JPS6029028A - 高速アナログ・デジタル変換回路 - Google Patents
高速アナログ・デジタル変換回路Info
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- JPS6029028A JPS6029028A JP13420183A JP13420183A JPS6029028A JP S6029028 A JPS6029028 A JP S6029028A JP 13420183 A JP13420183 A JP 13420183A JP 13420183 A JP13420183 A JP 13420183A JP S6029028 A JPS6029028 A JP S6029028A
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- Japan
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- circuit
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- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 57
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 9
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 claims description 9
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 15
- 238000000034 method Methods 0.000 description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000004043 responsiveness Effects 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
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】
本発明は高速のアナログ・デジタル変換回路(以下A
/ D変換回路と略す)に関するものであるA / D
変換回路の回路方式に関して従来知られている方式の代
表的なものとして、(1)逐次比較方式、(2) サイ
クリック方式、(3) 積分方式、 (4)並列方式
等がある。各方式にはそれぞれ長所、短所があるが原理
的に最も高速なのが並列方式である並列処理型A /
D変換回路であると一般的に考えられている。本発明の
目的は高速のA / D変換回路であるので高速性にお
いて劣る他の方式の説明は省略するとして並列方式のA
/ D変換回路について簡単にふれておく。
/ D変換回路と略す)に関するものであるA / D
変換回路の回路方式に関して従来知られている方式の代
表的なものとして、(1)逐次比較方式、(2) サイ
クリック方式、(3) 積分方式、 (4)並列方式
等がある。各方式にはそれぞれ長所、短所があるが原理
的に最も高速なのが並列方式である並列処理型A /
D変換回路であると一般的に考えられている。本発明の
目的は高速のA / D変換回路であるので高速性にお
いて劣る他の方式の説明は省略するとして並列方式のA
/ D変換回路について簡単にふれておく。
第1図は前述した従来、原理的に最も高速であると考え
られている並列処理型A / D変換回路の簡単な構成
図例である。第1図において基準電圧は端子11と端子
12より与えられ、RI〜RK−1の(K−1)個の抵
抗によって基準電圧は抵抗分割され、各中間電位かに個
のコンパレータOMP、〜OMPXの第1入力端子にそ
れぞれ与えられ、端子13より被測定信号のアナログ入
力電圧が前記各コンパレータOMF、〜OMPKの第2
入力端子に入力し、それぞれのフンパレータが電位を比
較し、その結果をそれぞれ10のエンコーダ及びラッチ
回路に入力し、出力端子14から符号化されたデジタル
信号となって出力される。以上の回路動作はクロック入
力端子15から入ってくるクロック信号に制御されて行
なわれる。以上説明した並列処理型A / D変換回路
はコンパレータが全状態数に相当する分だけあるのでア
ナログ信号入力電圧がクロックの1周期分で判定される
ので高速のA / D変換が出来るものである。この並
列処理型A / D変換回路においてより高速の変換を
するにはまずサンプリング周波数を決定するクロックの
周波数を高くしていけば良いが、やがて限界が来る。こ
の際、一般的に障害となるのは第1図におけるに個のコ
ンパレータOMF、〜OMpKの中で入力のアナログ信
号電圧6基準電圧の抵抗分割された電圧がそれぞれ入力
する第1人力端子と第2入力端子の電圧差が最も小さく
なるコンパレータの応答性である。つまりどちらの電位
が大きいか小さいかを短時間で判定しなければならない
が、電位差が微小であるほど時間がかかる。したがって
同様にh / D変換回路としてのディジタル信号出力
のビット数を増加すればコンパレータの第1入力端子と
第2人力端子の電圧差の最小値は更に小さくなるのでコ
ンパレータの応答性は悪化しA / D変換回路として
の限界サンプリング周波数も低下する。したがってビッ
