JPS5869112A - アナログ・ディジタル変換器 - Google Patents
アナログ・ディジタル変換器Info
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- JPS5869112A JPS5869112A JP56167550A JP16755081A JPS5869112A JP S5869112 A JPS5869112 A JP S5869112A JP 56167550 A JP56167550 A JP 56167550A JP 16755081 A JP16755081 A JP 16755081A JP S5869112 A JPS5869112 A JP S5869112A
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- voltage
- comparators
- analog
- analog input
- reference voltages
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- Pending
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-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
- H03M1/00—Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
- H03M1/10—Calibration or testing
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
- H03M1/00—Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
- H03M1/12—Analogue/digital converters
- H03M1/34—Analogue value compared with reference values
- H03M1/38—Analogue value compared with reference values sequentially only, e.g. successive approximation type
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Analogue/Digital Conversion (AREA)
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】
本発明は直線性の優れた実用性の高いアナログ・ディジ
タル変換器に関する。
タル変換器に関する。
高速度なアナログ・ディジタル変換を行うアナログ・デ
ィジタル変換器(A/D変換器)として111図に示す
如く構成された並直列形のものが知られている。このA
/D変換Wi#d2ビットプラス2ピットの4ビツト形
のものであり、前段変換部と後段変換部とKより構成さ
れている。
ィジタル変換器(A/D変換器)として111図に示す
如く構成された並直列形のものが知られている。このA
/D変換Wi#d2ビットプラス2ピットの4ビツト形
のものであり、前段変換部と後段変換部とKより構成さ
れている。
即チ、サンプル回路1にサンプル・ボールドされたアナ
ログ信号は、前段変換部の並列に設けられた比較器2
a r 2 b g 2 eに共通に入力され、直列に
接続された抵抗JatJb、je。
ログ信号は、前段変換部の並列に設けられた比較器2
a r 2 b g 2 eに共通に入力され、直列に
接続された抵抗JatJb、je。
3dを定電流源3・にて駆動して得た複数の比較基準電
圧とそれぞれレベル比較される。これらの比較器!’a
、 job 、 2oの比較結果をエンコーダ4に入
力して前8己アナログ信号レベルを粗弁別してなる上位
2ピツトのディジタルデータを得ている。またこのエン
コーダ4の出力を局部D/A変換器5に入力して上記デ
ィジタルデータに対応した再生アナログ信号を得、これ
を差分器6に入力して前記入力アナログ信号との差を求
める。このアナログ信号差は上P前段のディジタル変換
処理によって変換されることのなかった最小弁別レベル
以下の信号成分からなるものである。従ってこの差分器
6の出力を抜段の並列−成された比較器7 a 17
b + 7 cに共通に導き、直列に接続された抵抗J
ia、#b。
圧とそれぞれレベル比較される。これらの比較器!’a
、 job 、 2oの比較結果をエンコーダ4に入
力して前8己アナログ信号レベルを粗弁別してなる上位
2ピツトのディジタルデータを得ている。またこのエン
コーダ4の出力を局部D/A変換器5に入力して上記デ
ィジタルデータに対応した再生アナログ信号を得、これ
を差分器6に入力して前記入力アナログ信号との差を求
める。このアナログ信号差は上P前段のディジタル変換
処理によって変換されることのなかった最小弁別レベル
以下の信号成分からなるものである。従ってこの差分器
6の出力を抜段の並列−成された比較器7 a 17
b + 7 cに共通に導き、直列に接続された抵抗J
ia、#b。
