JPH0481128A - A/d converter - Google Patents

A/d converter

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JPH0481128A
JPH0481128A JP19747690A JP19747690A JPH0481128A JP H0481128 A JPH0481128 A JP H0481128A JP 19747690 A JP19747690 A JP 19747690A JP 19747690 A JP19747690 A JP 19747690A JP H0481128 A JPH0481128 A JP H0481128A
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JP
Japan
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sample
output
circuit
reference voltage
hold circuit
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Application number
JP19747690A
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Japanese (ja)
Inventor
Takahiro Miki
隆博 三木
Toshio Kumamoto
敏夫 熊本
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To realize the A/D converter with high accuracy by sampling and holding a 1st reference voltage comparatively higher and a 2nd reference voltage comparatively lower generated from a reference voltage generating circuit in response to a clock signal generated by a clock signal generating circuit. CONSTITUTION:Since a 2nd sample-and-hold circuit 201 and a 3rd sample-and- hold circuit 202 have the same characteristic as that of a 1st sample-and-hold circuit 21, the fluctuation of the output of the 2nd sample-and-hold circuit 201 and the 3rd sample-and-hold circuit 202 due to a droop of the output is the same as the fluctuation due to droop of the output of the 1st sample-and-hold circuit 21. Thus, a high level reference voltage 203 and a low level reference voltage 204 of a low-order A/D converter circuit 51 are respectively shifted by the same quantity as a shift VE at a time t3 of the output of a subtractor amplifier 4. As a result, the low-order A/D converter circuit 51 outputs a correct digital quantity not including any error.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、A/Dコンバータに関するものである。[Detailed description of the invention] [Industrial application field] The present invention relates to an A/D converter.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

第3図は、例えば“l5SCC’88 DIGEST 
OF TECIINICAL PAPERS”の224
頁に示された従来のA/D変換器を示す構成図であり、
10ビットA/Dコンバータの例である。尚、説明を容
易にするため機能ブロックレベルの構成図とした。図に
おいて、太い実線はアナロク系の信号線を、細い実線は
ディジタル系の信号線を示(7ている。]はアアナログ
力端子、2はアナロク入力端子]に接続されたサンプル
ホールド回路、3はサンプルホールド回路2の出力をA
/D変換する6ビツト」三位A/D変換回路、32及び
33は上位A/D変換回路3の高電位側基準電圧印加端
子及び低電位側基準電圧印加端子、34は上位A/D変
換回路3の中間出力31をD/A変換する6ビツトD/
A変換回路、36はD/A変換回路34のバイアス端子
、35は上位A/D変換回路3の出力であるまた、4は
サンプルホールド回路2の出力とD/A変換回路34の
出力との減算を行う減算増幅器、51は減算増幅器4の
出力をA/D変換する6ビツト下位A/D変換回路、5
2及び53は下位A/D変換回路51の高電位側基準電
圧印加端子及び低電位側基準電圧印加端子、54は下位
A/D変換回路5]の出力、6は上位A/D変換回路3
の出力35と下位A/D変換回路51の出力54を加算
する加算器、7は加算器6の出力を記憶する出力ラッチ
、8は出力端子である。
FIG. 3 shows, for example, "l5SCC'88 DIGEST
224 of “OF TECIINICAL PAPERS”
It is a block diagram showing the conventional A/D converter shown in page,
This is an example of a 10-bit A/D converter. In addition, for ease of explanation, a functional block level configuration diagram is shown. In the figure, thick solid lines indicate analog signal lines, and thin solid lines indicate digital signal lines. is the output of sample hold circuit 2 as A
32 and 33 are the high-potential side reference voltage application terminals and low-potential side reference voltage application terminals of the upper A/D conversion circuit 3, and 34 is the upper A/D conversion circuit. 6-bit D/A converting intermediate output 31 of circuit 3
A conversion circuit, 36 is the bias terminal of the D/A conversion circuit 34, 35 is the output of the upper A/D conversion circuit 3, and 4 is the terminal between the output of the sample hold circuit 2 and the output of the D/A conversion circuit 34. A subtraction amplifier that performs subtraction; 51 is a 6-bit lower A/D conversion circuit that A/D converts the output of the subtraction amplifier 4;
2 and 53 are the high potential side reference voltage application terminal and low potential side reference voltage application terminal of the lower A/D conversion circuit 51, 54 is the output of the lower A/D conversion circuit 5], and 6 is the upper A/D conversion circuit 3.
7 is an output latch that stores the output of the adder 6, and 8 is an output terminal.

更に、9はD/A変換回路34の1<イアス端了36に
接続されたノ・イアスミ圧発生回路、10は下位A/D
変換回路51の高電位側基準電圧印加端子52及び低電
位側基準電圧印加端子53に接続された基準電圧発生回
路、11はクロック信号発生回路てあり、CLI、CL
2及びCL3はそれぞれサンプルホールド回路2、上位
A/D変換回路3及び下位A/D変換回路51を駆動す
るクロック信号発生回路11の出力である。
Furthermore, 9 is a pressure generation circuit connected to the 1
A reference voltage generation circuit 11 is connected to a high potential side reference voltage application terminal 52 and a low potential side reference voltage application terminal 53 of the conversion circuit 51, and 11 is a clock signal generation circuit, CLI, CL.
2 and CL3 are the outputs of the clock signal generation circuit 11 that drives the sample hold circuit 2, the upper A/D conversion circuit 3, and the lower A/D conversion circuit 51, respectively.