ト数が多く、かつ高速のA / D変換回路をめられた
とき従来、最も原理的に高速であるとされて来た並列処
理型A / D変換回路でもおのずと限界があり、より
高速の回路方式がめられていた。
られている並列処理型A / D変換回路の簡単な構成
図例である。第1図において基準電圧は端子11と端子
12より与えられ、RI〜RK−1の(K−1)個の抵
抗によって基準電圧は抵抗分割され、各中間電位かに個
のコンパレータOMP、〜OMPXの第1入力端子にそ
れぞれ与えられ、端子13より被測定信号のアナログ入
力電圧が前記各コンパレータOMF、〜OMPKの第2
入力端子に入力し、それぞれのフンパレータが電位を比
較し、その結果をそれぞれ10のエンコーダ及びラッチ
回路に入力し、出力端子14から符号化されたデジタル
信号となって出力される。以上の回路動作はクロック入
力端子15から入ってくるクロック信号に制御されて行
なわれる。以上説明した並列処理型A / D変換回路
はコンパレータが全状態数に相当する分だけあるのでア
ナログ信号入力電圧がクロックの1周期分で判定される
ので高速のA / D変換が出来るものである。この並
列処理型A / D変換回路においてより高速の変換を
するにはまずサンプリング周波数を決定するクロックの
周波数を高くしていけば良いが、やがて限界が来る。こ
の際、一般的に障害となるのは第1図におけるに個のコ
ンパレータOMF、〜OMpKの中で入力のアナログ信
号電圧6基準電圧の抵抗分割された電圧がそれぞれ入力
する第1人力端子と第2入力端子の電圧差が最も小さく
なるコンパレータの応答性である。つまりどちらの電位
が大きいか小さいかを短時間で判定しなければならない
が、電位差が微小であるほど時間がかかる。したがって
同様にh / D変換回路としてのディジタル信号出力
のビット数を増加すればコンパレータの第1入力端子と
第2人力端子の電圧差の最小値は更に小さくなるのでコ
ンパレータの応答性は悪化しA / D変換回路として
の限界サンプリング周波数も低下する。したがってビッ
ト数が多く、かつ高速のA / D変換回路をめられた
とき従来、最も原理的に高速であるとされて来た並列処
理型A / D変換回路でもおのずと限界があり、より
高速の回路方式がめられていた。
本発明は同ピット数、同デバイスという条件のもとにお
いて更に高速のA / D変換を行う回路方式を提供す
るものである。以下、本発明の詳細な説明する。
いて更に高速のA / D変換を行う回路方式を提供す
るものである。以下、本発明の詳細な説明する。
范2図は本発明の回路構成をブロック図で表わしたもの
である。第2図において22は入力信号0端子で被変換
信号であるアナログ信号が入力する。8H,、EIH2
、・・・・・・8HNはN個のサンプルホールド回路で
あって、それぞれ異なったタイミングで入力信号をサン
プリングするとともにサンプリングされたアナログ電圧
を保持するー。AD。
である。第2図において22は入力信号0端子で被変換
信号であるアナログ信号が入力する。8H,、EIH2
、・・・・・・8HNはN個のサンプルホールド回路で
あって、それぞれ異なったタイミングで入力信号をサン
プリングするとともにサンプリングされたアナログ電圧
を保持するー。AD。
eADtw・・・・・・・・・ADHはN個のh /
D変換回路である。該A / D変換回路はA / D
変換回路としての機能を持っていれば良く、前述した様
々の方式のどのA / D変換回路でも良いが、高速性
を追求する為には並列処理型A / D変換回路が最も
望しい。20はデータ合成回路であって前記N個のA
/ D変換回路であるAD、、AD、、・・・・・・・
・・ADNの各デジタル出力信号を取り込み合成する。
D変換回路である。該A / D変換回路はA / D
変換回路としての機能を持っていれば良く、前述した様
々の方式のどのA / D変換回路でも良いが、高速性
を追求する為には並列処理型A / D変換回路が最も
望しい。20はデータ合成回路であって前記N個のA
/ D変換回路であるAD、、AD、、・・・・・・・
・・ADNの各デジタル出力信号を取り込み合成する。
23は前記データ合成回路20で合成されたデジタル信
号の出力端子である。21は前記N個のサンプルホール
ド回路、N個のA / D変換回路、及びデータ合成回
路を制御する制御回路である。また前記入力信号端子2
2は前記N個のサンプルボールド回路SH,,,sH,
、・・・・・・・・・8HNの入力に接続されている。
号の出力端子である。21は前記N個のサンプルホール
ド回路、N個のA / D変換回路、及びデータ合成回
路を制御する制御回路である。また前記入力信号端子2
2は前記N個のサンプルボールド回路SH,,,sH,
、・・・・・・・・・8HNの入力に接続されている。
前記N個のサンプルホールド回路””1 * ”He
@・・・・・・・・・8HNの各出力は前記N個のA
/ D変換回路AD1 * AD! *・・・・・・・
・・・・・ADNの入力にそれぞれ接続されている。前
記N個のA/D変換回路AD1 、AD、、・・・・・
・・・・・・・ADNのそれぞれの出力は前記データ合
成回路20に入力している。制御回路21からは前記サ
ンプルホールド回flf5 ” Ht m 8Hz m
・・・・・・・・・BHNと、前記A / D変換回路
AD1 、AD、、・・・・・・・・・ADNと前記デ
ータ合成回路2oにそれぞれ制御信号が接続されている