Jlc+JIdを定電流源8・にて駆動して鞠られる第
2の比較基準電圧とレベル比較する。この比較器7 *
+ 7 b 、 7 eの比較結果をエンコーダ9に
得て、下位2ピツトのディジタルデータを得る。尚、前
段変換部の比較基準電圧差は、彼段変換部の比較基準電
圧差の2n倍(但し、nは下位ビット数)に設定される
。これによりエンコーダ4,9の出力として、上位2ビ
、トと下位2ピツトからなる計4ビットのディジタル信
号を得る。
2の比較基準電圧とレベル比較する。この比較器7 *
+ 7 b 、 7 eの比較結果をエンコーダ9に
得て、下位2ピツトのディジタルデータを得る。尚、前
段変換部の比較基準電圧差は、彼段変換部の比較基準電
圧差の2n倍(但し、nは下位ビット数)に設定される
。これによりエンコーダ4,9の出力として、上位2ビ
、トと下位2ピツトからなる計4ビットのディジタル信
号を得る。
このように構成されたA/D i換器によれば、並列的
なレベル比較と、変換精度に対応した基準レベルを多段
に設定したレベル比較とにより、高速度で高精度なアナ
ログ・ディジタル変換処理を行い得る。ところが、この
A、/D変換器では、局部D/A変換器5によって上位
2ピツトのディジタルデータが示すアナログ電圧を得、
入力アナログ電圧との差を求めて下位ビットの変換に供
すると言うアナログ処理を必要とする。この局部D/A
変換器5は、例えば紀2図(、)に示すように、トラ、
4ンジスタからなる電流スイッチと、これらのt光スイ
ツチによって電流が切換えられるラダー抵抗とによって
構成される。この為、上記うメー抵抗のばらつきと、電
流の変動とによって変換アナログ電圧に誤差が生じ易い
。即ち、とのwX2図(a) K示す局部D/A変換器
Fi尋価的に同図(b)の如く示され、抵抗Rc、 R
,およびトランジスタTRのベース・エミ、り間電圧V
IIHのばらつきによって、その出力電圧■。に次のよ
うな誤差が生じる。即ち、誤差分をΔ■、ΔRc1ΔR
E、ΔVIEとしてそれぞれ示すと、なる関係の誤差が
生じる。但し、V、−は抵抗R。
なレベル比較と、変換精度に対応した基準レベルを多段
に設定したレベル比較とにより、高速度で高精度なアナ
ログ・ディジタル変換処理を行い得る。ところが、この
A、/D変換器では、局部D/A変換器5によって上位
2ピツトのディジタルデータが示すアナログ電圧を得、
入力アナログ電圧との差を求めて下位ビットの変換に供
すると言うアナログ処理を必要とする。この局部D/A
変換器5は、例えば紀2図(、)に示すように、トラ、
4ンジスタからなる電流スイッチと、これらのt光スイ
ツチによって電流が切換えられるラダー抵抗とによって
構成される。この為、上記うメー抵抗のばらつきと、電
流の変動とによって変換アナログ電圧に誤差が生じ易い
。即ち、とのwX2図(a) K示す局部D/A変換器
Fi尋価的に同図(b)の如く示され、抵抗Rc、 R
,およびトランジスタTRのベース・エミ、り間電圧V
IIHのばらつきによって、その出力電圧■。に次のよ
うな誤差が生じる。即ち、誤差分をΔ■、ΔRc1ΔR
E、ΔVIEとしてそれぞれ示すと、なる関係の誤差が
生じる。但し、V、−は抵抗R。
の両端電圧であり、lcはトランジスタTRのコレクタ
電圧である。しかして、抵抗Rc + REのペア性の
誤差は一般に±0.5−程度存在し、またη1のばらつ
きは±1mV程度存在する。この為、RcとREとが勢
しいとしても、最悪の場合、出力電圧v0の1差 ΔvO/v ユ±1チ が生じる。この誤差に起因するA/D蛮換組換誤差ぐに
は、上記出方電圧誤1k1asn以下に抑えることが必
要であり、極^′】て高精度な局部D/A変換器を必要
とする。−まんこの誤差を抑えることができない場合、
第3LJに示すように上位ビットのビットデータ変化点
において、次側つなぎ誤差が発生し、結局ぬ粗性の良い
高精度なアナログ・rイジタル変挾をなし得なくなる。
電圧である。しかして、抵抗Rc + REのペア性の
誤差は一般に±0.5−程度存在し、またη1のばらつ
きは±1mV程度存在する。この為、RcとREとが勢
しいとしても、最悪の場合、出力電圧v0の1差 ΔvO/v ユ±1チ が生じる。この誤差に起因するA/D蛮換組換誤差ぐに
は、上記出方電圧誤1k1asn以下に抑えることが必
要であり、極^′】て高精度な局部D/A変換器を必要
とする。−まんこの誤差を抑えることができない場合、
第3LJに示すように上位ビットのビットデータ変化点
において、次側つなぎ誤差が発生し、結局ぬ粗性の良い
高精度なアナログ・rイジタル変挾をなし得なくなる。
本発明はこのような事情を4 )ili してなされた
もので・その目的とするところは、局部D/A変換器の
誤差に起因するつなき゛1差の発生を招くことなしに、
直Ivll性の良い尚鞘′度なアナログ・ディジタル変
換を4速度に実行することのできる実用性の高いアナロ
グ・f4ジタル変換器を提供することにある。
もので・その目的とするところは、局部D/A変換器の
誤差に起因するつなき゛1差の発生を招くことなしに、
直Ivll性の良い尚鞘′度なアナログ・ディジタル変
換を4速度に実行することのできる実用性の高いアナロ
グ・f4ジタル変換器を提供することにある。
本発明の概要は・並列に良目だ虚数の比較器にてアナロ
