JPH0683069B2 - Series-parallel type A / D converter - Google Patents

Series-parallel type A / D converter

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JPH0683069B2
JPH0683069B2 JP5233787A JP5233787A JPH0683069B2 JP H0683069 B2 JPH0683069 B2 JP H0683069B2 JP 5233787 A JP5233787 A JP 5233787A JP 5233787 A JP5233787 A JP 5233787A JP H0683069 B2 JPH0683069 B2 JP H0683069B2
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bit
parallel
conversion
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道夫 四柳
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Nippon Electric Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はアナログ電圧をデジタル値へ変換するアナログ
/デジタル変換器(A/D変換器)に関し、特に直並列型A
/D変換器と呼ばれるA/D変換器に関する。
The present invention relates to an analog / digital converter (A / D converter) for converting an analog voltage into a digital value, and more particularly to a series-parallel type A
The present invention relates to an A / D converter called a / D converter.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

簡便化のために、上位3ビット、下位3ビットの並列型
A/D変換器を用い、上位ビットと下位ビットを1ビット
オーバーラップさせて5ビットの変換結果を得る直並列
型A/D変換方式で考える。
Parallel type of upper 3 bits and lower 3 bits for simplification
Consider a serial-parallel A / D conversion method that uses an A / D converter and overlaps the upper and lower bits by 1 bit to obtain a 5-bit conversion result.

直並列型A/D変換方式とは2段構成の場合に初段の並列
型A/D変換器で粗くA/D変換して上位ビットを求め、次に
入力信号から初段でA/D変換して分を差引いて残りを再
び並列型A/D変換器でA/D変換して下位ビットを求め、上
位ビットと下位ビットをあわせて所定の分解能の変換結
果を得るものである。上位ビットと下位ビットを加算す
るときに1ビットオーバーラップさせるということは上
位ビットの2LSBの範囲で2段目の変換を行なうというこ
とであり、初段の変換誤差を2段目の変換時に補正する
ことができる。従って初段のA/D変換器は初段の分解能
の1/2LSBの精度であれば良いので、A/D変換器を構成す
る素子に対する要求精度も緩やかである。具体的には上
位ビットと下位ビットをオーバーラップさせないので5
ビットの変換結果を得るためには5ビットの±1/2LSBの
精度が要求されるのに対して、上位3ビットと下位3ビ
ットから1ビットオーバーラップさせて5ビットの変換
結果を得るためには、3ビットの±1/2LSBの精度で良い
ので、要求精度は4倍も異なる。分解能が大きくなり素
子精度に対する要求が厳しくなるほどこの差が顕著にな
る。
With the serial-parallel A / D conversion method, in the case of a two-stage configuration, the parallel A / D converter at the first stage roughly performs A / D conversion to obtain the upper bits, and then performs A / D conversion at the first stage from the input signal. Then, the minutes are subtracted and the rest is A / D converted again by the parallel A / D converter to obtain the lower bits, and the upper bits and the lower bits are combined to obtain a conversion result with a predetermined resolution. One bit overlap when adding the upper bit and the lower bit means that the conversion of the second stage is performed within the range of 2 LSB of the upper bit, and the conversion error of the first stage is corrected at the time of the conversion of the second stage. be able to. Therefore, since the accuracy of the A / D converter in the first stage is 1/2 LSB of the resolution in the first stage, the accuracy required for the elements forming the A / D converter is also moderate. Specifically, since the upper bits and the lower bits do not overlap, 5
In order to obtain the conversion result of 5 bits, ± 1/2 LSB precision of 5 bits is required, but in order to obtain the conversion result of 5 bits by overlapping 1 bit from upper 3 bits and lower 3 bits. Since the accuracy of 3 bits ± 1/2 LSB is sufficient, the required accuracy is four times different. This difference becomes more remarkable as the resolution increases and the requirement for element accuracy becomes more stringent.