。
@・・・・・・・・・8HNの各出力は前記N個のA
/ D変換回路AD1 * AD! *・・・・・・・
・・・・・ADNの入力にそれぞれ接続されている。前
記N個のA/D変換回路AD1 、AD、、・・・・・
・・・・・・・ADNのそれぞれの出力は前記データ合
成回路20に入力している。制御回路21からは前記サ
ンプルホールド回flf5 ” Ht m 8Hz m
・・・・・・・・・BHNと、前記A / D変換回路
AD1 、AD、、・・・・・・・・・ADNと前記デ
ータ合成回路2oにそれぞれ制御信号が接続されている
。
さて第3図は本発明の回路である第2図の回路の各回路
の動作を示したタイミングチャートである。第3図にお
いて(α)はN個のサンプルホールド回路のサンプリン
グのタイミングを図示し、(b)は該N個のサンプルホ
ールド回路のホールドのタイミングを図示し、(C)は
N個のAD変換回路の変換されたデジタル信号の出力の
タイミングを図示している。また第3図の(α)、(h
)9(C)においていずれも高電位の時が動作のタイミ
ングを表現している。また1〜Nの番号のついたタイミ
ングチャートは(α)及び(h)でハN 個17)サン
プルホールド回路BT−1,〜5HN(7)1〜Nの番
号に対応し、また(C)ではN個のA/D変換回路AD
1〜ADHの1〜Nの番号に対応している。
の動作を示したタイミングチャートである。第3図にお
いて(α)はN個のサンプルホールド回路のサンプリン
グのタイミングを図示し、(b)は該N個のサンプルホ
ールド回路のホールドのタイミングを図示し、(C)は
N個のAD変換回路の変換されたデジタル信号の出力の
タイミングを図示している。また第3図の(α)、(h
)9(C)においていずれも高電位の時が動作のタイミ
ングを表現している。また1〜Nの番号のついたタイミ
ングチャートは(α)及び(h)でハN 個17)サン
プルホールド回路BT−1,〜5HN(7)1〜Nの番
号に対応し、また(C)ではN個のA/D変換回路AD
1〜ADHの1〜Nの番号に対応している。
本発明の第2図の回路においては入力信号端子22より
入力した被測定信号のアナログ信号を第3図(α)のタ
イミングチャートに示す如く、N個ノサンプルホールド
回路SR,、SH2、・・・・・・・・・8H9によっ
てN個の別々のタイミングTO順にサンプリングする。
入力した被測定信号のアナログ信号を第3図(α)のタ
イミングチャートに示す如く、N個ノサンプルホールド
回路SR,、SH2、・・・・・・・・・8H9によっ
てN個の別々のタイミングTO順にサンプリングする。
そして第3図Ch)の如くサンプリングされたデータは
サンプリング時間と合せてサンプリング時間のN倍の時
間だけ保持されている。そして前記N個のA / D変
換回路はそれぞれのデータを受け、サンプリング時間の
N倍の時間をかけてA / D変換動作をそれぞれ行う
。N個のh / D変換回路A DHr A D2 e
・・・・・・ADNはそれぞれ異なったサンプリングタ
イミングのデータを変換した値を、第3図(C)に示す
ように別々のタイミングで順に出力する。データ合成回
路20は前記N個のA / D変換回路の出力データを
合成して出力端子23よりデジタル出力信号として出力
する。制御回路は以上の動作が支障なく行えるように制
御信号を出す。さて以上の回路動作の説明より、第2図
の回路におけるN個のA/D変換回路のそれぞれのビッ
ト数をB。、またそれぞれの応答性の限界から決まる最
高のサンプリング周波数をf。、また変換に要する時間
をToとすれば、第2図の回路は第3図のタイミングチ
ャートのサンプリング時間とサンプルホールド時間の合
計に相当する時間を前記N個のA / D変換回路の変
換に要する時7間T。に等しく設定しても動作可能とな
ることがわかる。したがって第3図のタイミングチャー
トでは(α)のサンプリング時間T′は T、= Tユ したがってサンプリング周波数f′は f ”N/。
サンプリング時間と合せてサンプリング時間のN倍の時
間だけ保持されている。そして前記N個のA / D変
換回路はそれぞれのデータを受け、サンプリング時間の
N倍の時間をかけてA / D変換動作をそれぞれ行う
。N個のh / D変換回路A DHr A D2 e
・・・・・・ADNはそれぞれ異なったサンプリングタ
イミングのデータを変換した値を、第3図(C)に示す
ように別々のタイミングで順に出力する。データ合成回
路20は前記N個のA / D変換回路の出力データを
合成して出力端子23よりデジタル出力信号として出力
する。制御回路は以上の動作が支障なく行えるように制
御信号を出す。さて以上の回路動作の説明より、第2図
の回路におけるN個のA/D変換回路のそれぞれのビッ
ト数をB。、またそれぞれの応答性の限界から決まる最
高のサンプリング周波数をf。、また変換に要する時間
をToとすれば、第2図の回路は第3図のタイミングチ
ャートのサンプリング時間とサンプルホールド時間の合
計に相当する時間を前記N個のA / D変換回路の変
換に要する時7間T。に等しく設定しても動作可能とな
ることがわかる。したがって第3図のタイミングチャー
トでは(α)のサンプリング時間T′は T、= Tユ したがってサンプリング周波数f′は f ”N/。
であり、またT。の時間にビット数B。でN個のデータ
が順に変換されて出力端子23より出力されることにな
