JPH06224765A - アナログ・ディジタル変換回路 - Google Patents

アナログ・ディジタル変換回路

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JPH06224765A
JPH06224765A JP1112593A JP1112593A JPH06224765A JP H06224765 A JPH06224765 A JP H06224765A JP 1112593 A JP1112593 A JP 1112593A JP 1112593 A JP1112593 A JP 1112593A JP H06224765 A JPH06224765 A JP H06224765A
Authority
JP
Japan
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output
reference voltage
analog
signal
comparator
Prior art date
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Application number
JP1112593A
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English (en)
Inventor
Hiroshi Sakayori
寛 酒寄
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TERA TEC KK
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TERA TEC KK
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 逐次復号化方式のアナログ・ディジタル変換
回路のハードウェア構成を簡素化する。 【構成】 比較器および減算器の入出力の切換または基
準電圧の切換をスイッチのタイミング制御により行う。 【効果】 高速、低価格、低消費電力、高信頼度であ
り、ハードウェア構成を変更することなく任意の分解能
が得られるアナログ・ディジタル変換回路が実現でき
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はアナログ量をある種の数
値出力、あるいは符号に変換して出力する回路に利用す
る。特に、逐次符号化方式におけるハードウェア構成の
簡素化技術に関する。
【0002】
【従来の技術】アナログ信号をディジタル信号に変換す
る回路は、さまざまな方式のものが広く知られている。
ここでは、逐次符号化方式について説明する。図6を参
照して従来例の逐次符号化回路について説明する。図6
は従来例回路のブロック構成図である。アナログ信号が
アナログ入力端子1から入力される。比較器2ではこの
アナログ信号値をディジタル・アナログ変換回路4から
出力される信号値(初期値として入力信号レベルのフル
スケールの2分の1が用いられることが多い)と比較す
る。論理回路3は、入力信号がディジタル・アナログ変
換回路4の出力よりも大きければ1つ前のディジタル出
力にそのディジタル出力の1/2を加えたコードを出力
する。入力信号がディジタル・アナログ変換回路4の出
力よりも小さければ、1つ前のディジタル出力からそれ
の1/2を引いたコードを出力する。この操作を必要な
ビット数分繰り返す。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】逐次符号化は、限られ
たメモリ量および計算回数のもとで近似的に最尤復号を
実現できる優れた符号化方式である。しかし、従来例で
説明したようなアナログ・ディジタル変換回路には、こ
のアナログ・ディジタル変換回路と同等以上の性能のデ
ィジタル・アナログ変換回路や比較器の出力に応じてこ
のディジタル・アナログ変換回路にディジタルデータを
供給するための論理回路が必要である。
【0004】このような複雑な構造では、高速動作が
困難である、コストや消費電力が大きい、信頼性が
低い、などの問題がある。
【0005】本発明はこのような背景に行われたもので
あり、簡素なハードウェア構成により高速で動作し、低
価格、低消費電力で信頼性の高いアナログ・ディジタル
変換回路を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、アナログ・デ
ィジタル変換回路である。ここで、本発明の特徴とする
ところは、アナログ入力端子と、このアナログ入力端子
が一方の入力に接続された第一の切換回路と、この第一
