを
生成する。これは変換結果DFの下位3ビツトを0にす
ることにより生成する( PDI =a bcdeoo
o )。これを変換値保持部6に値、データDSとして
基準電圧発生回路2に出力し、そこで第1予測基準電圧
vrefplを生成する。コンパレータ3け入力さね、
た入力電圧VINと第1予測基準電圧Nre f’pl
とを比較する第1回大小判定を行ない、〜[N> vr
ef’p+の時は、判定信号C3=”H′を制御部8に
出力して、制御部8は選択信号SDを予測データ生成部
7に出力する。予測データ生成部7は次に第1予測デー
タPDI K 2m−”10oO”を加算した第2予測
データD2を変換値保持部6に出力し、コンパレータ3
では入力電圧”INと第2予測基準電圧vrefp2と
を比較する第2回大小判定が行なわれる。’d TN 
< Vrefp2の時は、判定信号CS = ”L”を
制御部8に出力し、制御部8は選択信号SDを予測デー
タ生成部7に出力し、第1予測データPDIの第6ビツ
トを1にセットしたii (= abcdeloo)を
変換値保持部6にセットする。そして前記値がデータD
Sとして出力され、通常の逐次変換処理により第3〜第
5の3回の大小判定がなされ、下位3ビツトの値が定め
られる。
また、第1又は第2回の大小判定で〜[N < VrP
fp+またはvrefp2≦VANの時は、上位5ビツ
トが前回の変換結果DF’と同様であるという予測が的
中しなかったことになり、MSBから再度逐次変換をや
り直す。このときは変換値保持部6には最初、従来と同
様にDS=”10000000”がセットされる。予測
が的中しなかった場合は従来より1又は2回余分に判定
を行なう必要があるが、予測が的中した場合は従来8回
変換する必要があったものが5回の変換で終了し、変換
時間を短縮できる。
ここで入力電圧の変動が小さく予測範囲が狭くても予測
が的中する場合は、予測範囲制御値0の値を小さく設定
することによゆ、変換回数を少なくし変換時間をさらに
短縮できる。逆に、入力電圧の変動が大きく予測範囲が
狭いと予測が的中しない場合は、予測範囲制御値mの値
を大きく設定することにより、予測の的中確率を大きく
することができる。
なお、予測範囲制御値mの変更は外部からソフトウェア
などに判断させて行なうか、または予測範囲制御部が自
動的に変更する↓うにしてもよへ例えば予測結果の的中
した場合mをm−1とし、的中しなかった場合m+1と
する。これによりハードウェア量は若干増加するが、予
測範囲が自動的に適正に設定される。
また、上記実施例では予測データとの比較を逐次変換用
のコンパレータにて行なった場合を示したが、これを専
用のコンパレータで行なうようにしてもよい。これによ
りハードウェア量は若干増加するが、さらに変換時間が
短縮される。
[発明の効果〕 以上のようにこの発明によれば、前回の変換結果と今回
の変換結果との上位(v −m )ビットは同値である
と予測し、予測が的中した場合に下位のビットだけを逐
次変換するようにし、mを変更することにより予測範囲
を適切に設定できるようにしたので、従来の逐次比較型
の回路構成とほぼ同様な構成、即ち小量のハードウェア
量で高速なA/D変換が可能となるなどの優れた効果を
奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例であるA/D変換器の構成
を示すブロック図、第2図は第1図のA/D変換動作を
説明するフロー図、第3図は従来の逐次変換型のA/D
変換器の構成を示すブロック図、第4図は第3図のA/
D変換動作を示すフロー図、第5図は従来の並列比較型
のA/D変換器の構成を示すブロック図である。 図において、2は基準電圧発生回路、3はコンパレータ
、5は逐次比較制御部、6は変換値保持部、7は予測デ
ータ生成部、8は制御部、9は予測範囲制御部を示す。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示すっ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)アナログ量をnビット長のディジタル量に上位ビ
    ットから逐次変換するアナログ−ディジタル変換方法に
    おいて、 最上位から(n−m)ビット(但しm<n)は先に変換
    されたディジタル量の値を予測値として用い、下位mビ
    ットを逐次変換し、予測範囲の大きさを決めるmが予測
    結果に応じて変更可能であることを特徴とするアナログ
    −ディジタル変換方法。
  2. (2)アナログ量をnビット長のディジタル量に上位ビ
    ットから逐次変換するアナログ−ディジタル変換器にお
    いて、 先に変換されたディジタル量を保持し、その下位m(m
    <n)ビットを0として構成した第1予測値と、該第1
    予測値に2mを加算して構成した第2予測値を生成する
    予測値生成手段と、 第1及び第2予測値に関連する第1及び第2予測アナロ
    グ量と新たに入力されたアナログ量とを比較する手段と
    、 入力されたアナログ量が、第1予測アナログ量より大き
    く第2予測アナログ量より小さいとき、下位mビットか
    ら逐次変換する手段と、 第1予測値と第2予測値に関連する予測範囲の大きさを
    決めるmを予測結果に応じて変更する手段を備えたこと
    を特徴とするアナログ−ディジタル変換器。
JP10961590A 1990-04-24 1990-04-24 アナログ―デイジタル変換方法及びその変換器 Pending JPH046915A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1996039739A3 (en) * 1995-06-02 1997-05-09 Intermedics Inc Hybrid analog-to-digital converter for low power applications, such as use in an implantable medical device
US6880460B2 (en) 2002-03-15 2005-04-19 Dainippon Screen Mfg. Co., Ltd. Printing plate mounting apparatus

Cited By (2)

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WO1996039739A3 (en) * 1995-06-02 1997-05-09 Intermedics Inc Hybrid analog-to-digital converter for low power applications, such as use in an implantable medical device
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