る。したかって第2図の回路においてA/D変換回路A
D、、AD2 、・・・・・・・・・ADNのそれぞれ
のビット数はBoで、かつそれぞれの最高のサンプリン
グ周波数はf。でありながら、第2図の本発明の回路と
してはビット数B。でサンプリング周波数はNfoのA
/ D変換回路として動作することがわかる。
が順に変換されて出力端子23より出力されることにな
る。したかって第2図の回路においてA/D変換回路A
D、、AD2 、・・・・・・・・・ADNのそれぞれ
のビット数はBoで、かつそれぞれの最高のサンプリン
グ周波数はf。でありながら、第2図の本発明の回路と
してはビット数B。でサンプリング周波数はNfoのA
/ D変換回路として動作することがわかる。
以上、不発明は基本的なA / D変換回路をN個用い
て別々のタイミングでサンプリングし、分担して変換す
ることにより、全体としてN倍高速のA / D変換回
路を実現するものである。また本発明の回路にしたがっ
てA / D変換回路の個数を増加させていけばサンプ
ルホールド回路やデータ合成回路の応答性の限界に到達
するまで原理的にはいくらでも高速のA / D変換回
路を得ること力2出来る。したがって本発明は従来、原
理的に最も高速であるといわれてきた並列方式のA /
D変換回路よりも更に高速のA / D変換回路方式
であるとも云える。なお第5図のタイミングチャートに
おいてはわかり易さの為に最も単純な例を示したが、N
個のサンプルホールド回路、N個のA / D変換回路
、及びデータ合成回路の関連が本発明の本質であるN個
の別々なタイミングでサンプj)′ングし、それぞれの
データをN個のサンプルホールド回路で保持しながらN
個のA / D変換回路でそれぞれのデータを分担して
変換し、その後データを合成するという構成になってい
れば微妙なタイミングや別な動作の為のタイミングは入
っていても構わないし、それらは些細な問題である。ま
た本発明の回路を同一の集積回路で構成するとN個のA
/ D変換回路AD1〜ADNの特性がそろい、かつ
各回路間の接続の際の寄生の静電容量も減少するので高
速化の為により一層効果的である。
て別々のタイミングでサンプリングし、分担して変換す
ることにより、全体としてN倍高速のA / D変換回
路を実現するものである。また本発明の回路にしたがっ
てA / D変換回路の個数を増加させていけばサンプ
ルホールド回路やデータ合成回路の応答性の限界に到達
するまで原理的にはいくらでも高速のA / D変換回
路を得ること力2出来る。したがって本発明は従来、原
理的に最も高速であるといわれてきた並列方式のA /
D変換回路よりも更に高速のA / D変換回路方式
であるとも云える。なお第5図のタイミングチャートに
おいてはわかり易さの為に最も単純な例を示したが、N
個のサンプルホールド回路、N個のA / D変換回路
、及びデータ合成回路の関連が本発明の本質であるN個
の別々なタイミングでサンプj)′ングし、それぞれの
データをN個のサンプルホールド回路で保持しながらN
個のA / D変換回路でそれぞれのデータを分担して
変換し、その後データを合成するという構成になってい
れば微妙なタイミングや別な動作の為のタイミングは入
っていても構わないし、それらは些細な問題である。ま
た本発明の回路を同一の集積回路で構成するとN個のA
/ D変換回路AD1〜ADNの特性がそろい、かつ
各回路間の接続の際の寄生の静電容量も減少するので高
速化の為により一層効果的である。
第1[Δは従来、原理的に最も高速といわれた並列方式
のA / D変換回路の回路図、第2図は本発明の高速
A / D変換回路の回路図、第3図は第2図の回路の
動作を示すタイミングチャート図である。 10・・・・・・ラッチ及びエンコーダ回路11.12
・・・・・・基準電圧端子 13・・・・・・入力端子 14・・・・・・出力端子 15・・・・・・クロック入力端子 R1〜RK−1’°゛°°°抵 抗 OMP、〜OM P K・・・・・・コンパレータ20
・・・・・・データ合成回路 21・・・・・・制御回路 22・・・・・・入力信号端子 26・・・・・・出力端子 SH1〜8HN・・・・・・サンプルホールド回路AD
1〜ADN・・・・・・A / D変換回路第3(2)
のA / D変換回路の回路図、第2図は本発明の高速
A / D変換回路の回路図、第3図は第2図の回路の
動作を示すタイミングチャート図である。 10・・・・・・ラッチ及びエンコーダ回路11.12
・・・・・・基準電圧端子 13・・・・・・入力端子 14・・・・・・出力端子 15・・・・・・クロック入力端子 R1〜RK−1’°゛°°°抵 抗 OMP、〜OM P K・・・・・・コンパレータ20
・・・・・・データ合成回路 21・・・・・・制御回路 22・・・・・・入力信号端子 26・・・・・・出力端子 SH1〜8HN・・・・・・サンプルホールド回路AD
1〜ADN・・・・・・A / D変換回路第3(2)
Claims (3)
- (1)入力データをサンプリングして保持するN(Nは
2以上の正の整数)個のサンプルホールド回路と、前記
N個のサンプルホールド回路のデータをそれぞれ変換す
るN個のアナログ・デジタル変換回路と、前記N個のア
ナログ・デジタル変換回路の出力データを合成するデー
タ合成回路と、以上の各回路を制御する制御回路を具備
し、入力データをN個のタイミングで分割してサンプリ
ングかつ保持しながらN個のアナログ・デジタル変換回