の切換回路の選択出力が正入力に接続されその出力が前
記第一の切換回路の他方の入力に接続された減算器と、
基準電圧を発生する基準電圧発生器と、この基準電圧を
負入力とし前記選択出力を正入力とする比較器と、この
比較器の出力により切換制御され前記基準電圧および共
通電位をそれぞれ入力とし選択出力を前記減算器の負入
力に与える第二の切換回路とを備え、前記比較器の出力
がディジタル出力端子に接続されたところにある。
【0007】前記減算器の利得が2であり、前記基準電
圧は、フルスケールの半分の電位であることが望まし
い。
【0008】前記減算器の利得が1であり、前記基準電
圧は前記比較器の出力毎に前回の基準電圧の半分の電位
に設定される手段を備える構成とすることもできる。
【0009】前記第一の切換回路の選択出力を前記減算
器に与える通路にバッファ回路およびサンプリング回路
が縦続接続された回路を備えることが望ましい。
【0010】
【作用】比較器および減算器の入出力あるいは基準電圧
の切換をスイッチの切換タイミングの制御により行い逐
次符号化を行う。
【0011】これにより、簡素なハードウェア構成によ
り高速で動作し、低価格、低消費電力で信頼性の高いア
ナログ・ディジタル変換回路が実現できる。
【0012】
【実施例】本発明第一実施例の構成を図1を参照して説
明する。図1は本発明第一実施例回路のブロック構成図
である。
【0013】本発明は、アナログ・ディジタル変換回路
である。ここで、本発明の特徴とするところは、アナロ
グ入力端子1と、このアナログ入力端子1が一方の入力
に接続された第一の切換回路6と、この第一の切換回路
6のスイッチSW1の選択出力が正入力に接続されその
増幅出力が第一の切換回路6の他方の入力に接続された
減算器8と、フルスケールの半分の電位を基準電圧とし
て発生する基準電圧発生器10と、この基準電圧を負入
力とし前記選択出力を正入力とする比較器2と、この比
較器2の出力により切換制御され前記基準電圧および共
通電位をそれぞれ入力とし選択出力を減算器8の負入力
に与える第二の切換回路12とを備え、比較器2の出力
がディジタル出力端子5に接続されたところにある。こ
の減算器8の利得は2である。
【0014】また、第一の切換回路6の選択出力を減算
器8に与える通路にバッファ回路11およびサンプリン
グ回路としてスイッチSW2およびコンデンサC2が縦
続接続された回路を備える。
【0015】次に、本発明第一実施例の動作を説明す
る。アナログ入力信号は、スイッチSW1から入力さ
れ、コンデンサC1に蓄積される。このコンデンサC1
に蓄積された信号値は、バッファ回路11およびスイッ
チSW2を介してコンデンサC2に蓄積される。このス
イッチSW2およびコンデンサC2はサンプリング回路
を構成している。このコンデンサC2に蓄積された信号
値は、比較器2で最大入力レベルをフルスケールとして
このフルスケールの2分の1の基準電圧発生器10の基
準電圧と比較され、コンデンサC2に蓄積された信号値
の方が大きければ比較器2はディジタル論理値の「H」
を出力し、小さければ「L」を出力する。これがディジ
タル信号出力の先頭ビットである。
【0016】コンデンサC2の信号値は、同時に減算器
8の端子91に与えられ、減算器8のもう一方の端子9
2は第二の切換回路12を介して基準電圧発生器10ま
たはグランドに接続される。この第二の切換回路12
は、比較器2の出力により切換られ、比較器2の出力が
「H」であれば基準電圧発生器10の側に切換られ、比
較器2の出力が「L」であればグランド側に切換られ
る。
【0017】したがって、減算器8の出力は信号値が2
分の1フルスケールよりも大きければ信号値から2分の
1フルスケール値を差し引いた値の減算器8の利得倍の
出力が得られる。また、信号値が2分の1フルスケール
よりも小さければその信号値の減算器8の利得倍の出力
が得られる。ここで、減算器8の利得は2倍である。
【0018】この減算器8の出力は第一の切換回路6の
スイッチSW1のb側を介してバッファ2の入力に帰還
される。この帰還された信号値は、上述のような手順で
再び比較される。このとき比較器2に入力される信号値
は、減算器8で2倍されているので等価的にフルスケー
ルの4分の1との比較になり、比較器2の出力は先頭ビ
ットの次のビットに相当する。以下同様な手順を必要な
ビット数まで繰り返す。本発明第一実施例では1変換周
期に4ビットを要する。それぞれのビット毎の比較器2
に入力される信号値は、減算器8によりそれぞれ2倍さ
れているので等価的にフルスケールの2分の1、4分の
1、8分の1、16分の1との比較となる。
【0019】以上の手順を図2を参照してさらに説明す
る。図2は本発明第一実施例の動作を示すフローチャー
