JPH0481128A - A/dコンバータ - Google Patents
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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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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
【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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
)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。
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。
、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。
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。
以下の様な問題点か生していた。
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。
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。
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。
、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。
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。
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。
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。
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。
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。
]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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
以上の動作は、従来例と同様である。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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$電圧
発生回路、11はクロック信号発生回路、21は第1の
サンプルホールド回路、51はA/D変換回路、52は
高電位側基準電圧印加端子、53は低電位側基準電圧印
加端子、201は第2のサンプルホールド回路、202
は第3のサンプルホールド回路である。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。
示す構成図、第2図はこの発明の一実施例によるA/D
コンバータの動作説明用波形図、第3図は従来のA/D
コンバータを示す構成図、第4図及び第5図は従来のA
/Dコンバータの動作説明用波形図である。 図において、1はアナログ入力端子、1oは基f$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。
Claims (1)
- (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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19747690A JPH0481128A (ja) | 1990-07-23 | 1990-07-23 | A/dコンバータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19747690A JPH0481128A (ja) | 1990-07-23 | 1990-07-23 | A/dコンバータ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0481128A true JPH0481128A (ja) | 1992-03-13 |
Family
ID=16375120
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19747690A Pending JPH0481128A (ja) | 1990-07-23 | 1990-07-23 | A/dコンバータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0481128A (ja) |
-
1990
- 1990-07-23 JP JP19747690A patent/JPH0481128A/ja active Pending
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