次に、従来例の動作について説明する。クロ・ツク信号
CLIがLレベルのとき、サンプルホールド回路2の出
力は入力端子1より人力されたアナログ信号に追随する
。次にクロック信号CLコかHレベルに変化すると、サ
ンプルホールド回路2の出ノjは入力端子1より入力さ
れたアナログ信号のこの瞬間の電圧値に保持される。そ
して、保持状態になったと同時又はその後、この保持電
圧に対して、上位A/D変換回路3か上位6ビ・7)に
対応したA/D変換を行う。このタイミンクは、クロッ
ク信号CL2によって制御される。なお、上位A/D変
換回路3の高電位側基準電圧印加端子32及び低電位側
基準電圧印加端子33のそれぞれに印加された電圧によ
り上位A/D変換回路3の変換レンジか決定される。即
ち、高電位側基準電圧より小さく低電位側基準電圧より
大きい電圧か6ビツトのディジタル値に変換される。
Next, the operation of the conventional example will be explained. When the clock signal CLI is at L level, the output of the sample and hold circuit 2 follows the analog signal input from the input terminal 1. Next, when the clock signal CL changes to the H level, the output node j of the sample and hold circuit 2 is held at the voltage value of the analog signal input from the input terminal 1 at this moment. Then, at the same time as or after entering the holding state, this holding voltage is subjected to A/D conversion corresponding to the upper A/D conversion circuit 3 or the upper 6 bits 7). This timing is controlled by clock signal CL2. The conversion range of the upper A/D conversion circuit 3 is determined by the voltages applied to the high potential side reference voltage application terminal 32 and the low potential side reference voltage application terminal 33 of the upper A/D conversion circuit 3, respectively. That is, a voltage smaller than the high-potential side reference voltage and larger than the low-potential side reference voltage is converted into a 6-bit digital value.

一方、上位A/D変換回路3の中間変換結果3]はD/
A変換回路34に人力され、D/A変換される。D/A
変換回路34の変換レンジは、ノくイアス端子36に印
加される電圧により制御される。即ち、バイアス電圧発
生回路9はノ1イアス端子36を介して、上位A/D変
換回路3とD/A変換回路34の変換レンジを一致させ
る。これにより、上位6ビソhA/D変換回路3の出力
ディジタル値の量子化レベルに対応したアナログ信号が
得られる。このアナログ信号は、上位A/D変換回路3
に対応した分解能、即ち6ビ・ントの分解能しかない。
On the other hand, the intermediate conversion result 3 of the upper A/D conversion circuit 3 is
The signal is input manually to the A conversion circuit 34 and subjected to D/A conversion. D/A
The conversion range of the conversion circuit 34 is controlled by the voltage applied to the output terminal 36. That is, the bias voltage generation circuit 9 matches the conversion ranges of the upper A/D conversion circuit 3 and the D/A conversion circuit 34 via the bias terminal 36. As a result, an analog signal corresponding to the quantization level of the output digital value of the upper 6-viso hA/D conversion circuit 3 is obtained. This analog signal is sent to the upper A/D converter circuit 3.
There is only a resolution corresponding to , that is, a resolution of 6 bits.

従って、減算増幅器4て人力アナログ値からD/A変換
回路34の出力値を減算し増幅することにより、入力ア
ナログ値に含まれる6ビツトより細かい成分か抽出され
増幅される。
Therefore, by subtracting and amplifying the output value of the D/A conversion circuit 34 from the manually input analog value using the subtraction amplifier 4, components finer than 6 bits included in the input analog value are extracted and amplified.

第4図は以上の動作例を示したもので、その入力アナロ
グ信号、D/A変換回路34の出力値及び減算増幅器4
の出力値を、それぞれ、点線、鎖線及び実線で示す。ま
た、電圧軸は、電圧に対応する上位A/D変換回路3の
出力値で表記されている。尚、本発明においては、A/
D変換速度に比べて人力アナログ信号はゆ、つくり変化
する場合、即ち、サンプルホールド回路2の動作による
時間軸上の不連続性が十分少さい場合を想定しており、
又、減算増幅器4の増幅率を1としている。
FIG. 4 shows an example of the above operation, in which the input analog signal, the output value of the D/A conversion circuit 34, and the subtracting amplifier 4
The output values of are shown by dotted lines, dashed lines, and solid lines, respectively. Further, the voltage axis is expressed by the output value of the upper A/D conversion circuit 3 corresponding to the voltage. In addition, in the present invention, A/
It is assumed that the human analog signal changes rapidly compared to the D conversion speed, that is, the discontinuity on the time axis due to the operation of the sample and hold circuit 2 is sufficiently small.
Further, the amplification factor of the subtraction amplifier 4 is set to 1.

