JPH1075176A - アナログ−デジタル変換器 - Google Patents

アナログ−デジタル変換器

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JPH1075176A
JPH1075176A JP24887796A JP24887796A JPH1075176A JP H1075176 A JPH1075176 A JP H1075176A JP 24887796 A JP24887796 A JP 24887796A JP 24887796 A JP24887796 A JP 24887796A JP H1075176 A JPH1075176 A JP H1075176A
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JP
Japan
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circuit
signal
analog
capacitors
switch
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JP24887796A
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English (en)
Inventor
Atsushi Furukawa
篤 古川
Tadashi Ito
忠 伊藤
Hajime Nagai
肇 永井
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Philips Japan Ltd
Original Assignee
Philips Japan Ltd
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 必要とされるスイッチ素子の数を低減する。 【解決手段】 基準電圧VREFと接地点との間に同一抵
抗値の抵抗R1〜R16を備える直列抵抗回路11と、こ
の両端と抵抗の各接続点とを含むノードn1〜n17のう
ち、奇数番目の各ノードを信号バスAに選択的に接続す
るスイッチと、偶数番目の各ノードを信号バスBに選択
的に接続するスイッチと、変換すべきアナログ電圧信号
INが供給される入力端子と信号バスとの間に介挿され
るスイッチSAと、単位容量Cを持つコンデンサC1及び
単位容量Cの20〜2M-1倍の容量を各々持つコンデンサ
2〜C5と、これらコンデンサ回路13の各一端を信号
バスAに選択的に接続するスイッチSC11〜SC51及び信
号バスBに選択的に接続するスイッチSC12〜SC52と、
コンデンサ回路の他端が共通に接続された比較器とを有
し、比較器の出力端子に得られる信号に基づいてアナロ
グ電圧信号のデジタル値を得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、電圧電荷スケー
リング方式の逐次比較型アナログ−デジタル変換器に係
り、詳細には必要とされるスイッチ素子の数を低減する
ことができる集積回路化に適したアナログ−デジタル変
換器に関する。
【0002】
【従来の技術】この種のアナログ−デジタル変換器は、
例えば1979年12月発行の、IEEE個体回路ジャ
ーナル、SC−14巻、第6号の、バーラム フォトウ
イ及びデイビッド・エー・ホッジスによる記事「MOS
/LSIにおける高分解能A/D変換」に記載されてい
る。
【0003】しかしながら、上記文献に記載されたアナ
ログ−デジタル変換器は、必要とされるスイッチ素子の
数が比較的多いために、安価な集積回路として製造する
ことが困難であるという問題を有していた。
【0004】
【発明の目的及び概要】従って、本発明の目的は、必要
とされるスイッチ素子の数を低減することができる集積
回路化に適したアナログ−デジタル変換器を提供するこ
とにある。
【0005】上記目的を達成するため、本発明によるア
ナログ−デジタル変換器は、第1基準電圧点と第2基準
電圧点との間に直列に接続された同一抵抗値の2N個の
抵抗を備える直列抵抗回路と、前記直列抵抗回路の両端
と該抵抗回路中の前記2N個の抵抗の各接続点とを含む
(2N+1)個のノードのうち、奇数番目の各ノードを
第1変換制御信号に基づいて第1信号バスに選択的に接
続する(2N-1+1)個のスイッチを含む第1スイッチ
回路と、前記(2N+1)個のノードのうち、偶数番目
の各ノードを第2変換制御信号に基づいて第2信号バス