路で分担処理し、その後データを合成することによって
、より高速動作をし得るように構成されたことを特徴と
する高速アナログ・デジタル変換回路。 - (2) 前記N個のアナログ・デジタル変換回路がすべ
て並列処理型アナログ・デジタル変換回路からなること
を特徴とする特許請求の範囲第1項記載の高速アナログ
・デジタル変換回路。 - (3)前記各回路が同一の集積回路に内蔵されたことを
特徴とする特許請求の範囲第1項もしくは第2項記載の
高速アナログ・デジタル変換回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13420183A JPS6029028A (ja) | 1983-07-22 | 1983-07-22 | 高速アナログ・デジタル変換回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13420183A JPS6029028A (ja) | 1983-07-22 | 1983-07-22 | 高速アナログ・デジタル変換回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6029028A true JPS6029028A (ja) | 1985-02-14 |
Family
ID=15122788
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13420183A Pending JPS6029028A (ja) | 1983-07-22 | 1983-07-22 | 高速アナログ・デジタル変換回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6029028A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0427834A (ja) * | 1990-05-22 | 1992-01-30 | Sanyo Oobaru Maintenance Kk | トルクリミッタ |
| US5585796A (en) * | 1992-01-31 | 1996-12-17 | Svensson; Christer M. | Analog-to-digital converting arrangement |
| US6160508A (en) * | 1997-12-29 | 2000-12-12 | Telefonaktiebolaget Lm Ericsson | Method and device for analogue to digital conversion |
| WO2000079684A1 (en) * | 1999-06-23 | 2000-12-28 | Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) | A parallel analog-to-digital converter |
| JP2011142443A (ja) * | 2010-01-06 | 2011-07-21 | Renesas Electronics Corp | A/d変換器、信号処理装置、及びa/d変換方法 |
-
1983
- 1983-07-22 JP JP13420183A patent/JPS6029028A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0427834A (ja) * | 1990-05-22 | 1992-01-30 | Sanyo Oobaru Maintenance Kk | トルクリミッタ |
| US5585796A (en) * | 1992-01-31 | 1996-12-17 | Svensson; Christer M. | Analog-to-digital converting arrangement |
| US6160508A (en) * | 1997-12-29 | 2000-12-12 | Telefonaktiebolaget Lm Ericsson | Method and device for analogue to digital conversion |
| WO2000079684A1 (en) * | 1999-06-23 | 2000-12-28 | Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) | A parallel analog-to-digital converter |
| US6392575B1 (en) | 1999-06-23 | 2002-05-21 | Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) | Parallel analog-to-digital converter having random/pseudo-random conversion sequencing |
| JP2011142443A (ja) * | 2010-01-06 | 2011-07-21 | Renesas Electronics Corp | A/d変換器、信号処理装置、及びa/d変換方法 |
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