次に、下位A/D変換回路51は減算増幅器4の出力を
A/D変換する。このタイミンクはクロック信号CL3
て制御される。又、減算増幅器4の理想的な出力の最小
値をvFl、最大値をVF2とすると、下位A/D変換
回路51の変換レンジは上限がVF 1 +2x (V
F2−VF 1) 、’T限がVFI−2x (VF2
−VFI)に設定される。即ち、本来必要な下位A/D
変換回路51の変換レンジに対して上下限か拡張されて
いる(本例では、本来の変換レンジの4倍)。これによ
り、上位A/D変換結果が多少の誤差を含んでいても、
減算増幅器4の出力が上記変換レンジ内に入っていれば
補正することができる。尚、この補正については、後程
詳述する。下位A/D変換回路51のディジタル出力は
、減算増幅器4の出力が理想的に変化するとき、即ちV
FlからVF2まて変化するときは、“oooooo”
から“001111”までのディジタル値となる。又、
VFIより小さいときは負数に、VF2より大きいとき
は“001111′より大きなディジタル値となる。尚
、上記の様な下位A/D変換回路51の変換レンジの上
限と下限は、基準電圧発生回路10て発生した電圧によ
り制御される。
Next, the lower A/D conversion circuit 51 A/D converts the output of the subtraction amplifier 4. This timing is clock signal CL3.
controlled by Further, assuming that the minimum value of the ideal output of the subtracting amplifier 4 is vFl and the maximum value is VF2, the upper limit of the conversion range of the lower A/D conversion circuit 51 is VF 1 +2x (V
F2-VF 1), 'T limit is VFI-2x (VF2
-VFI). In other words, the originally required lower A/D
The upper and lower limits of the conversion range of the conversion circuit 51 are expanded (in this example, four times the original conversion range). As a result, even if the upper A/D conversion result contains some error,
If the output of the subtraction amplifier 4 is within the above conversion range, it can be corrected. Note that this correction will be explained in detail later. The digital output of the lower A/D conversion circuit 51 is set to V when the output of the subtracting amplifier 4 changes ideally.
When changing from Fl to VF2, “ooooooo”
It becomes a digital value from "001111". or,
When it is smaller than VFI, it becomes a negative number, and when it is larger than VF2, it becomes a digital value larger than "001111'. Note that the upper and lower limits of the conversion range of the lower A/D conversion circuit 51 as described above are determined by the reference voltage generation circuit 10. It is controlled by the voltage generated by the

上位A/D変換回路3の出力35と下位A/D変換回路
51の出力54は、加算器6により加算され10ビツト
のディジタル量となり、出力ラッチ7及び出力端子8を
介してディジタル出力される。但し、上位A/D変換回
路3の出力35は上位6ビツトを表わしているので、例
えば上位結果が“IO旧旧”であれば4桁上位側にシフ
トされ“1.001010000°となってから、下位
A/D変換回路51の出力54と加算される。このよう
に、上位A/D変換回路3の出力35と下位A/D変換
回路51の出力54を加算することにより、上位A/D
変換回路3の出力35か多少の誤差を含んでいても補正
することができる。これは、ディジタル補正として広く
知られており、以下にその原理を説明する。
The output 35 of the upper A/D conversion circuit 3 and the output 54 of the lower A/D conversion circuit 51 are added by the adder 6 to form a 10-bit digital quantity, which is output digitally via the output latch 7 and the output terminal 8. . However, since the output 35 of the upper A/D conversion circuit 3 represents the upper 6 bits, for example, if the upper result is "IO old/old", it is shifted to the upper 4 digits and becomes "1.001010000°". , is added to the output 54 of the lower A/D conversion circuit 51. In this way, by adding the output 35 of the upper A/D conversion circuit 3 and the output 54 of the lower A/D conversion circuit 51, the upper A/D conversion circuit 3 is added to the output 54 of the lower A/D conversion circuit 51. D
Even if the output 35 of the conversion circuit 3 contains some error, it can be corrected. This is widely known as digital correction, and the principle thereof will be explained below.

今、入力アナログ量か正確にディジタル量(DC+DF
)に対応していたとする。但し、DCは上位A/D変換
回路3の出力35に相当するディジタル量、DFは下位
A/D変換回路51の出力54に相当するディジタル量
である。例えば、(DC+DF)か“10010111
01′なら、2進数表記でDCは“100101000
0”  D Fは“1101“となる。ディジタル量D
C及びDFに対するアナログ量をVC及びVFとすると
、人力アナログ量VINは、 V  I  N  −VC+VF          
 、、、(1)となる。ここで、上位A/D変換の過程
で誤差が生じ、その結果DC’が真値DCからDEたけ
シフトしたとすると、DC’ は、 DC’  −DC+DE       、−(2)とな
る。その結果、DEに対応するアナログ量をVEとすれ
ば、上位A/D変換回路3の出力35は、 VC’   −VC+VE           ・=
(3)となる。今、説明を容易にするため減算増幅器4
の増幅率を1とすると、減算増幅器4の出力VSUBは
、 (1)式及び (3)式よりVSUB  −VIN
−VC’ −VF−VE       ・・・(4)となる。従っ
て、VSUBをA/D変換した下位A/D変換回路51
の出力54は、 DF’  −DF−DE       ・・・(5)と
なる。その結果、DC’ とDF’を加算すれば、最終
的なディジタル出力DOUTは、(2)式及び(5)式
より、 DOUT  =  DC’  +DF’−DC+DF 
        ・ (6)となり、誤差成分DEか相
殺される。
Now, input analog quantity or exactly digital quantity (DC + DF
). However, DC is a digital amount corresponding to the output 35 of the upper A/D conversion circuit 3, and DF is a digital amount corresponding to the output 54 of the lower A/D conversion circuit 51. For example, (DC+DF) or “10010111
01', DC is "100101000" in binary notation.
0” D F becomes “1101”. Digital quantity D
If the analog quantities for C and DF are VC and VF, the manual analog quantity VIN is V I N - VC + VF
,,(1). Here, if an error occurs in the process of upper A/D conversion and as a result, DC' is shifted by DE from the true value DC, then DC' becomes DC' - DC+DE, -(2). As a result, if the analog quantity corresponding to DE is VE, the output 35 of the upper A/D conversion circuit 3 is VC' -VC+VE ・=
(3) becomes. Now, for ease of explanation, subtracting amplifier 4
Assuming that the amplification factor of is 1, the output VSUB of the subtraction amplifier 4 is VSUB −VIN from equations (1) and (3).
-VC' -VF-VE (4). Therefore, the lower A/D conversion circuit 51 which A/D converted VSUB.
The output 54 is DF'-DF-DE (5). As a result, by adding DC' and DF', the final digital output DOUT is obtained from equations (2) and (5): DOUT = DC' + DF' - DC + DF
- (6), and the error component DE is canceled out.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