ここで、下位ビットの求め方および上位ビットと下位ビ
ットの加算方法について考える。下位ビットを求めるた
めに、入力信号から初段でA/D変換した分を差し引くと
き、初段のA/D変換結果をそのまま差し引くと、2段目
の入力として正負、両方の符号の値を生じる。たとえ
ば、3ビットA/D変換器では0からVrのアナログ入力電
圧Vinを変換して、"000"から"111"のディジタルコード
を出力する。このとき、入力電圧と出力コードの関係は
第2図のようになる。出力コードを通常の10進数であら
わすと、 0≦Vin<Vr0のときD=0 (1) Vr(i−1)≦Vin<Vr(i)のときD=iただし、i
は1〜7の整数 (2) Vr7≦Vin<VrのときD=7 (3) である。
Here, a method of obtaining the lower bits and a method of adding the upper bits and the lower bits will be considered. When subtracting the amount of A / D conversion at the first stage from the input signal to obtain the lower bits, if the A / D conversion result at the first stage is subtracted as it is, positive and negative values of both signs are generated as the input of the second stage. For example, a 3-bit A / D converter converts an analog input voltage Vin from 0 to Vr and outputs a digital code from "000" to "111". At this time, the relationship between the input voltage and the output code is as shown in FIG. When the output code is represented by a normal decimal number, when 0 ≦ Vin <Vr 0 , D = 0 (1) When Vr (i−1) ≦ Vin <Vr (i) D = i where i
Is an integer of 1 to 7 (2) When Vr7 ≦ Vin <Vr, D = 7 (3).

ここでA/D変換結果をN、変換結果に相当するアナログ
電圧をVad(N)とすると、Vad(N)は第2図に示した
ように、 Vad(N)=N・Vr/8 (4) となる。入力電圧Vinが第2図中に示したように、 Vr3=Vin<Vr4 (5) Vr3=7Vr/16、Vr4=9Vr/16 (6) のとき、出力はD=4である。この変換結果に相当する
アナログ電圧は Vad4=8Vr/16 (7) である。したがって、下位ビットを求めるために入力信
号から初段でA/D変換した結果をそのまま差し引くと、
入力信号の大きさに応じて、2段目の入力として次のよ
うに正負、両方の符合を生じる。すなわち、差し引いた
結果をVdifとすると 7Vr/16≦Vin<8Vr/16のとき−Vr/16≦Vdif<0 (8) 8Vr/16≦Vin<9Vr/16のとき0≦Vdif<Vr/16 (9) となる。その結果、上位ビットと下位ビットを1ビット
オーバーラップさせて加算するときに実際には減算も必
要になりハード機能が複雑になる。さらに単一電源のA/
D変換器で入力電圧が正負いずれか一方だけの場合には
不都合である。そこで、入力信号からの手段のA/D変換
結果を差引く時に初段のA/D変換結果から1LSB少ない値
を入力信号から差し引くようにすると2段目のA/D変換
の入力が正あるいは負の一符号だけになる。上記の3ビ
ットA/D変換器では、入力信号から初段のA/D変換結果を
差し引くときに初段のA/D変換結果から1LSB少ない値を
入力信号から差し引くようにすると、差し引く電圧はD
=4−1=3に相当する電圧となる。すなわち、 Vad3=6Vr/16 (10) を差し引くことになる。したがって、差し引いた結果Vd
if′は、 Vr/16≦Vdif′<3Vr/16 (11) となり、正の一符合だけになる。また、上位ビットと下
位ビットを加算するときの上位ビットとして本来のA/D
変換の結果より1LSB少ない値を初段のA/D変換器の出力
コードとし、それに対応したD/A変換した値を入力信号
から差し引いて2段目の入力とすると、2段目の入力は
一符号になり、さらに上位ビットと下位ビットを加算す
るときに減算を考慮する必要がなくなる。
Assuming that the A / D conversion result is N and the analog voltage corresponding to the conversion result is Vad (N), Vad (N) is Vad (N) = N · Vr / 8 (as shown in FIG. 2). 4) As shown in FIG. 2, when the input voltage Vin is Vr3 = Vin <Vr4 (5) Vr3 = 7Vr / 16 and Vr4 = 9Vr / 16 (6), the output is D = 4. The analog voltage corresponding to this conversion result is Vad4 = 8Vr / 16 (7). Therefore, if you subtract the result of A / D conversion at the first stage from the input signal as is to obtain the lower bits,
Depending on the magnitude of the input signal, both positive and negative signs are generated as the second stage input as follows. That is, when the subtracted result is Vdif, 7Vr / 16 ≦ Vin <8Vr / 16 −Vr / 16 ≦ Vdif <0 (8) 8Vr / 16 ≦ Vin <9Vr / 16 0 ≦ Vdif <Vr / 16 ( 9) As a result, when the upper bit and the lower bit are overlapped by one bit and added, subtraction is actually required, and the hardware function becomes complicated. A / of a single power supply
It is inconvenient if the input voltage of the D converter is either positive or negative. Therefore, when subtracting the A / D conversion result of the means from the input signal, subtracting 1LSB less from the input signal from the A / D conversion result of the first stage makes the input of the second stage A / D conversion positive or negative. There is only one code. In the above 3-bit A / D converter, when subtracting the 1-stage less ALSB value from the input signal when subtracting the A / D conversion result of the first stage from the input signal, the subtracted voltage is D
= 4-1 = 3. That is, Vad3 = 6Vr / 16 (10) is subtracted. Therefore, the result of subtraction Vd
If 'becomes Vr / 16 ≤ Vdif'<3Vr / 16 (11), which is only a positive sign. Also, the original A / D is used as the upper bit when the upper bit and the lower bit are added.
If the value 1 LSB less than the conversion result is used as the output code of the A / D converter in the first stage and the corresponding D / A converted value is subtracted from the input signal to obtain the second stage input, the second stage input is It becomes a sign, and there is no need to consider subtraction when adding the upper bit and the lower bit.