グ入力′鮭圧を複数の基準電圧とそれぞれ比較し・その
比較結果から上位ビットのディジタルデータを求めると
共に、上記比較結果に従って上記アナログ電圧電圧に最
も近い奇数順位の基準電圧と偶数順位の基準電圧とをそ
れぞれ選択的に抽出し、上記奇数順位の基準電圧を分圧
器の一方端に入力し、偶数順位の基準電圧を上記分圧器
の他方端に入力してその電位差を分圧して2次基準電圧
を生成し、この2次基準電圧と前記アナログ入力電圧と
をレベル比較すると共にこの比較結果を前記上位ビット
の比較結果に従ってビット反転して下位ビットのデ(ジ
タルデータを得ることで、上述した目的を効果的に達成
したものである。
グ入力′鮭圧を複数の基準電圧とそれぞれ比較し・その
比較結果から上位ビットのディジタルデータを求めると
共に、上記比較結果に従って上記アナログ電圧電圧に最
も近い奇数順位の基準電圧と偶数順位の基準電圧とをそ
れぞれ選択的に抽出し、上記奇数順位の基準電圧を分圧
器の一方端に入力し、偶数順位の基準電圧を上記分圧器
の他方端に入力してその電位差を分圧して2次基準電圧
を生成し、この2次基準電圧と前記アナログ入力電圧と
をレベル比較すると共にこの比較結果を前記上位ビット
の比較結果に従ってビット反転して下位ビットのデ(ジ
タルデータを得ることで、上述した目的を効果的に達成
したものである。
以下、図面を鯵照して本発明の一実施例につき説明する
。
。
第4図は実施例に係るA/D変換器の概略構成図で、と
ζでは2ビツトグラス2ビツト04ビ、ト変換形のもの
が示される。アナログ入力信号はサングル回路11によ
りサンプル・ホールドされて並列に構成された3つの比
較器12m。
ζでは2ビツトグラス2ビツト04ビ、ト変換形のもの
が示される。アナログ入力信号はサングル回路11によ
りサンプル・ホールドされて並列に構成された3つの比
較器12m。
12b、l1lcにそれぞれ共通に入力される。これら
の比較器Jffia、Iffb、fjeに祉・基準電圧
発生bI3が発生した所定レベルの比較基準電圧がそれ
ぞれ与えられており、前記アナログ入力比較される。上
記基準電圧発生器13#i、一端を所定電位V、。fに
固定してなる直列に接続された4つの抵抗13m、11
b、13c 、13dに定電流源13mにより一定〜゛
流を供給し、各抵抗13a。
の比較器Jffia、Iffb、fjeに祉・基準電圧
発生bI3が発生した所定レベルの比較基準電圧がそれ
ぞれ与えられており、前記アナログ入力比較される。上
記基準電圧発生器13#i、一端を所定電位V、。fに
固定してなる直列に接続された4つの抵抗13m、11
b、13c 、13dに定電流源13mにより一定〜゛
流を供給し、各抵抗13a。
13b、13c、13dの端子から所定レベルの基準電
圧を発生させるものである。しかして、各基準電圧は、
例えばVref + Vtt + Vto 、VOl
+ Vo。
圧を発生させるものである。しかして、各基準電圧は、
例えばVref + Vtt + Vto 、VOl
+ Vo。
として一定レベル差に定められる@尚・VrefとV・
・とのレベル差はアナログ入力電圧のダイナ?ツクレン
ジと叫しく設定される。そして前記比較器12m、12
b、12cはこれらの基準電圧のうち、V目 IVlo
、VOlをそれぞれ入力してアナログ入力、電圧のレベ
ルViaとレベル比較し・例えばvl2.vl。、vo
lりVinナルとき、論理11“なる信号を、1だその
他の場合には論理101なる信号を比較結果とし−C出
力するようになっている。
・とのレベル差はアナログ入力電圧のダイナ?ツクレン
ジと叫しく設定される。そして前記比較器12m、12
b、12cはこれらの基準電圧のうち、V目 IVlo
、VOlをそれぞれ入力してアナログ入力、電圧のレベ
ルViaとレベル比較し・例えばvl2.vl。、vo
lりVinナルとき、論理11“なる信号を、1だその
他の場合には論理101なる信号を比較結果とし−C出
力するようになっている。
しかしてこれらの比較器12h+ 12b、12 qの
出力は並列的に設けられた4つの排他的論理和回路(E
X−OR)14*、14b、14e、14dのl1IK
接する2つに対してそれぞれ与えられる。EX−OR1
4&li論理11′信号と比較器121の出力とを入力
し、EX−OR14b ti比較器12m、12bの各
出力を入力し、EX−OR14cは比較器11b。
出力は並列的に設けられた4つの排他的論理和回路(E
X−OR)14*、14b、14e、14dのl1IK
接する2つに対してそれぞれ与えられる。EX−OR1
4&li論理11′信号と比較器121の出力とを入力
し、EX−OR14b ti比較器12m、12bの各
出力を入力し、EX−OR14cは比較器11b。
12cの各出力を人力し、またEX−OR14dは比較
器12cの出力と論理101信号とを入力してそれぞれ
論理処理している。これらのi:XX−0R14,14
b、14c、14dの論理出力をエンコーダ15に入力
してエンコード処理し、こζに前記比較基準電位V1t
lV1・IV@1にて弁別されたアナログ入力電圧Wi
nに対する上位2ピツトのディノタルデータを得ている
。
器12cの出力と論理101信号とを入力してそれぞれ
論理処理している。これらのi:XX−0R14,14
b、14c、14dの論理出力をエンコーダ15に入力