従来のA/Dコンバータは以上の様に構成されているか
、実際のサンプルホールド回路2にはドループが生ずる
ことか知られている。即ち、クロック信号CLIかLレ
ベルよりHレベルに変化することにより、サンプルホー
ルド回路2の出力は入力端子1より入力されたアナロク
信号のこの瞬間の電圧値に保持されるが、この保持電圧
は理想的には次にクロック信号CLIがLレベルに変化
するまで一定であるが、実際には変動が生ずる。
It is known that the conventional A/D converter is configured as described above, and that droop occurs in the actual sample and hold circuit 2. That is, by changing the clock signal CLI from the L level to the H level, the output of the sample and hold circuit 2 is held at the current voltage value of the analog signal input from the input terminal 1, but this holding voltage is not ideal. Ideally, it remains constant until the next time the clock signal CLI changes to the L level, but in reality, fluctuations occur.

このサンプルホールド回路2のドループ現象によって、
以下の様な問題点か生していた。
Due to the droop phenomenon of this sample and hold circuit 2,
The following problems were encountered.

第5図はその様な問題点を示しており、第5図にそって
説明する。第5図(a)では点線101がアナログ入力
信号、細い実線102及び太い実線103かサンプルホ
ールド回路2の理想及びドループか生じた実際の出力、
鎖線]04かD/A変換回路34の出力である。第5図
(b)では、細い実線105及び太い実線106か減算
増幅器4の理想及び実際の出力、鎖線107及び108
か下位A/D変換回路の基準電圧印加端子52及び5B
の印加電圧である。第5図(e) 、 (d)及び(e
)は、それぞれクロック信号CL1..CL2及びCL
3のタイミンクを示している。
FIG. 5 shows such a problem, which will be explained along with FIG. In FIG. 5(a), the dotted line 101 is the analog input signal, the thin solid line 102 and the thick solid line 103 are the ideal output of the sample and hold circuit 2, and the actual output caused by droop.
The dashed line]04 is the output of the D/A conversion circuit 34. In FIG. 5(b), the thin solid line 105 and the thick solid line 106, the ideal and actual outputs of the subtracting amplifier 4, the dashed lines 107 and 108
Reference voltage application terminals 52 and 5B of the lower A/D conversion circuit
is the applied voltage. Figures 5(e), (d) and (e)
) are the clock signals CL1. .. CL2 and CL
3 timing is shown.

クコツク信号CL1がLレベルからHレベルに変わる時
、サンプルホールド回路2はアナロク人力〕0]の保持
を開始する。これ以後、サンプルホールド回路2にドル
ープか無ければ点Aの電圧は保持され細い実線102と
なるか、実際にはドループにより点Aの電圧は変動し太
い実線103となる。
When the signal CL1 changes from the L level to the H level, the sample and hold circuit 2 starts holding the analog input [0]. After this, if there is no droop in the sample-and-hold circuit 2, the voltage at point A is held and becomes a thin solid line 102, or in reality, the voltage at point A fluctuates due to droop and becomes a thick solid line 103.

次に、クロック信号CL2かLレベルからHレー・ルに
変わる瞬間に上位A/D変換回路3により、A/D変換
か行われる。このとき、実際のサンプルホールド回路2
の出力は、その理想出力B′がらBヘシフトしているた
め上位A/D変換の過程で誤差が生じる。しかし、上位
A/D変換回路3以外の回路か理想的な動作をしておれ
ば、前述のディジタル補正によりその様な誤差は相殺さ
れ、A/Dコンバータの最終8カに誤差か現れることは
ない。この後、減算増幅器4により、サンプルホールド
回路2の出力からD/A変換回路34の出力か減算され
ることになる。しかし、サンプルホールド回路2の出力
か理想であれば減算増幅器4の出力は細い実線105と
なるか、実際には太い実線106となる。
Next, at the moment when the clock signal CL2 changes from the L level to the H rail, the upper A/D conversion circuit 3 performs A/D conversion. At this time, the actual sample hold circuit 2
Since the output of is shifted from its ideal output B' to B, an error occurs in the process of upper A/D conversion. However, if the circuits other than the upper A/D converter circuit 3 are operating ideally, such errors will be canceled out by the digital correction described above, and no errors will appear in the final eight circuits of the A/D converter. do not have. Thereafter, the subtraction amplifier 4 subtracts the output of the D/A conversion circuit 34 from the output of the sample and hold circuit 2. However, if the output of the sample-and-hold circuit 2 is ideal, the output of the subtracting amplifier 4 will be a thin solid line 105, or actually a thick solid line 106.

次に、クロック信号CL3かLレベルからHレベルに変
わった瞬間に、下位A/D変換か行われる。このときの
サンプルホールド回路2の出力か理想的に細い実線10
2上の点C′であれば、このときのD/A変換回路34
の出力りとの減算か行われ、減算増幅器4の出力は細い
実線105上の点E′ となる。しかし、実際にはドル
ープが生じ、サンプルホールド回路2の出力は理想的な
点C′からV’Eたけシフトして太い実線103上の点
Cとなっているので、減算増幅器4の出力もまた点E′
からVEたけシフトして太い実線106上の点Eとなっ
ており、この値か下位A/D変換回路5]によりA/D
変換されることになる。
Next, at the moment when the clock signal CL3 changes from L level to H level, lower A/D conversion is performed. The output of sample hold circuit 2 at this time is the ideal thin solid line 10
If it is point C' on 2, the D/A conversion circuit 34 at this time
The output of the subtraction amplifier 4 becomes a point E' on the thin solid line 105. However, in reality, a droop occurs and the output of the sample-and-hold circuit 2 is shifted from the ideal point C' by V'E to point C on the thick solid line 103, so the output of the subtracting amplifier 4 is also Point E'
It is shifted by VE from VE to point E on the thick solid line 106, and from this value, the lower A/D conversion circuit 5] converts the A/D
It will be converted.