ただし各段のA/D変換結果が本来“0"であるような場合
に1LSB小さい値をA/D変換器の出力コードとすると出力
コードがマイナスになり不都合が生じるので、その場合
は“0"をそのまま出力する。したがって並列型A/D変換
器の入力が本来“0"または“1"の場合にはいずれも出力
コードは0である。
However, if the A / D conversion result of each stage is originally "0" and a value smaller by 1 LSB is used as the output code of the A / D converter, the output code will be negative and inconvenience will occur. "Is output as is. Therefore, when the input of the parallel type A / D converter is originally "0" or "1", the output code is 0.

このように直並列型A/D変換方式において上位ビットと
下位ビットをオーバーラップさせて加算して所定のA/D
変換結果を得る方式では、初段の並列型A/D変換器は通
常のA/D変換結果より1LSB少ない値を出力するようなA/D
変換器とし、それに対応してD/A変換器も出力する方式
が単一電源のICとして優れている。この方式は特願昭59
−079504号として提案されている。
In this way, in the serial-parallel A / D conversion method, the high-order bit and the low-order bit are overlapped and added to obtain a predetermined A / D
In the method that obtains the conversion result, the parallel A / D converter at the first stage outputs an A / D value that is 1 LSB less than the normal A / D conversion result.
A converter that outputs a D / A converter correspondingly is an excellent IC for a single power supply. This method is Japanese Patent Application Sho 59
-079504 is proposed.

多段構成にする場合には最終段の並列型A/D変換だけ従
来のA/D変換結果をそのまま出力するA/D変換器を用い、
それ以外は上記のA/D変換器を用いればよい。
When using a multi-stage configuration, use the A / D converter that outputs the conventional A / D conversion result as is, only for the final parallel A / D conversion.
Otherwise, the above A / D converter may be used.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problems to be solved by the invention]

上記のような直並列型A/D変換方式において各段の並列
型A/D変換をサイクリックにして同一の並列型A/D変換器
で実行することを考える。そうすると変換速度は遅くな
るが、チップ面積、消費電力は格段に小さくなり、他の
デジタル信号処理回路と集積化することを考えると有利
な点が多い。
In the above serial-parallel A / D conversion method, it is considered that the parallel A / D conversion at each stage is cyclically executed by the same parallel A / D converter. If so, the conversion speed becomes slower, but the chip area and power consumption become much smaller, and there are many advantages when considering integration with other digital signal processing circuits.

ところが、並列型A/D変換器として、本来の変換結果よ
り1LSB小さい値を出力とするような並列型A/D変換器を
用いてサイクリックにした場合、最終段のA/D変換結果
も1LSB小さい値を出力する。したがって正しいコードに
するためには得られたコードに“1"を加算する必要があ
る。これを実行するためには上位ビットと最終段の出力
コードを加算する時に最下位ビットに“1"を加算させれ
ばよい。
However, when using a parallel A / D converter that outputs a value 1 LSB smaller than the original conversion result as a parallel A / D converter, the A / D conversion result at the final stage is also Output a value 1 LSB smaller. Therefore, it is necessary to add "1" to the obtained code to make it a correct code. In order to execute this, it is sufficient to add "1" to the least significant bit when adding the upper bit and the output code of the final stage.