してエンコード処理し、こζに前記比較基準電位V1t
lV1・IV@1にて弁別されたアナログ入力電圧Wi
nに対する上位2ピツトのディノタルデータを得ている
。
一方、前記基準電圧発生器13で発生出力された基準電
圧Vr@f・Vtt・V、・・VOl・Y@llは前記
EX−OR14m、14b、14c、14dの出力によ
り選択的に導通制御されるスイッチ回路16a。
圧Vr@f・Vtt・V、・・VOl・Y@llは前記
EX−OR14m、14b、14c、14dの出力によ
り選択的に導通制御されるスイッチ回路16a。
16b、16c、16dにそれぞれ入力される。これら
のスイッチ回路16m、16b、I6a、16dは前記
比較基準電圧vr@f * vtt l vl、 l
Vlll r v@IQ’うち、前記アナログ入力電圧
VinのレベルVC@も近い奇数順位の基準電圧と、偶
数順位の基準電圧とをそれぞれ選択し、上MI2奇数順
位の基準電圧を直列接続された抵抗17a+17b、I
re。
のスイッチ回路16m、16b、I6a、16dは前記
比較基準電圧vr@f * vtt l vl、 l
Vlll r v@IQ’うち、前記アナログ入力電圧
VinのレベルVC@も近い奇数順位の基準電圧と、偶
数順位の基準電圧とをそれぞれ選択し、上MI2奇数順
位の基準電圧を直列接続された抵抗17a+17b、I
re。
17dが構成する分圧器17の一方端に供給しその他方
端に上Hピ偶数順位の基準電圧を供給Jるものである。
端に上Hピ偶数順位の基準電圧を供給Jるものである。
即ち、スイッチ回路16m、16b16a、16dは等
測的には、分1]二器17の一方端に奇数順位の基準電
圧vr*f * vto + VOOのうちのアナログ
入力電圧VinK最も近いものを選択して供給し、上記
分圧器I7の他方端には偶数順位の基準電圧v11 +
VOIのうちの上記アナログ入力電圧Vinに最も近
いものを選択して供給するように構成されている。しか
[7て、このようKして選択された基準ta=が供給さ
れる分8E器17は、その電位差を等分圧17て、’l
’tt 、vt。
測的には、分1]二器17の一方端に奇数順位の基準電
圧vr*f * vto + VOOのうちのアナログ
入力電圧VinK最も近いものを選択して供給し、上記
分圧器I7の他方端には偶数順位の基準電圧v11 +
VOIのうちの上記アナログ入力電圧Vinに最も近
いものを選択して供給するように構成されている。しか
[7て、このようKして選択された基準ta=が供給さ
れる分8E器17は、その電位差を等分圧17て、’l
’tt 、vt。
νo1なる3つの2次基準電圧を生成し、これを後段の
比較器18&r18b*18cにそれぞれ供給している
。上記分圧器18m、18b、18cによって生成され
る2次基準電圧υtt 、t’to + t’otの電
位差は、変換最小ビット値、つまりtlilB K和尚
して定められている。このような2次基準電圧マ11
+ ’18 + ’<11を入力する比較器18 m
、 1 a b r18・は、これらの基準電圧マ■、
町・、嘗。1と前記アナログ入力電圧Vit+とをそれ
ぞれレベル比較している。そして、こ゛れらの比較器1
11m 。
比較器18&r18b*18cにそれぞれ供給している
。上記分圧器18m、18b、18cによって生成され
る2次基準電圧υtt 、t’to + t’otの電
位差は、変換最小ビット値、つまりtlilB K和尚
して定められている。このような2次基準電圧マ11
+ ’18 + ’<11を入力する比較器18 m
、 1 a b r18・は、これらの基準電圧マ■、
町・、嘗。1と前記アナログ入力電圧Vit+とをそれ
ぞれレベル比較している。そして、こ゛れらの比較器1
11m 。
11b、18cによる比較結果は、スイッチ1路19を
介してエンコーダ20に与えられ、1位2ビットOrイ
ジタルr−夕として出力されている。このスイッチ回路
19は、前記EX−OR14m+14gの出力を論理和
処理するオア回路21によって切換制御されるもので、
これによって前記比較器I Ji a T 1 g b
+ 18 cの比較結果がピット順位の反転処理がな
されてエンコーダ20に与えられる。具体的には、前記
前段の比較器1:la+11b、11eの比較結果に従
って比較器I Ji & + I Jl eの出力が入
換見られてエン、コー〆20に供給される。このような
機能を呈するスイッチ回路19は、例えば第5図に示す
ように差動対を構成する複数の電流スイッチトランジス
タにより構成される。卸ち、オア回路21の出力によっ
てトランゾスタ22.23を選択的に導通させて、比較
器18h、l1lbのいずれか一方の出力を選択してエ
ンコーダ20に出力する如く構成される。尚、このスイ
ッチ回路19によるビット位置反転処理は、アナログ入
力電圧Vinのレベルによって分圧器17に印加される
基準電圧のレベル高低が反転し、比較結果として2次基
準電圧v、1.シ101 ”・1に対する出力関係が反
転する為、これを補正するものである。
介してエンコーダ20に与えられ、1位2ビットOrイ
ジタルr−夕として出力されている。このスイッチ回路
19は、前記EX−OR14m+14gの出力を論理和
処理するオア回路21によって切換制御されるもので、