トである。アナログ入力端子1からアナログ信号αが入
力される(S1)。アナログ信号αと基準電圧とを比較
する(S2)。基準電圧よりもアナログ信号αの方が大
きければ、ディジタル出力端子5から「H」を出力す
る。同時に、減算器8でアナログ信号αから基準電圧を
減算する(S3)。また、基準電圧よりもアナログ信号
αの方が小さければ、ディジタル出力端子5から「L」
を出力する(S4)。減算器8の出力は入力の利得倍す
なわち2倍されている(S5)。以上の手順を最終ビッ
ト(LSB)まで繰り返す(S6)。最終ビットに達す
れば新たなアナログ信号をアナログ入力端子1から入力
する(S1)。
【0020】次に、図3を参照して本発明第一実施例に
おける各部の動作を説明する。図3は本発明第一実施例
における各部の動作を示すタイムチャートである。アナ
ログ入力端子1にアナログ信号が到来すると、スイッチ
SW1のa側が閉結(ON)され、このアナログ信号を取
り込み、コンデンサC1にこの信号値が蓄積される。同
時にスイッチSW2が閉結され、バッファ回路11を
介し、アナログ信号がコンデンサC2に蓄積される。
この信号値は比較器2に入力され、フルスケールの2
分の1の基準電圧と比較される。この信号値は基準電圧
よりも大きいのでディジタル出力としては「H」が出力
される。これがディジタル信号の先頭ビットとなる。
これを受けて第二の切換回路12のスイッチSW3が基
準電圧発生器10側に閉結される。減算器8にもコン
デンサC2の信号値が入力され、基準電圧を減算されて
から利得倍すなわち2倍されて出力される。つぎのタ
イミングでスイッチSW1がb側に閉結され、減算器
8の出力はコンデンサC1に蓄積される。この信号値は
バッファ回路11に入力され、これまでの手順により
再び比較器2で比較される。このとき比較器2に入力さ
れる信号値は、減算器8で2倍されているので等価的に
フルスケールの4分の1との比較となり、先頭ビットの
次のビットに相当するディジタル信号が出力される。本
発明第一実施例ではこれを4ビット分繰り返し、1変換
周期を終了する。それぞれのビット毎の比較器2に入力
される信号値は、減算器8によりそれぞれ2倍されてい
るので等価的にフルスケールの2分の1、4分の1、8
分の1、16分の1との比較となる。
【0021】本発明第一実施例では、アナログ信号は振
幅がフルスケールの70パーセントの直流であり、これ
を4ビットの分解能でディジタル変換している。分解能
は、スイッチSW1のa側とスイッチSW1のb側およ
びSW2との開閉周期の比率で決定される。本発明第一
実施例では周期比は4である。ディジタル信号の出力波
形から、フルスケールの70パーセントに相当するディ
ジタル出力「HLHH」が得られていることがわかる。
【0022】次に、図4を参照して本発明第二実施例を
説明する。図4は本発明第二実施例回路の構成図であ
る。本発明第二実施例では減算器8の利得を1として、
1ビットアナログ・ディジタル変換動作をする毎に基準
電圧をその前のビットの2分の1に変える。基準電圧発
生器10にあらかじめそれぞれの基準電圧としてフルス
ケールの2分の1、4分の1、8分の1、16分の1の
基準電圧発生回路9を用意しておき、それらを切り替え
て用いる構成である。
【0023】次に、図5を参照して本発明第二実施例の
動作を説明する。図5は本発明第二実施例の各部の動作
を示すタイムチャートである。アナログ入力端子1にア
ナログ信号が到来すると、スイッチSW1のa側が閉結
(ON)され、このアナログ信号を取り込み、コンデンサ
C1にこの信号値が蓄積される。同時にスイッチSW2
が閉結され、バッファ回路11を介し、アナログ信
号がコンデンサC2に蓄積される。この信号値は比較器
2に入力され、フルスケールの2分の1の基準電圧と
比較される。この信号値は基準電圧よりも大きいのでデ
ィジタル出力としては「H」が出力される。これがデ
ィジタル信号の先頭ビットとなる。これを受けて第二の
切換回路12のスイッチSW3が閉結される。減算器
8にもコンデンサC2の信号値が入力され、基準電圧を
減算されて出力される。つぎのタイミングでスイッチ
SW1がb側に閉結され、減算器8の出力はコンデン
サC1に蓄積される。この信号値はバッファ回路11に
入力され、フルスケールの4分の1に切換られた基準
電圧により、これまでの手順を実行して先頭ビットの次
のビットに相当するディジタル信号が出力される。本発
明第二実施例ではこれを4ビット分繰り返し、1変換周
期を終了する。これにより本発明第一実施例と等価な逐
次符号化を行うことができる。
【0024】本発明第二実施例では、基準電圧発生器1
0にあらかじめそれぞれの基準電圧を用意しておき、そ