しかしながら前述のように並列型A/D変換器の入力が本
来“1"に変換されるべき入力である場合と本来“0"に変
換されるべき入力である場合の両方とも出力コードは
“0"を出力する。したがって常に最下位ビットに“1"を
加算させていると、入力電圧が0でも出力コードは“1"
になってしまい正しい変換ができない。したがって従来
のままでは、サイクリックな直並列型A/D変換器を変換
結果より1LSB小さい値を出力する並列型A/D変換器を用
いて構成することはできない。
However, as described above, the output code is "0" both when the input of the parallel A / D converter is originally the input which should be converted to "1" and when it is the input which should be originally converted to "0". "Is output. Therefore, if "1" is always added to the least significant bit, the output code will be "1" even if the input voltage is 0.
The correct conversion cannot be made. Therefore, in the conventional state, a cyclic serial-parallel A / D converter cannot be configured using a parallel A / D converter that outputs a value 1 LSB smaller than the conversion result.

これを避けるためには並列型A/D変換器の出力コードを
従来通りA/D変換結果をそのまま出力し、上位ビットと
下位ビットを加算するときに上位ビートから上位ビット
の1LSBを減算するという方法が考えられる。しかし、こ
の方法では加算部分で減算もしなくてはならずロジック
が複雑になりハード量も多くなるという問題が生じる。
In order to avoid this, the output code of the parallel A / D converter is output as it is as before, and when the upper bit and the lower bit are added, 1LSB of the upper bit is subtracted from the upper beat. A method can be considered. However, in this method, there is a problem in that the addition is required to be performed in the subtraction and the logic becomes complicated and the amount of hardware increases.

本発明の目的は最下位ビットを送出するコンパレータだ
け比較電圧を変更するようにして上記の問題点を解決し
たサイクリックな直並列型A/D変換器を提供することに
ある。
An object of the present invention is to provide a cyclic serial-parallel type A / D converter that solves the above problems by changing the comparison voltage only for the comparator that sends out the least significant bit.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明の直並列型A/D変換器は、並列型A/D変換器はA/D
変換した結果より1LSB小さい値を出力コードとする並列
型A/D変換器であり、ただしNビット並列型A/D変換器の
A/D変換結果が“0"であれば出力は“0"であり、Nビッ
ト並列型A/D変換器を構成する各コンパレータは入力電
圧が各コンパレータの比較電圧より大きければ“1"を出
力し入力電圧が比較電圧より小さければ“0"を出力する
コンパレータであり、上位ビットと下位ビットを1ビッ
トオーバーラップさせて加算して出力コードを得る際に
最終回の並列型A/D変換の出力コードを加算するときだ
け最下位ビットに前記Nビットの並列型A/D変換器を構
成するコンパレータのうち比較電圧が基準電圧/2N+1
あるコンパレータの出力を加算してデジタル出力コード
を得るようにして構成される。
The serial-parallel type A / D converter of the present invention is the parallel type A / D converter
This is a parallel type A / D converter that outputs a value 1 LSB smaller than the converted result as an output code, except for the N bit parallel type A / D converter.
If the A / D conversion result is "0", the output is "0", and if the input voltage is higher than the comparison voltage of each comparator, each comparator that constitutes the N-bit parallel A / D converter will output "1". This is a comparator that outputs and outputs "0" if the input voltage is smaller than the comparison voltage. The final parallel A / D conversion is performed when the upper bit and the lower bit are overlapped by 1 bit and added to obtain the output code. Only when the output code of the above is added, the output of the comparator having the reference voltage of the reference voltage / 2 N + 1 among the comparators forming the N-bit parallel type A / D converter is added to the least significant bit to output the digital output. Configured to get the code.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明について図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図は本発明の一実施例を示す回路図である。同図に
おいて並列型A/D変換器は入力VINにより次のようなコー
ドを出力する。ただしVrefは基準電圧である。
FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention. In the figure, the parallel type A / D converter outputs the following code according to the input V IN . However, Vref is a reference voltage.

つまり、入力が のときを除いてA/D変換結果から1LSBが小さい値を出力
コードとしている。
That is, the input is Except when, the output code is the value with 1LSB smaller from the A / D conversion result.