一方、下位A/D変換回路51の高電位側基準電圧1〔
]7及び低電位基準電圧108は固定されているので、
それらによって決まるアナロク人力とディジタル出力の
関係も固定されている。即ち、各ディジタル出力に対応
した入カレベルか全て固定され、下位A/D変換回路5
1の入力が理想的な場合に対して正しい出力をするよう
になっている。従って、ドループにより誤差を牛した下
位A/D変換回路51の入力に対しては誤差を生し、そ
の結果、A/Dコンバータの最終結果も誤差を生しると
いう問題点かあった。
On the other hand, the high potential side reference voltage 1 of the lower A/D conversion circuit 51 [
]7 and the low potential reference voltage 108 are fixed, so
The relationship between analog human power and digital output determined by these is also fixed. That is, the input level corresponding to each digital output is all fixed, and the lower A/D conversion circuit 5
It is designed to give the correct output when an input of 1 is ideal. Therefore, there is a problem in that an error occurs in the input of the lower A/D converter circuit 51 due to droop, and as a result, the final result of the A/D converter also causes an error.

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、サンプルホールド回路にドループか生じても
誤差のない正しいA/D変換結果を生成てきるA/Dコ
ンバータを得ることを目的とする。
This invention was made to solve the above-mentioned problems, and its purpose is to provide an A/D converter that can generate correct A/D conversion results without errors even if droop occurs in the sample and hold circuit. shall be.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

この発明に係るA/Dコンバータは、第1のサンプルホ
ールド回路をアナロク入力端子に接続し、A/D変換回
路を前記第1のサンプルホールド回路に接続し、第2の
サンプルホールド回路を前記A/D変換回路の基準電圧
発生回路と前記A/D変換回路の高電位側基準電圧印加
端子の間に接続し、第3のサンプルホールド回路を前記
基準電圧発生回路と前記A/D変換回路の低電位側基準
電圧印加端子の間に接続し、第1〜第3のサンプルホー
ルド回路を同一の特性を有するものとするとともに、第
1〜第3のサンプルホールド回路を同一のクロック信号
発生回路のクロック信号により同時に駆動するようにし
たものである。
In the A/D converter according to the present invention, a first sample and hold circuit is connected to the analog input terminal, an A/D conversion circuit is connected to the first sample and hold circuit, and a second sample and hold circuit is connected to the A/D converter. A third sample and hold circuit is connected between the reference voltage generation circuit of the /D conversion circuit and the high potential side reference voltage application terminal of the A/D conversion circuit, and a third sample hold circuit is connected between the reference voltage generation circuit of the reference voltage generation circuit and the A/D conversion circuit. The first to third sample and hold circuits are connected between the low potential side reference voltage application terminals and have the same characteristics, and the first to third sample and hold circuits are connected to the same clock signal generation circuit. They are designed to be driven simultaneously by clock signals.

〔作用〕[Effect]

この発明におけるA/D変換回路の基準電圧発生回路と
前記A/D変換回路の高電位側基準電圧印加端子の間に
接続された第2のサンプルホールド回路及び前記基準電
圧発生回路と前記A/D変換回路の低電位側基準電圧印
加端子の間に接続された第3のサンプルホールド回路は
、アナログ入力端子に接続された第1のサンプルホール
ド回路と同一の特性を有し且つ第1のサンプルホールド
回路と同時に駆動されるので、それぞれ、前記A/D変
換回路の高電位側基準電圧及び低電位側基準電圧を、ア
ナログ入力端子に接続された第1のサンプルホールド回
路のドループによる出力の変動量と同一の量たけ変動さ
せる二とかできる。
In the present invention, a second sample and hold circuit is connected between the reference voltage generation circuit of the A/D conversion circuit and the high potential side reference voltage application terminal of the A/D conversion circuit, and the reference voltage generation circuit and the A/D conversion circuit are connected to each other. The third sample and hold circuit connected between the low potential side reference voltage application terminals of the D conversion circuit has the same characteristics as the first sample and hold circuit connected to the analog input terminal, and has the same characteristics as the first sample and hold circuit connected to the analog input terminal. Since the hold circuits are driven at the same time, the high-potential side reference voltage and low-potential side reference voltage of the A/D conversion circuit are controlled by the output fluctuation due to the droop of the first sample-and-hold circuit connected to the analog input terminal. It is possible to change the amount by the same amount as the amount.

〔実施例〕〔Example〕

第1図はこの発明の一実施例を示す直並列型A/Dコン
バータの構成図である。図において、21はアナログ入
力端子1に接続された第1のサンプルホールド回路、2
01は基準電圧発生回路10と下位A/D変換回路51
の高電位側基準電圧印加端子52の間に接続され、且つ
第1のサンプルホールド回路21と同一の特性を有する
第2のサンプルホールド回路、202は基準電圧発生回
路10と下位A/D変換回路51の低電位側基準電圧印
加端子53の間に接続され、且つ第1のサンプルホール
ド回路21と同一の特性を有する第3のサンプルホール
ド回路、CLlはクロック信号発生回路11から出力さ
れるクロック信号であり、第1〜第3のサンプルホール
ド回路21.201及び202の駆動信号である。その
他の構成は従来例と同様であり、説明を省略する。
FIG. 1 is a block diagram of a series-parallel type A/D converter showing one embodiment of the present invention. In the figure, 21 is a first sample and hold circuit connected to analog input terminal 1;
01 is the reference voltage generation circuit 10 and the lower A/D conversion circuit 51
A second sample-and-hold circuit 202 is connected between the high-potential side reference voltage application terminal 52 and has the same characteristics as the first sample-and-hold circuit 21; A third sample and hold circuit CL1 is connected between the low potential side reference voltage application terminals 53 of 51 and has the same characteristics as the first sample and hold circuit 21, and CL1 is a clock signal output from the clock signal generation circuit 11. This is the drive signal for the first to third sample and hold circuits 21, 201 and 202. The other configurations are the same as those of the conventional example, and their explanation will be omitted.