これによって前記比較器I Ji a T 1 g b
+ 18 cの比較結果がピット順位の反転処理がな
されてエンコーダ20に与えられる。具体的には、前記
前段の比較器1:la+11b、11eの比較結果に従
って比較器I Ji & + I Jl eの出力が入
換見られてエン、コー〆20に供給される。このような
機能を呈するスイッチ回路19は、例えば第5図に示す
ように差動対を構成する複数の電流スイッチトランジス
タにより構成される。卸ち、オア回路21の出力によっ
てトランゾスタ22.23を選択的に導通させて、比較
器18h、l1lbのいずれか一方の出力を選択してエ
ンコーダ20に出力する如く構成される。尚、このスイ
ッチ回路19によるビット位置反転処理は、アナログ入
力電圧Vinのレベルによって分圧器17に印加される
基準電圧のレベル高低が反転し、比較結果として2次基
準電圧v、1.シ101 ”・1に対する出力関係が反
転する為、これを補正するものである。
かくして、このように構成されたA/D変換器によれば
、アナログ入力電圧■inは基準電圧■11 r V@
。、■、1とそれぞれレベル比較され、その比較結果か
ら上位2ピツトのディジタルデータが求められる。また
・上記比較結果に従って、基準電圧Vr@f l Vl
l + vto + vot l veoが選択されて
分圧器17.に与えられ、2次基準電圧が生成される。
、アナログ入力電圧■inは基準電圧■11 r V@
。、■、1とそれぞれレベル比較され、その比較結果か
ら上位2ピツトのディジタルデータが求められる。また
・上記比較結果に従って、基準電圧Vr@f l Vl
l + vto + vot l veoが選択されて
分圧器17.に与えられ、2次基準電圧が生成される。
この2次基準−、圧は、第6図に示すように設定される
。即ち、LSBの電圧をVとして、アナログ入力電圧V
inのレベルが基準電圧Vttより高いとき、 ψ11:′:Vll+τ ヤ1(1=Vl亀 + 2 ν ν。1=V11+31 となる。またvl。< Vits < Vt sなると
きにはvtt = Vll + a ” t’to = Vll + 2ν νas=vt。+ν となり、Vat < Vln < Vtoのときにはν
tt”v・1+ν tli場= VH+ 2 v ν。1=V。1+3v 更に、vo。< Vit> < Vatのときにはlt
I E: Vll + 3 M ν亀・=V、、+211 V・1=V・・+ν として、それぞれ定められる。そして、これらの設定さ
れた2次基準電圧ヤ目、 91・、ν・1とアナログ入
力電圧Vit&とを比較器18m、jab。
。即ち、LSBの電圧をVとして、アナログ入力電圧V
inのレベルが基準電圧Vttより高いとき、 ψ11:′:Vll+τ ヤ1(1=Vl亀 + 2 ν ν。1=V11+31 となる。またvl。< Vits < Vt sなると
きにはvtt = Vll + a ” t’to = Vll + 2ν νas=vt。+ν となり、Vat < Vln < Vtoのときにはν
tt”v・1+ν tli場= VH+ 2 v ν。1=V。1+3v 更に、vo。< Vit> < Vatのときにはlt
I E: Vll + 3 M ν亀・=V、、+211 V・1=V・・+ν として、それぞれ定められる。そして、これらの設定さ
れた2次基準電圧ヤ目、 91・、ν・1とアナログ入
力電圧Vit&とを比較器18m、jab。
xseKてレベル比較し、下位2ビツトの情報を得る。
このとき、上記2次基準電圧のレベル関係から明らかな
ようK、基準電圧ν11と習・1とは、アナログ入力電
圧Vinの基準電圧VH。
ようK、基準電圧ν11と習・1とは、アナログ入力電
圧Vinの基準電圧VH。
■、。t Vatに対するレベルの大小関係によって互
いに逆転した関係となる。従って、この逆転した関係で
の比較結果をそのまま用いた場合、そのレベル関係が反
転することから比較器18&。
いに逆転した関係となる。従って、この逆転した関係で
の比較結果をそのまま用いた場合、そのレベル関係が反
転することから比較器18&。
18aの出力を交挨して抽出し、これにより比較器18
m、18b、18eに設定する2次基準電圧のレベル関
係を等測的に一定に保つようにしている。故に5このよ
うに設定された2次比較基準電圧t’tt + vt。
m、18b、18eに設定する2次基準電圧のレベル関
係を等測的に一定に保つようにしている。故に5このよ
うに設定された2次比較基準電圧t’tt + vt。
+ t’otとアナログ入力電圧Vinとのレベルをそ
れぞれ比較した結果をエンコーダ20に求めることによ
り、ここに効果的に下位2ビツトのガイシタルデー夕を
得ることができる。
れぞれ比較した結果をエンコーダ20に求めることによ
り、ここに効果的に下位2ビツトのガイシタルデー夕を
得ることができる。
かくしてこのA/D変換器によれば、前段の比較器12
m、12b、12cにてレベル判定されたアナログ入力
電圧vthnのレベル領域に応じて基準電圧を選択して
分圧器11に印加し、上記レベル領域を細分する2次基
準電圧を生成して後段の比較器Z#a、18b、18e
により前記アナログ入力電圧Vimを直接的に再レベル
判定して上位2ビ、ト、下位2ビツトからなるf4ジタ