下位ビットを求めるための2回目の並列型A/D変換の入
力は、入力信号と初回のA/D変換結果より1LSB小さい値
をD/A変換した値との差をとり、それを入力レンジをあ
わせるために4倍したものである。したがって入力信号
をVIN(1)、従来のA/D変換器でA/D変換した結果をm
とすると、本発明におけるA/D変換器の出力コードはm
−1となり、2回目のA/D変換のための入力VIN(2)は
次のようになる。
The input of the second parallel A / D conversion to obtain the lower bit takes the difference between the input signal and the value obtained by D / A converting the value 1 LSB smaller than the first A / D conversion result. It is 4 times to match. Therefore, the input signal is V IN (1) and the result of A / D conversion by the conventional A / D converter is m
Then, the output code of the A / D converter in the present invention is m
It becomes -1, and the input V IN (2) for the second A / D conversion is as follows.

ただしm=0の場合は出力コード“0"でありVINは VIN(2)=4VIN(1) (b) である。 However, when m = 0, the output code is “0” and V IN is V IN (2) = 4V IN (1) (b).

上記を実現するために同図においてキャパシタアレイの
スイッチを次のように切替える。スイッチSrをオンにし
て入力をサンプルする期間はS0〜S7を入力端子側へ接続
する。次にスイッチSrをオフしてから演算期間として各
コンパレータの出力に応じてS0〜S7を基準電圧側か接地
側へ切替える。ただしスイッチSiはコンパレータの出力
Qi-1が“1"であれば基準電圧側、Qi-1が“0"であれば接
地側へ切替える。なおS0はつねに基準電圧側へ切替え
る。
In order to realize the above, the switches of the capacitor array in the figure are switched as follows. During the period in which the switch Sr is turned on and the input is sampled, S 0 to S 7 are connected to the input terminal side. Then S 0 to S 7 to switch to the reference voltage side or the ground side in response to the output of the comparators as the calculation period after turning off the switch Sr. However, switch Si is the output of the comparator
If Qi -1 is "1", it is switched to the reference voltage side, and if Qi -1 is "0", it is switched to the ground side. Note that S 0 is always switched to the reference voltage side.

コンパレータの出力は、コンパレータの入力が比較電圧
より大きければQi=“1"を出力し、コンパレータの入力
が比較電圧より小さければQi=“0"を出力する。また入
力サンプル期間と演算期間とで電荷保存の式をたてるこ
とによって(a)および(b)式が導ける。このように
して得られたVIN(2)を再び並列型A/D変換器でA/D変
換することによって下位ビットが求まる。
The output of the comparator outputs Qi = "1" when the input of the comparator is larger than the comparison voltage, and outputs Qi = "0" when the input of the comparator is smaller than the comparison voltage. Further, by formulating a charge conservation equation between the input sampling period and the calculation period, the equations (a) and (b) can be derived. The V IN (2) thus obtained is again A / D converted by the parallel A / D converter to obtain the lower bit.

求められた上位ビットと下位ビットを1ビットオーバー
ラップさせて加算するわけであるが、下位ビットは入力
が“0"にあたるとき以外は1LSB小さい値である。
The obtained upper bit and lower bit are overlapped by one bit and added, but the lower bit is a value smaller by 1 LSB except when the input is "0".