次に、上記のように構成されたA/DコンI・−夕の動
作について説明する。第2図は、その動作を示したもの
である。第2図(a)において、点線]01はアナログ
入力信号、細い実線]02及び太い実線103は第1の
サンプルホールド回路21の理想的な出力及びドループ
の影響による実際の出力、鎖線104はD/A変換回路
34の出力である。また、第2図(b)においては、細
い実線]05及び太い実線106は減算増幅器4の理襲
的な出力及びドループの影響による実際の出力、鎖線2
03は高電位側基準電圧印加端子52に印加された基準
電圧、鎖線204は低電位側基準電圧印加端子53に印
加された基準電圧である。
Next, the operation of the A/D controller configured as described above will be explained. FIG. 2 shows the operation. In FIG. 2(a), the dotted line 01 is an analog input signal, the thin solid line 02 and the thick solid line 103 are the ideal output of the first sample-and-hold circuit 21 and the actual output due to the influence of droop, and the chain line 104 is D /A conversion circuit 34 output. In addition, in FIG. 2(b), the thin solid line 05 and the thick solid line 106 are the theoretical output of the subtracting amplifier 4 and the actual output due to the influence of droop, and the chain line 2
03 is the reference voltage applied to the high potential side reference voltage application terminal 52, and the chain line 204 is the reference voltage applied to the low potential side reference voltage application terminal 53.

一方、第2図(c) 、 (d)及び(e)は、それぞ
れクロック信号CL1.CL2及びCL3のタイミング
を示しており、クロック信号CLI、CL2及びCL3
はそれぞれ時間t1、t2及びt3のときにLレベルか
らHレベルに変わるものとする。
On the other hand, FIGS. 2(c), 2(d) and 2(e) show clock signals CL1. It shows the timing of CL2 and CL3, and shows the timing of clock signals CLI, CL2 and CL3.
are assumed to change from L level to H level at times t1, t2, and t3, respectively.

従って、クロック信号CLIがLレベルからHレベルに
変ねる時間t1において、第1のサンプルホールド回路
21はアナログ入力信号101の時間t1における点A
の電圧の保持を開始する。その後は、第1のサンプルホ
ールド回路21にドルプが無ければ点Aの電圧は保持さ
れ理想的な出力102となるが、実際にはドループの影
響により点Aの電圧は減少傾向となり出力103のよう
になる。
Therefore, at time t1 when the clock signal CLI changes from L level to H level, the first sample and hold circuit 21 outputs the analog input signal 101 at point A at time t1.
starts holding the voltage. After that, if there is no droop in the first sample and hold circuit 21, the voltage at point A will be held and the ideal output 102 will be obtained, but in reality, the voltage at point A will tend to decrease due to the influence of the droop, and the output will be like output 103. become.

次に、クロック信号CL2がLレベルからHレベルに変
わる時間t2において、第1のサンプルホールド回路2
1の出力は上位A/D変換回路3により上位A/D変換
が行われ、その中間出力31はD/A変換回路34によ
りD/A変換された後、減算増幅器4の一方の入力端子
に入力される。
Next, at time t2 when the clock signal CL2 changes from L level to H level, the first sample hold circuit 2
The output of 1 is subjected to upper A/D conversion by the upper A/D conversion circuit 3, and the intermediate output 31 is D/A converted by the D/A conversion circuit 34, and then sent to one input terminal of the subtracting amplifier 4. is input.

尚、時間t2においては、第1のサンプルホールド回路
21の出力は第2図(a)で示すように理想的な点B′
から点Bヘシフトしている。しかし、上位A/D変換回
路3以外の回路か理想的な動作をしている限りは、既に
述べたディジタル補正により上位A/D変換回路3にお
いて生した誤差は相殺されるので、D/A変換回路34
の出力は、第1のサンプルホールド回路21の理想的な
点B′における出力をD/A変換した出力104として
扱っても差しつかえない。従って、減算増幅器4により
、第1のサンプルホールド回路21の出力からD/A変
換回路34の出力104か減算されることになる。もし
第1のサンプルホールド回路21の出力が理想的であれ
ば、減算増幅器4の出力は第2図(b)の細い実線]0
5となるか、実際にはドループの影響を受けて太い実線
10bとなる。
Incidentally, at time t2, the output of the first sample and hold circuit 21 is at the ideal point B' as shown in FIG. 2(a).
It has shifted from point B to point B. However, as long as circuits other than the upper A/D converter circuit 3 are operating ideally, the error generated in the upper A/D converter circuit 3 is canceled out by the digital correction described above, so the D/A Conversion circuit 34
The output may be treated as the output 104 obtained by D/A converting the output at the ideal point B' of the first sample and hold circuit 21. Therefore, the subtraction amplifier 4 subtracts the output 104 of the D/A conversion circuit 34 from the output of the first sample hold circuit 21. If the output of the first sample-and-hold circuit 21 is ideal, the output of the subtraction amplifier 4 is the thin solid line in FIG. 2(b)]0
5, or actually becomes a thick solid line 10b due to the influence of droop.