に選択的に接続する2N-1個のスイッチを含む第2スイ
ッチ回路と、変換すべきアナログ電圧信号が供給される
入力端子と前記第1信号バスとの間に介挿されサンプリ
ング時に閉成されるサンプリングスイッチと、単位容量
を持つ1個のコンデンサと、該単位容量の20ないし2
M-1倍の容量を各々持つM個のコンデンサとを備えるコ
ンデンサ回路と、前記コンデンサ回路の前記(M+1)
個のコンデンサの各一端を第3変換制御信号に基づいて
前記第1信号バスに選択的に接続する(M+1)個のス
イッチを含む第3スイッチ回路と、前記(M+1)個の
コンデンサの前記各一端を第4変換制御信号に基づいて
前記第2信号バスに選択的に接続する(M+1)個のス
イッチを含む第4スイッチ回路と、前記(M+1)個の
コンデンサの他端が共通に接続された反転入力端子と、
第3基準電圧が供給される非反転入力端子とを備える比
較器と、前記比較器の前記反転入力端子と出力端子との
間に介挿されサンプリング時に閉成される短絡スイッチ
と、を有し、前記比較器の出力端子に得られる信号に基
づいて前記変換すべきアナログ電圧信号のデジタル値が
得られることを特徴としている。
【0006】上記構成のアナログ−デジタル変換器は、
既知のアナログ−デジタル変換器よりも少ない数のスイ
ッチ素子によりアナログ−デジタル変換を行うことが可
能であり、集積回路化が容易であるから、安価に製造す
ることができる。
【0007】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面を参
照して詳細に説明する。
【0008】
【実施例】図1は、本発明によるアナログ−デジタル変
換器の一実施例の回路図である。この図に示すアナログ
−デジタル変換器10は、N及びMを各々「4」なる整
数とした場合、N+M=8ビットの分解能を持つ電圧電
荷スケーリング方式の逐次比較型アナログ−デジタル変
換器である。
【0009】このアナログ−デジタル変換器10は、同
一抵抗値を持つ2N個(この実施例では24=16個)の
抵抗R1〜R16を直列に接続してなる直列抵抗回路11
を有している。この直列抵抗回路11の一端には基準電
圧VREFが供給され、他端は接地されている。この直列
抵抗回路11の上記一端及び他端並びに該回路における
抵抗R1〜R16の各接続点を、上記一端側から見て順に
ノードn1、n2、…、n17と呼ぶ。これらノードn1
17のうち奇数番目のノードn1、n3、…、n1 7は、ス
イッチ素子SR1、SR3、…、SR17を各々介して信号バ
スAに共通接続されている。又、上記ノードn1〜n17
のうち偶数番目のノードn2、n4、…、n1 6はスイッチ
素子SR2、SR4、…、SR16を介して信号バスBに共通
接続されている。上記信号バスAには、スイッチ素子S
Aを介して、変換すべきアナログ電圧信号VINが供給さ
れるようになっている。
【0010】上記スイッチ素子SAは、後に詳述するよ
うに、タイミング制御回路12が出力するタイミング信
号TS1により前記アナログ電圧信号VINのサンプリン
グ時に閉成される。又、スイッチ素子SR1〜SR17は該
タイミング制御回路12が出力するタイミング信号TS
2により選択的に閉成される。
【0011】当該アナログ−デジタル変換器10は、更
に、単位容量Cを持つコンデンサC1と、M個(この場
合は4個)の重み付けされたコンデンサ、即ち単位容量
Cの20倍の容量Cを持つコンデンサC2、21倍の容量
2Cを持つコンデンサC3、22倍の容量4Cを持つコン
デンサC4及び23倍の容量8Cを持つコンデンサC5
を備えるコンデンサ回路13を有している。コンデンサ
1、C2、C3、C4及びC5の各一端は、スイッチ素子
C11、SC21、SC31、SC41及びSC51を各々介して前
記信号バスAに接続されている。又、これらコンデンサ
1、C2、C3、C4及びC5の上記各一端は、スイッチ
素子SC12、SC22、SC32、SC42及びSC52を各々介し
て前記信号バスBにも接続されている。
【0012】上記コンデンサC1、C2、C3、C4及びC
5の各他端は、共通接続されると共に、比較器として使
用される演算増幅器COMPの反転入力端子に接続されてい
る。この演算増幅器COMPの非反転入力端子は接地されて
いる。そして、該演算増幅器COMPの反転入力端子と出力
端子との間にはスイッチ素子SFが介挿されている。
又、演算増幅器COMPの出力端子は、該出力端子から順次
出力される比較結果を(N+M)ビットのデジタル値D
OUTの形態に変換する既知の構成のレジスタ/論理回路
14の入力端子に接続されている。