本発明では上位ビットと下位ビットを加算するときに、
下位ビットを求めるときの並列A/D変換において、並列
型A/D変換器を構成するコンパレータのうち比較電圧が (Nは並列型A/D変換器の分解能であり、第1図の例で
はN=3であるので比較電圧は であるコンパレータの出力、即ちQ0を最下位ビットに加
算する。Q0は入力が より小さければ“0"であり、 より大きければ“1"であるので、この値を最下位ビット
に加算することで出力コードは正しくA/D変換された値
となる。本発明の並列型A/D変換器の出力コードは、上
述したように、従来の並列型A/D変換器の出力コードか
ら1LSB小さい値を出力する。そのことにより、初段の出
力と2段目の出力を加算するときに、加算のみで減算が
生じないようにできる。しかし、本発明では初段のA/D
変換と2段目のA/D変換で同一の並列型A/D変換器を用い
ているので、初段の出力コードのみならず、2段目の出
力コードも従来のA/D変換結果より1LSB小さい値となっ
ている。したがって、2段目の出力結果をそのまま加算
すると、得られた加算結果は本来出力すべきコードより
1LSB小さい値となっている。(ただし、入力が0のとき
は出力コードは0で正しい。)そこで、加算器で1LSBを
加算しなければならないが、単純に1を加算すると、入
力が0のときも加算結果が1になってしまう。それを避
けるためには、入力が0のときだけは0を加算し、それ
以外の入力のときは1を加算すればよい。それによっ
て、加算した結果が正しいA/D変換結果となる。そのた
めには、並列型A/D変換器を構成するコンパレータのう
ち、比較電圧がVr/2N+1(3ビットの例ではVr/16)であ
る最下位に相当するコンパレータの出力Q0を加算すれば
よいことになる。なぜなら、Q0は、入力が0であれば
(Vin<16/Vrのとき)0を出力し、それ以外のときは1
を出力するので、最下位のコンパレータ出力を加算すこ
とで必要な機能が得られるからである。
In the present invention, when adding the high-order bit and the low-order bit,
In parallel A / D conversion when calculating the lower bit, the comparison voltage among the comparators that make up the parallel A / D converter (N is the resolution of the parallel A / D converter, and in the example of FIG. 1, N = 3, so the comparison voltage is The output of the comparator, ie, Q 0 , is added to the least significant bit. Q 0 is input If it is smaller, it is “0”, If it is larger, it is "1", so by adding this value to the least significant bit, the output code becomes a value that has been A / D converted correctly. The output code of the parallel A / D converter of the present invention outputs a value 1 LSB smaller than the output code of the conventional parallel A / D converter, as described above. As a result, when adding the output of the first stage and the output of the second stage, it is possible to prevent addition and subtraction from occurring. However, in the present invention, the first stage A / D
Since the same parallel type A / D converter is used for the conversion and the A / D conversion of the second stage, not only the output code of the first stage but also the output code of the second stage is 1LSB from the conventional A / D conversion result. It is a small value. Therefore, if the output result of the second stage is added as it is, the obtained addition result is
It is 1 LSB smaller. (However, when the input is 0, the output code is correct at 0.) Therefore, it is necessary to add 1LSB with an adder, but if 1 is simply added, the addition result will be 1 even when the input is 0. Will end up. To avoid this, 0 is added only when the input is 0, and 1 is added when the input is other than that. As a result, the added result becomes the correct A / D conversion result. To do so, add the output Q0 of the comparator, which is the lowest of the comparators that make up the parallel A / D converter and whose comparison voltage is Vr / 2 N + 1 (Vr / 16 in the example of 3 bits). It should be done. Because Q0 outputs 0 if the input is 0 (when Vin <16 / Vr), 1 otherwise.
Is output, the necessary function can be obtained by adding the least significant comparator output.

また、最終の変換時だQ0が加算されるようにするに、第
1図に示したように、スイッチを設けて最終回の変換時
だけ閉じるようにすればよい。
Further, in order to add Q 0 at the final conversion, as shown in FIG. 1, a switch may be provided so that it is closed only at the final conversion.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