ルデータを得るので、設定され比較基準電圧の直線性を
良好なものとすることができる。その上、従来のように
局部D/A変換器を用いてアナログ電圧を再生するよう
なアナログ処理を必要とせず、アナログ入力電圧Vtn
を前段および後段において直接レベル比較するので、従
来のような「 つながり誤差が発生することがない、故に、極めて直線
性の良い変換特性を得ることができる。
m、12b、12cにてレベル判定されたアナログ入力
電圧vthnのレベル領域に応じて基準電圧を選択して
分圧器11に印加し、上記レベル領域を細分する2次基
準電圧を生成して後段の比較器Z#a、18b、18e
により前記アナログ入力電圧Vimを直接的に再レベル
判定して上位2ビ、ト、下位2ビツトからなるf4ジタ
ルデータを得るので、設定され比較基準電圧の直線性を
良好なものとすることができる。その上、従来のように
局部D/A変換器を用いてアナログ電圧を再生するよう
なアナログ処理を必要とせず、アナログ入力電圧Vtn
を前段および後段において直接レベル比較するので、従
来のような「 つながり誤差が発生することがない、故に、極めて直線
性の良い変換特性を得ることができる。
しかも、従来のようなアナログ処理を必豐としないので
、構成の大幅な簡略化を図り得る。特K、2次基準電圧
を生成する為の基準電圧を、分圧器11の端子に対応し
てそれぞれ抽出するので、スイッチ回路16m、 16
b、 14t@、 16 dや、スイッチ回路19を簡
易に構成することができるので・回路設計上、更には実
用化の点で圧の選択を行うので、その基S電圧レベルの
安定化を図り得る咎の効果も奏する。これはスイ、子回
路16m、16b、16e、16dを構成する電流スイ
ッチトランジスタ回路台・シンゾルな構成とすることが
できる等の理由にもよる。従って、安定で信頼性の高い
アナログ・7−’、1ノタル変換が可能となり、その効
果は絶大である。
、構成の大幅な簡略化を図り得る。特K、2次基準電圧
を生成する為の基準電圧を、分圧器11の端子に対応し
てそれぞれ抽出するので、スイッチ回路16m、 16
b、 14t@、 16 dや、スイッチ回路19を簡
易に構成することができるので・回路設計上、更には実
用化の点で圧の選択を行うので、その基S電圧レベルの
安定化を図り得る咎の効果も奏する。これはスイ、子回
路16m、16b、16e、16dを構成する電流スイ
ッチトランジスタ回路台・シンゾルな構成とすることが
できる等の理由にもよる。従って、安定で信頼性の高い
アナログ・7−’、1ノタル変換が可能となり、その効
果は絶大である。
ところで、上述したスイッチ回路16m、16b。
16c、16rlは、例えば第7図に示す工うに電流ト
ランジスタ回路により簡易に実現できる。
ランジスタ回路により簡易に実現できる。
即ち、基準電圧発生器I3が生成する基準電圧Vr@f
l ylll vto l vot −v00ヲそレ
−t’tt エミッタホロアトランジスタAを介して抽
出し、これを電流スイッチトランジスタBを介して分圧
器I7の両端子にそれぞれMF的に印加するようにトラ
ンジスタ回路を構成する。そして、これらの電流スイッ
チトランジスタBを、比較器12m、12b、12aの
出力を受けて導通制御されるトランジスタCにより導通
制御することにより、基準電圧を選択的に分圧器17に
与えるようにずれ祉よい。
l ylll vto l vot −v00ヲそレ
−t’tt エミッタホロアトランジスタAを介して抽
出し、これを電流スイッチトランジスタBを介して分圧
器I7の両端子にそれぞれMF的に印加するようにトラ
ンジスタ回路を構成する。そして、これらの電流スイッ
チトランジスタBを、比較器12m、12b、12aの
出力を受けて導通制御されるトランジスタCにより導通
制御することにより、基準電圧を選択的に分圧器17に
与えるようにずれ祉よい。
このように構成されたスイッチ回路は、前記第4図に示
すスイッチ回路16m、16b、16c。
すスイッチ回路16m、16b、16c。
16dとEX−OR14m、14b、14c、14dと
勢価な機能を果し、トランジスタCのONによって電流
スイ、チト2ンジスタBに供給する電流が吸込まれ、そ
の結果基準電圧の選択が阻止される。
勢価な機能を果し、トランジスタCのONによって電流
スイ、チト2ンジスタBに供給する電流が吸込まれ、そ
の結果基準電圧の選択が阻止される。
そしてON動作状態にある電流スイ、チトランノスタB
を介して得られる基準電圧のうち、最も高いものが分圧
器z1に供給されることになり、ここに基準電圧の選択
が行われる・ このトランジスタ回路に示されるように、非常に簡易に
、トランジスタ数を少なくしてスイ、子回路を実現する
ことができる・ 尚、このようにして基準電圧を選択して2次基準電圧を
生成する場合、上記基準−圧はエミッタホロアトランジ
スタAと電流スイ、チトランノスタBからなる2段のト
ランジスタによってレベルシフトを受ける。従って、こ
の場合、アナログ入力電圧Vinも、例えば棺8図(a
) (b)に示す如きレベルシフト回路を介して同じレ
ベルシフトを与えたのち、後段の比較器18m+ l1
lb +18eVc供給するようKすれはよい。w46
図(−)に示すものはダーリントン扱続された2段のト
ランジスタによってレベルシフトを行うもので、また同