【0013】上記スイッスイッチ素子SFは前記タイミ
ング信号TS1により前記アナログ電圧信号VINのサン
プリング時に閉成される。又、スイッチ素子SC11〜S
51及びSC12〜SC52は前記タイミング制御回路12
が出力するタイミング信号TS3により選択的に閉成さ
れる。
【0014】上記構成のアナログ−デジタル変換器10
は、以下のように動作する。
【0015】最初に、タイミング信号TS1によりスイ
ッチ素子SA及びSFが、又これと同時にタイミング信号
TS3によりスイッチ素子SC11〜SC51が各々所定サ
ンプリング期間閉成され、コンデンサC1〜C5は両端間
電圧がVINとなるまでアナログ電圧信号VINにより各々
充電される。
【0016】次に、スイッチ素子SA及びSFは開成さ
れ、タイミング信号TS2によりスイッチ素子SR1〜S
R17が所定の順序で順次閉成されて、抵抗R1〜R16のう
ちの電圧VINに一番近い電圧が取り出される抵抗がサー
チされる。これに伴い、電圧信号VINの求めるべきデジ
タル値の上位4ビットに相当する信号が演算増幅器COMP
から出力されレジスタ/論理回路14に供給される。そ
して、スイッチ素子SR1〜SR17のうちのサーチされた
抵抗の両端に相当する各スイッチ素子は閉成された状態
に維持される。
【0017】次に、スイッチ素子SC11〜SC52が所定の
順序で順次閉成され、演算増幅器COMPの入力電圧が最小
となる状態が求められる。これに伴い、求めるべきデジ
タル値の下位4ビットに相当する信号が演算増幅器COMP
から出力されレジスタ/論理回路14に供給される。か
くして、レジスタ/論理回路14からは、前記電圧信号
INのデジタル値を表すデジタル信号DOUTが最終的に
出力される。
【図面の簡単な説明】
【図1】 図1は、本発明によるアナログ−デジタル変
換器の一実施例の構成を示す回路図である。
【符号の説明】
10…アナログ−デジタル変換器、 11…直列抵抗
回路、12…タイミング制御回路、 13…コ
ンデンサ回路、14…レジスタ/論理回路、
1〜C5…コンデンサ、n1〜n17…ノード、
1〜R16…抵抗、SA、SF…スイッチ素子、
R1〜SR17…スイッチ素子、SC11〜S
C52…スイッチ素子。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1基準電圧点と第2基準電圧点との間
    に直列に接続された同一抵抗値の2N個の抵抗を備える
    直列抵抗回路と、 前記直列抵抗回路の両端と該抵抗回路中の前記2N個の
    抵抗の各接続点とを含む(2N+1)個のノードのう
    ち、奇数番目の各ノードを第1変換制御信号に基づいて
    第1信号バスに選択的に接続する(2N-1+1)個のス
    イッチを含む第1スイッチ回路と、 前記(2N+1)個のノードのうち、偶数番目の各ノー
    ドを第2変換制御信号に基づいて第2信号バスに選択的
    に接続する2N-1個のスイッチを含む第2スイッチ回路
    と、 変換すべきアナログ電圧信号が供給される入力端子と前
    記第1信号バスとの間に介挿されサンプリング時に閉成
    されるサンプリングスイッチと、 単位容量を持つ1個のコンデンサと、該単位容量の20
    ないし2M-1倍の容量を各々持つM個のコンデンサとを
    備えるコンデンサ回路と、 前記コンデンサ回路の前記(M+1)個のコンデンサの
    各一端を第3変換制御信号に基づいて前記第1信号バス
    に選択的に接続する(M+1)個のスイッチを含む第3
    スイッチ回路と、 前記(M+1)個のコンデンサの前記各一端を第4変換
    制御信号に基づいて前記第2信号バスに選択的に接続す
    る(M+1)個のスイッチを含む第4スイッチ回路と、 前記(M+1)個のコンデンサの他端が共通に接続され
    た反転入力端子と、第3基準電圧が供給される非反転入
    力端子とを備える比較器と、 前記比較器の前記反転入力端子と出力端子との間に介挿
    されサンプリング時に閉成される短絡スイッチと、を有
    し、前記比較器の出力端子に得られる信号に基づいて前
    記変換すべきアナログ電圧信号のデジタル値が得られる
    ことを特徴とするアナログ−デジタル変換器。
JP24887796A 1996-08-30 1996-08-30 アナログ−デジタル変換器 Ceased JPH1075176A (ja)

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