次に、クロック信号CL3かLレベルからHレベルに変
わる時間t3て、減算増幅器4の出力]06は下位A/
D変換回路51によりA/D変換が行われる。このとき
の第1のサンプルホールド回路21の出力が理想的な点
C′であれば、時間t3におけるD/A変換回路34の
出力104上の点りとの減算か行われ、減算増幅器4の
出力は細い実線105上の点E′ となる。しかし、実
際にはドループか生し、第1のサンプルホールド回路2
1の出力は理想的な出力102上の点C′からVEたけ
シフトして出力103上の点Cとなっているので、減算
増幅器4の出力もまた出力105上の点E′からVEた
けシフトして出力1.06上の点Eとなり、この出力値
かA/D変換される。
Next, at time t3 when the clock signal CL3 changes from the L level to the H level, the output of the subtracting amplifier 4]06 becomes the lower A/
A/D conversion is performed by the D conversion circuit 51. If the output of the first sample and hold circuit 21 at this time is the ideal point C', subtraction is performed with the point on the output 104 of the D/A conversion circuit 34 at time t3, and the point on the output 104 of the D/A conversion circuit 34 at time t3 is The output becomes point E' on the thin solid line 105. However, in reality, a droop occurs and the first sample and hold circuit 2
Since the output of subtraction amplifier 4 is shifted by VE from point C' on ideal output 102 to point C on output 103, the output of subtraction amplifier 4 is also shifted by VE from point E' on output 105. This results in a point E on the output 1.06, and this output value is A/D converted.

以上の動作は、従来例と同様である。The above operation is similar to the conventional example.

一方、基準電圧発生回路10と下位A/D変換回路51
の高電位側基準電圧印加端子52に接続された第2のサ
ンプルホールド回路201及び基準電圧発生回路10と
下位A/D変換回路51の低電位側基準電圧印加端子5
3に接続された第3のサンプルホールド回路202は、
アナログ入力端子1に接続された第1のサンプルホール
ド回路21と共通のクロック信号CL]により駆動され
ることになるので、アナログ入力の保持の開始と同し時
間t1より基準電圧発生回路1oの出力(第2図(b)
における点X及びY)の保持を開始する。また、第2の
サンプルホールド回路2〔]1及び第3のサンプルホー
ルド回路202は、第1のサンプルホールド回路21と
同一の特性を何するように構成されるので、第2のサン
プルホールド回路201及び第3のサンプルホールド回
路202の出力のドループによる変動量は、第1のサン
プルホールド回路21の出力のドループによる変動量と
同一となる。従って、下位A/D変換か行われる時間t
3においては、下位A/D変換回路51の高電位側基準
電圧203及び低電位側基準電圧204は、それぞれ、
減算増幅器4の出力の時間t3におけるシフトfiVE
と同し量たけその初期値X及びYよりシフトして点W及
びZにおける電圧値となる。即ち、下位A/D変換回路
51のアナログ入力とディジタル出力の関係、換言すれ
ば、各ディジタル出力に対応したアナログ入力レベルも
全てVEたけシフトしたことになる。
On the other hand, the reference voltage generation circuit 10 and the lower A/D conversion circuit 51
The second sample hold circuit 201 connected to the high potential reference voltage application terminal 52 of the reference voltage generation circuit 10 and the low potential reference voltage application terminal 5 of the lower A/D conversion circuit 51.
The third sample and hold circuit 202 connected to
Since it is driven by the common clock signal CL with the first sample and hold circuit 21 connected to the analog input terminal 1, the output of the reference voltage generation circuit 1o starts from the same time t1 as the start of holding the analog input. (Figure 2(b)
Start holding points X and Y) at Furthermore, since the second sample and hold circuit 2[]1 and the third sample and hold circuit 202 are configured to have the same characteristics as the first sample and hold circuit 21, the second sample and hold circuit 201 The amount of variation in the output of the third sample and hold circuit 202 due to droop is the same as the amount of variation in the output of the first sample and hold circuit 21 due to droop. Therefore, the time t during which the lower A/D conversion is performed
In No. 3, the high potential side reference voltage 203 and the low potential side reference voltage 204 of the lower A/D conversion circuit 51 are respectively as follows.
Shift fiVE of the output of subtraction amplifier 4 at time t3
The voltage values at points W and Z are shifted by the same amount from their initial values X and Y. That is, the relationship between the analog input and digital output of the lower A/D conversion circuit 51, in other words, the analog input level corresponding to each digital output has also all been shifted by VE.

その結果、第1のサンプルホールド回路21て生したド
ループによる誤差を含んた下位A/D変換回路51のア
ナログ入力に対して、下位A/D変換回路51は前述の
誤差を含まない正しいディジタル量を出力することにな
る。このように、サンプルホールド回路で生じるドルー
プを積極的に利用することにより、ドループにより生じ
た減算増幅器4の出力の誤差は、下位A/D変換か行わ
れるときに補正され、A/Dコンバータの最終結果も正
しいものか得られることになる。
As a result, for the analog input of the lower A/D converter circuit 51 that includes an error due to the droop generated by the first sample and hold circuit 21, the lower A/D converter circuit 51 outputs a correct digital amount that does not include the above-mentioned error. will be output. In this way, by actively utilizing the droop generated in the sample-and-hold circuit, the error in the output of the subtracting amplifier 4 caused by the droop is corrected when lower A/D conversion is performed, and the error in the output of the A/D converter is corrected. The final result will also be correct.