図Φ)Fi2段構成されたエミッタホロアトランジスタ
によりレベルシフトを行うものである・いずれの回路を
用い暮に[7ろ、アナログ入力電圧Vinと選択された
基準−圧とに同様なレベルシフトを与えることKより、
その比較レベルの相′対的な精度を確保することができ
、変換精度と、その直線性を十分に高めることができる
。
を介して得られる基準電圧のうち、最も高いものが分圧
器z1に供給されることになり、ここに基準電圧の選択
が行われる・ このトランジスタ回路に示されるように、非常に簡易に
、トランジスタ数を少なくしてスイ、子回路を実現する
ことができる・ 尚、このようにして基準電圧を選択して2次基準電圧を
生成する場合、上記基準−圧はエミッタホロアトランジ
スタAと電流スイ、チトランノスタBからなる2段のト
ランジスタによってレベルシフトを受ける。従って、こ
の場合、アナログ入力電圧Vinも、例えば棺8図(a
) (b)に示す如きレベルシフト回路を介して同じレ
ベルシフトを与えたのち、後段の比較器18m+ l1
lb +18eVc供給するようKすれはよい。w46
図(−)に示すものはダーリントン扱続された2段のト
ランジスタによってレベルシフトを行うもので、また同
図Φ)Fi2段構成されたエミッタホロアトランジスタ
によりレベルシフトを行うものである・いずれの回路を
用い暮に[7ろ、アナログ入力電圧Vinと選択された
基準−圧とに同様なレベルシフトを与えることKより、
その比較レベルの相′対的な精度を確保することができ
、変換精度と、その直線性を十分に高めることができる
。
第9図り上記スイッチ回路?i、 MOS )ランノス
タを用いて構成した例を示すものである。周知のようK
MO8)ランノスタ番、1、その /。、F特性が非常
に良好であるから、そのままスイッチとして機能させる
ことができる。またここでは、分圧器17として「1列
接続1〜だコンデンサCにより構成しているが、このよ
うにしても容愈分割による高安定な基準電圧差の分圧を
行い得る。
タを用いて構成した例を示すものである。周知のようK
MO8)ランノスタ番、1、その /。、F特性が非常
に良好であるから、そのままスイッチとして機能させる
ことができる。またここでは、分圧器17として「1列
接続1〜だコンデンサCにより構成しているが、このよ
うにしても容愈分割による高安定な基準電圧差の分圧を
行い得る。
以上説明したように本発明によれば、簡易にして変換特
性の直線性を十分確保することができ、つなぎ誤差の発
生を抑えることができる。
性の直線性を十分確保することができ、つなぎ誤差の発
生を抑えることができる。
しかも、アナログ処理を行う局部D/A変換変換器用い
ることなく、簡易に構成することができ、実用性の点で
も優れている。特にアナログ処理を要さないので、動作
信頼性の飛躍的な向上を図り得る。
ることなく、簡易に構成することができ、実用性の点で
も優れている。特にアナログ処理を要さないので、動作
信頼性の飛躍的な向上を図り得る。
尚3本発明は上記実施的に限定されるものではない、
IPIIえは変換ピット数や、前段および後段の変換ピ
ット数の割当ては仕様に応じて定めれはよい、また、前
記したように電流スイッチをMOB )ランジスタで構
成する場合には、そのオフセット誤差の発生を防ぐため
に、分圧器XVをコンデンサにて構成した方が好ましい
。
IPIIえは変換ピット数や、前段および後段の変換ピ
ット数の割当ては仕様に応じて定めれはよい、また、前
記したように電流スイッチをMOB )ランジスタで構
成する場合には、そのオフセット誤差の発生を防ぐため
に、分圧器XVをコンデンサにて構成した方が好ましい
。
またアナログ電圧のレベルシフト処理は、基準電圧の選
択処理の手段に応じて行うようにすればよいものである
。要するに本発明は、その装管を逸脱しない範囲で種々
変形して実施することができる。
択処理の手段に応じて行うようにすればよいものである
。要するに本発明は、その装管を逸脱しない範囲で種々
変形して実施することができる。
第1図は従来のA/D変換器り一例を示す図、第2図(
a) (b)は局部D/A変換器の構成とその勢価回路
を示す図、第3図は従来のつムがり誤差を示す図、第4
図は本発明の一実施例を示すの変換器の概略構成図、第
5図は同実施例におけるスイッチ回路19の一桐成例を
示す図・第6図は同実施例における基準電圧と2次基準
電圧との関係を・示す図、第7図は同実施例におけるE
X−ORとスイッチ回路の一構成例を示す図、第8図(
a) (b)はそれぞれレベルシフト回路の構成例を示
す図、第9図はスイッチ回路のMOB )ランジスタに
よる構成列を示す図である。 11−・・サンプル回路、12m、12b*12@−・
−比較器、13・・・基準[EE発生器、14&+14
b〜14d・・・排他的論理和回路、15・・・エンコ
ー〆、16畠、16b、16c、16d・・・スイッチ
回路、17・・・分圧器、18h、18b、18c・・
・比較器、I9・・・真イ、チ回路、20・・・エンコ
ーダ、2I・・・オア回路。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第1図 第4図 (MSBII) (LSBq)第5図 第6図 第7v!J 第8図 (a) (b)第9図 了 工 ?