れらを切り替えて用いる構成であるが、係数2分の1の
掛算器を繰り返し通す構成とすることもできる。
【0025】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば簡
素なハードウェア構成により高速で動作し、低価格、低
消費電力で信頼性の高いアナログ・ディジタル変換回路
が実現できる。
【0026】Nビットのアナログ・ディジタル変換回路
を実現するために要するハードウェア量を従来例と比較
すると、従来例回路は比較器と、Nビットのディジタル
・アナログ変換回路(2N −1個の電流源とスイッチ)
と、論理回路とが必要である。本発明では比較器と、減
算器と、制御回路とで実現できる。
【0027】また、高速アナログ・ディジタル変換回路
として一般に使われているフラッシュ形と同等のスピー
ドを実現しようとすると、それに要するハードウェア
は、フラッシュ形では2N −1個の比較器と、論理回路
とが必要である。本発明ではN個のアナログ・ディジタ
ル変換回路で実現できる。
【0028】また、比較と減算の1周期で1ビットが決
定されるので、この動作を任意の回数繰り返すことで、
任意の分解能のアナログ・ディジタル変換回路を実現で
きる。このときハードウェア構成を変える必要はない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明第一実施例回路の構成図。
【図2】本発明第一実施例の動作を示すフローチャー
ト。
【図3】本発明第一実施例の各部の動作を示すタイムチ
ャート。
【図4】本発明第二実施例回路の構成図。
【図5】本発明第二実施例の各部の動作を示すタイムチ
ャート。
【図6】従来例の構成図。
【符号の説明】
1 アナログ入力端子 2 比較器 3 論理回路 4 ディジタル・アナログ変換回路 5 ディジタル出力端子 6 第一の切換回路 7 制御回路 8 減算器 9 基準電圧発生回路 10 基準電圧発生器 11 バッファ回路 12 第二の切換回路 91、92 端子 SW1、SW2、SW3 スイッチ C1、C2 コンデンサ

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アナログ入力端子と、このアナログ入力
    端子が一方の入力に接続された第一の切換回路と、この
    第一の切換回路の選択出力が正入力に接続されその出力
    が前記第一の切換回路の他方の入力に接続された減算器
    と、基準電圧を発生する基準電圧発生器と、この基準電
    圧を負入力とし前記選択出力を正入力とする比較器と、
    この比較器の出力により切換制御され前記基準電圧およ
    び共通電位をそれぞれ入力とし選択出力を前記減算器の
    負入力に与える第二の切換回路とを備え、前記比較器の
    出力がディジタル出力端子に接続されたことを特徴とす
    るアナログ・ディジタル変換回路。
  2. 【請求項2】 前記減算器の利得が2であり、前記基準
    電圧は、フルスケールの半分の電位である請求項1記載
    のアナログ・ディジタル変換回路。
  3. 【請求項3】 前記減算器の利得が1であり、前記基準
    電圧は前記比較器の出力毎に前回の基準電圧の半分の電
    位に設定される手段を備えた請求項1記載のアナログ・
    ディジタル変換回路。
  4. 【請求項4】 前記第一の切換回路の選択出力を前記減
    算器に与える通路にバッファ回路およびサンプリング回
    路が縦続接続された回路を備えた請求項2または3記載
    のアナログ・ディジタル変換回路。
JP1112593A 1993-01-26 1993-01-26 アナログ・ディジタル変換回路 Pending JPH06224765A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010192963A (ja) * 2009-02-16 2010-09-02 Fujitsu Ltd アナログデジタル変換器およびアナログデジタル変換方法
JP2012100261A (ja) * 2010-10-29 2012-05-24 General Electric Co <Ge> 多チャネル量子化器および量子化の方法

Cited By (2)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010192963A (ja) * 2009-02-16 2010-09-02 Fujitsu Ltd アナログデジタル変換器およびアナログデジタル変換方法
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