尚、上記実施例では直並列型A/Dコンバータについて
本発明を適用したものを示したか、直並列型A/Dコン
バータ以外のものについても適用することかできる。例
えば、アナログ入力端子に接続されたサンプルホールド
回路の出力を直接A/D変換回路に人力してA/D変換
を行う並列型又は縦続型A/Dコンバータに対しても本
発明を適用できるものである。
In the above embodiments, the present invention is applied to a series/parallel type A/D converter, but it is also possible to apply the present invention to other types than the series/parallel type A/D converter. For example, the present invention can also be applied to parallel or cascaded A/D converters that perform A/D conversion by manually inputting the output of a sample and hold circuit connected to an analog input terminal to an A/D conversion circuit. It is.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上の様にこの発明によれば、アナログ入力端子及びク
ロック信号発生回路に接続された第1のサンプルホール
ド回路と同一の特性を有し、且つA/D変換回路の基準
電圧発生回路と前記クロック信号発生回路に接続された
第2及び第3のサンプルホールド回路それぞれにより、
前記クロック信号発生回路で発生したクロック信号に応
答して前記基準電圧発生回路で発生した比較的高い第1
の基準電圧及び比較的低い第2の基準電圧をサンプルホ
ールドするようにしたので、前記第1のサンプルホール
ド回路のドループによりA/D変換回路のアナログ入力
に誤差か生じてもA/D変換が行われるときに補正され
、正しいA/D変換結果を生成する二とができる結果、
精度の高いA/Dコンバータか得られる効果かある。
As described above, according to the present invention, the first sample-and-hold circuit connected to the analog input terminal and the clock signal generation circuit has the same characteristics, and the reference voltage generation circuit of the A/D conversion circuit and the clock signal generation circuit have the same characteristics. By each of the second and third sample and hold circuits connected to the signal generation circuit,
A relatively high first voltage generated by the reference voltage generation circuit in response to a clock signal generated by the clock signal generation circuit.
Since the reference voltage of the reference voltage and the relatively low second reference voltage are sampled and held, even if an error occurs in the analog input of the A/D conversion circuit due to the droop of the first sample and hold circuit, the A/D conversion will not be performed. The result can be corrected when performed and produce correct A/D conversion results;
The effect can be obtained by using a highly accurate A/D converter.

【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によるA/Dコンバータを
示す構成図、第2図はこの発明の一実施例によるA/D
コンバータの動作説明用波形図、第3図は従来のA/D
コンバータを示す構成図、第4図及び第5図は従来のA
/Dコンバータの動作説明用波形図である。 図において、1はアナログ入力端子、1oは基f$電圧
発生回路、11はクロック信号発生回路、21は第1の
サンプルホールド回路、51はA/D変換回路、52は
高電位側基準電圧印加端子、53は低電位側基準電圧印
加端子、201は第2のサンプルホールド回路、202
は第3のサンプルホールド回路である。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。
FIG. 1 is a configuration diagram showing an A/D converter according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a block diagram showing an A/D converter according to an embodiment of the present invention.
Waveform diagram for explaining the operation of the converter, Figure 3 is a conventional A/D
The configuration diagrams showing the converter, FIGS. 4 and 5, are the conventional A
FIG. 3 is a waveform diagram for explaining the operation of the /D converter. In the figure, 1 is an analog input terminal, 1o is a base f$ voltage generation circuit, 11 is a clock signal generation circuit, 21 is a first sample hold circuit, 51 is an A/D conversion circuit, and 52 is a high potential side reference voltage application. Terminal 53 is a low potential side reference voltage application terminal, 201 is a second sample hold circuit, 202
is the third sample and hold circuit. Note that the same reference numerals in each figure indicate the same or corresponding parts.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)A/D変換されるべきアナログ信号を入力するア
ナログ入力端子と、 クロック信号を発生するクロック信号発生回路と、 前記アナログ入力端子及び前記クロック信号発生回路に
接続され、前記クロック信号に応答して前記アナログ信
号をサンプルホールドする第1のサンプルホールド回路
と、 比較的電圧の高い第1及び比較的電圧の低い第2の基準
電圧を発生する基準電圧発生回路と、前記基準電圧発生
回路及び前記クロック信号発生回路に接続され、前記第
1のサンプルホールド回路と同一特性を有し、前記クロ
ック信号に応答して前記第1の基準電圧をサンプルホー
ルドする第2のサンプルホールド回路と、 前記基準電圧発生回路及び前記クロック信号発生回路に
接続され、前記第1のサンプルホールド回路と同一特性
を有し、前記クロック信号に応答して前記第2の基準電
圧をサンプルホールドする第3のサンプルホールド回路
と、 前記第1〜第3のサンプルホールド回路に接続され、前
記第2及び第3のサンプルホールド回路によりサンプル
ホールドされた前記第1及び第2の基準電圧を高電位側
及び低電位側基準電圧印加端子にそれぞれ受け、前記第
1のサンプルホールド回路にサンプルホールドされた前
記アナログ信号をA/D変換するA/D変換回路とを備
えたA/Dコンバータ。
(1) An analog input terminal for inputting an analog signal to be A/D converted, a clock signal generation circuit for generating a clock signal, connected to the analog input terminal and the clock signal generation circuit, and responsive to the clock signal. a first sample and hold circuit that samples and holds the analog signal; a reference voltage generation circuit that generates a first reference voltage of relatively high voltage and a second reference voltage of relatively low voltage; a second sample and hold circuit that is connected to the clock signal generation circuit, has the same characteristics as the first sample and hold circuit, and samples and holds the first reference voltage in response to the clock signal; and the reference. a third sample and hold circuit that is connected to the voltage generation circuit and the clock signal generation circuit, has the same characteristics as the first sample and hold circuit, and samples and holds the second reference voltage in response to the clock signal; and the first and second reference voltages connected to the first to third sample and hold circuits and sampled and held by the second and third sample and hold circuits as high potential side and low potential side reference voltages. An A/D converter comprising: an A/D conversion circuit that A/D converts the analog signals received at application terminals and sampled and held in the first sample and hold circuit.
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