a) (b)は局部D/A変換器の構成とその勢価回路
を示す図、第3図は従来のつムがり誤差を示す図、第4
図は本発明の一実施例を示すの変換器の概略構成図、第
5図は同実施例におけるスイッチ回路19の一桐成例を
示す図・第6図は同実施例における基準電圧と2次基準
電圧との関係を・示す図、第7図は同実施例におけるE
X−ORとスイッチ回路の一構成例を示す図、第8図(
a) (b)はそれぞれレベルシフト回路の構成例を示
す図、第9図はスイッチ回路のMOB )ランジスタに
よる構成列を示す図である。 11−・・サンプル回路、12m、12b*12@−・
−比較器、13・・・基準[EE発生器、14&+14
b〜14d・・・排他的論理和回路、15・・・エンコ
ー〆、16畠、16b、16c、16d・・・スイッチ
回路、17・・・分圧器、18h、18b、18c・・
・比較器、I9・・・真イ、チ回路、20・・・エンコ
ーダ、2I・・・オア回路。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第1図 第4図 (MSBII) (LSBq)第5図 第6図 第7v!J 第8図 (a) (b)第9図 了 工 ?
Claims (2)
- (1) レベルの異なる複数の基準電圧とアナログ入
力電圧レベルとをそれぞれ比較する複数の比較器と、こ
れらの比較器の比較結果から前記アナログ入力電圧レベ
ルに灼する上位ビット側ディジタル信号値を得る手段と
、前記比較ムの比較結果に従って前記アナログ入力電圧
しがルに最も近い奇数順位の基準電位を選択して分圧器
の一方の端子に供給する手段と、前記比較器の比較結果
に従って前記アナログ入力電圧レベルに最も近い偶数順
位の基準電圧を選択して上記分圧器の他方の端子に供給
する手段と、これらの選択された基準電圧が供給される
分圧器で生成された複数の2次基準電圧と前14アナロ
グ入力電圧レベルとをそれぞれ比較する複数の2次比較
器と・これらの2次比較器の比較結果を前記比較器の比
較結果に従ってビット順位反転処理して前記アナログ入
力信号に対する下位ビ、ト側ディソタル伯号値を得る手
段とを具備したことを特徴とするアナログ・r4ノタル
変換器。 - (2)分圧器は直列接続された抵抗回路からなるもので
、その一方の端子に選択された奇数順位の基準電圧を入
力し・他方の端子に選択された偶数順位の基準電圧を入
力するものである特許請求の範囲第1項記載のアナログ
・ディジタル変換器。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56167550A JPS5869112A (ja) | 1981-10-20 | 1981-10-20 | アナログ・ディジタル変換器 |
| US06/419,475 US4542370A (en) | 1981-10-20 | 1982-09-17 | Cascade-comparator A/D converter |
| EP82108738A EP0077470B1 (en) | 1981-10-20 | 1982-09-21 | Cascade-comparator a/d converter |
| DE8282108738T DE3279636D1 (en) | 1981-10-20 | 1982-09-21 | Cascade-comparator a/d converter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56167550A JPS5869112A (ja) | 1981-10-20 | 1981-10-20 | アナログ・ディジタル変換器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5869112A true JPS5869112A (ja) | 1983-04-25 |
Family
ID=15851790
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56167550A Pending JPS5869112A (ja) | 1981-10-20 | 1981-10-20 | アナログ・ディジタル変換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5869112A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6097727A (ja) * | 1983-11-01 | 1985-05-31 | Mitsubishi Electric Corp | A/d変換器 |
| JPS6387022A (ja) * | 1986-09-30 | 1988-04-18 | Toshiba Corp | アナログ・デジタル変換器 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5355947A (en) * | 1976-10-29 | 1978-05-20 | Takeda Riken Ind Co Ltd | Analoggtoodigital converter |
| JPS5623026A (en) * | 1979-08-03 | 1981-03-04 | Nec Corp | Analog-digital conversion unit |
-
1981
- 1981-10-20 JP JP56167550A patent/JPS5869112A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5355947A (en) * | 1976-10-29 | 1978-05-20 | Takeda Riken Ind Co Ltd | Analoggtoodigital converter |
| JPS5623026A (en) * | 1979-08-03 | 1981-03-04 | Nec Corp | Analog-digital conversion unit |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6097727A (ja) * | 1983-11-01 | 1985-05-31 | Mitsubishi Electric Corp | A/d変換器 |
| JPS6387022A (ja) * | 1986-09-30 | 1988-04-18 | Toshiba Corp | アナログ・デジタル変換器 |
| US4816831A (en) * | 1986-09-30 | 1989-03-28 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Analog-digital converter realizing high integation with high resolution ability |
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