本発明によれば最終回の並列型A/D変換における最下位
のコンパレータの出力を最下位ビットに加算することに
より、A/D変換結果より1LSB小さい値を出力する並列型A
/D変換器を用いてサイクリック直並列型A/D変換を行な
うことができる。またA/D変換結果をそのまま出力する
並列型A/D変換器を用いる場合に比べて加算部分での減
算を行なう必要もなくロジックが簡単になりハード量も
少なくすることができる。
According to the present invention, by adding the output of the least significant comparator in the final parallel type A / D conversion to the least significant bit, a parallel type A that outputs a value 1 LSB smaller than the A / D conversion result.
The / D converter can be used to perform cyclic serial-parallel A / D conversion. Further, as compared with the case of using the parallel type A / D converter which outputs the A / D conversion result as it is, it is not necessary to perform the subtraction in the addition portion, the logic is simplified and the amount of hardware can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明の一実施例を示す回路図、第2図は従来
のA/D変換器の入力・出力の関係を示す説明図である。 Q0〜Q7……コンパレータ、C0〜C7,Cf……キャパシタ、S
0〜S7,Sr……スイッチ。
FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an explanatory diagram showing the input / output relationship of a conventional A / D converter. Q 0 to Q 7 …… Comparator, C 0 to C 7 , Cf …… Capacitor, S
0 to S 7 , Sr …… Switch.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】入力信号を分解能Nビット(Nは正の整
数)の並列型A/D変換器でA/D変換して上位の第一のNビ
ットデジタル出力を得、前記Nビット並列型A/D変換器
の第一のデジタル出力をD/A変換した値と前記入力信号
との差を2N-1倍した値を前記Nビット並列型A/D変換器
の第2の入力として前記並列型A/D変換器でA/D変換して
下位の第2のNビットデジタル出力を得、前記上位の第
1のNビットデジタル出力と前記下位第2のNビットデ
ジタル出力を1ビットオーバラップさせて加算し(2N−
1)ビットのデジタルコードを得、さらに下位ビットを
求めるには前記Nビット並列型A/D変換器の第2のNデ
ジタル出力をD/A変換した値と前記Nビット並列型A/D変
換器の第2の入力との差を2N-1倍した値を前記Nビット
並列型A/D変換器の第3の入力としてA/D変換して第3の
Nビットデジタル出力を得、前記の加算結果と1ビット
オーバラップさせて加算してさらに下位ビットまで求め
るという方法を繰り返し、全部でM回(Mは2以上の整
数)の並列型A/D変換を行なって(MN−M+1)ビット
のデジタル出力を得る直列型A/D変換器において、 前記並列型A/D変換器はA/D変換した結果より1LSB小さい
値を出力コードとする並列型A/D変換器であり、ただし
前記Nビット並列型A/D変換器のA/D変換結果が“0"であ
れば出力は“0"であり、前記Nビット並列型A/D変換器
を構成する各コンパレータは入力電圧が各コンパレータ
の比較電圧より大きければ“1"を出力し入力電圧が比較
電圧より小さければ“0"を出力するコンパレータであ
り、上位ビットと下位ビットを1ビットオーバーラップ
させて加算して出力コードを得る際に最終回の並列型A/
D変換の出力コードを加算するときだけ最下位ビットに
前記Nビット並列型A/D変換器を構成するコンパレータ
のうち比較電圧が基準電圧/2N+1であるコンパレータの
出力を加算してデジタル出力コードを得ることを特徴と
する直並列型A/D変換器。
1. A high-order first N-bit digital output is obtained by subjecting an input signal to A / D conversion by a parallel-type A / D converter having a resolution of N bits (N is a positive integer). A value obtained by multiplying the difference between the D / A converted value of the first digital output of the A / D converter and the input signal by 2 N-1 is used as the second input of the N-bit parallel type A / D converter. A / D conversion is performed by the parallel type A / D converter to obtain a lower second N-bit digital output, and the upper first N-bit digital output and the lower second N-bit digital output are 1 bit. Overlap and add (2N-
1) To obtain a digital code of bits and to obtain lower bits, a value obtained by D / A converting the second N digital output of the N-bit parallel A / D converter and the N-bit parallel A / D conversion A value obtained by multiplying the difference from the second input of the converter by 2 N-1 is A / D converted as a third input of the N-bit parallel A / D converter to obtain a third N-bit digital output, The method of overlapping the addition result by 1 bit and adding it to obtain the lower bits is repeated, and the parallel A / D conversion is performed M times (M is an integer of 2 or more) (MN-M + 1). ) In a serial A / D converter that obtains a digital output of bits, the parallel A / D converter is a parallel A / D converter whose output code is a value 1 LSB smaller than the result of A / D conversion, However, if the A / D conversion result of the N-bit parallel type A / D converter is "0", the output is "0", and the N-bit parallel type Each comparator that constitutes the A / D converter is a comparator that outputs “1” if the input voltage is higher than the comparison voltage of each comparator and outputs “0” if the input voltage is lower than the comparison voltage. When the bits are overlapped by 1 bit and added to obtain the output code, the final parallel A /
Only when the D conversion output code is added, the least significant bit is added with the output of the comparator of the N-bit parallel type A / D converter whose comparison voltage is the reference voltage / 2 N + 1 A serial / parallel A / D converter characterized by obtaining an output code.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10027349B4 (en) * 1999-06-01 2009-08-13 DENSO CORPORATION, Kariya-shi Recirculating A / D converter

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