JPS6181031A - A/d変換器 - Google Patents

A/d変換器

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JPS6181031A
JPS6181031A JP20333584A JP20333584A JPS6181031A JP S6181031 A JPS6181031 A JP S6181031A JP 20333584 A JP20333584 A JP 20333584A JP 20333584 A JP20333584 A JP 20333584A JP S6181031 A JPS6181031 A JP S6181031A
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Shusaku Shimada
修作 島田
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Yokogawa Electric Corp
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Yokogawa Hokushin Electric Corp
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、アナログ信号を高速かつ高分解能で、ディジ
クル13号に変換するA/D変換器に関し、更に詳しく
は、量子化と団子化減算を操り返して、高分解能を(与
るA/D変換器に関する。
(従来の技術) 第4図は、従来のこの種のA/D変換器の−例を示す接
続図である。入力端子1に印加される入力電圧Vinは
、入力抵抗R10,増幅器AMP、増幅器△MPの帰還
回路に接続されるサンプルホールド回路5t−11,抵
抗16R1−構成された反転増幅器2により、逐次比較
動作を行なう。
この結果、入力電圧vinに対応した入力電流(V i
n/ Rin)と、抵抗r〜16r及びスイッチで構成
されたD7/Δ変換器3の出力電流との差に対応する出
力電圧を、サンプルホールド回路SH1の出力として得
る。このサンプルホールド回路SH1の出力電圧を、ス
イッチS1を開くことによりホールドした後、このホー
ルド電圧を、抵抗R0増幅器AMP、サンプルホールド
回路SH2゜抵抗16Rで構成される反転増幅器2に入
力し、前記と同様の逐次比較動作を行ない、サンプルホ
ールド回路S H2の出力電圧をホールドする。同様の
動作を繰り返すことによって、±4 bitのm′9 
    子化と、減障、113の増幅を繰り返して、高
分1″ 解能のディジタル信号を得るものである。
〈発明が解決しようとする問題) このような構成の従来のA/D変換器においては、Δ/
/D変換に要する時間が、反転増幅器2を構成している
スイッチSl、S2.サンプルホールド回路SH1,S
H2,スイッチ3e1.3c4テ形成されるループにお
ける各ループの切り替え時の1!定時間や、逐次比較動
作の完了するのに必要な時間で制約を受け、このため高
速A/D変換を行なう上で問題があった。
本発明は、このような従来技術における問題点に鑑みて
なされたもので、その目的は、高速かつ高分解能なA/
D変換器を簡単な構成で実現しようとするものである。
(問題点を解決するための手段) このような問題点を解決する本発明は、入力信号をサン
プルホールドする第1のサンプルホールド回路、この第
1のサンプルホールド回路の出力信号をサンプルホール
ドしその出力をスイッチを介して前記第1のサンプルホ
ールド回路の入力側に与える第2のサンプルホールド回
路、前記第1゜第2のサンプルホールド回路の入力端と
出力端間にそれぞれ等しい(■の抵抗(R)を介して直
列に接続されたν訂3■抵抗(Rf、Rf’)、この帰
還抵抗を介して冑られる前記第1.第2のサンプルホー
ルド回路の出力を、^)子化する量子化手段、この量子
化手段の出力に応じたアナログ信号を得るD/A変換手
段、このD/A変換手段の出力を前記第1.第2のサン
プルホールド回路の入力側に与えて吊子七′fA咋を行
う回路手段を備え、量子化とm子化減算とを所定回vl
繰り返してディジタル信号を1憚るようにしたことを特
徴とするものである。
(実施例) 以下、本発明の実施例を図面を用いて詳細に説明する。
、第1図は、本発明に係るA/D変換器の一例を示tf
X成接続図である。図において、1は入力信号Vinが
印加される入力端子、Rinは入力抵抗、Rは抵抗、S
Hlは入力抵抗Rin、抵抗Rを介して入力信号vin
をサンプルホールドする第1のサンプルホールド回路で
、アンプAMP1゜スイッチSW1.ホールド用コンデ
ンサC1及び出力バッファアンプAMP2で構成されて
いる。
SH2は第1のサンプルホールド回路S H1の出力V
shlを抵抗Rを介して人力する第2のサンプルホール
ド回路で、アンプAMP3.スイッチSW2.ホールド
用コンデンサC2及び出力バッフ7アンプAMP4で構
成されている。この第2のサンプルホールド回路5)(
2の出力V sh2は、スイッチ3in及び抵抗Rを介
して第1のサンプルホールド回路SH1の入力端に与え
られる。
Rfはいずれも第1.第2のサンプルホールド回路SH
1,SH2の入力端と出力端間に、それぞれ等しい値の
抵抗Rを介して直JIJに接続された2個の帰還抵抗で
ある。
2は2個の帰還抵抗R、fの共通接続点から18られる
第1.第2のサンプルホールド回路5t−11゜SH2
の出力VCを入力信号とし、これを量子化する量子化手
段である。この量子化手段2は、ここでは、正、負極性
の基準電圧±VR,この基準電圧±VRを分圧する21
(nは任意の整数で、この例では「1は3)個の等しい
抵抗RD、分圧された各参照電圧とサンプルホールド回
路SH1゜5142の出力VCとを比較する2n+1<
ここでは9til)のコンパレータCMP1〜CMP9
及び各コンパレークの出力をラッチづるフリップフロッ
プFF1〜FF9で構成されている。
3はff1)子化手段2の出力に応じたアナログ信号を
1与るD2/A変換手段で、量子化手段2における各フ
リップフロップ回路FF1〜FF9からの信号(Qo=
Q:4)を入力する制御IS埋回路30と、この制御論
理回路30によって駆動され、各参照電圧をスイッチし
て取り出す−スイツチSD1〜SD9と、これらの各ス
イッチを介して取り出された信号をそれぞれ共通にして
入力するアンプ△MPd1.AMPd2とで構成され、
各アンプの出力は、m制御論理回路30によって駆動さ
れるスイッチ3dl、 3d2及び抵抗R3を介して第
1又は第2のサンプルホールド回路SH1又はSH2の
入力側に与えられる。
制御論理回路30は、D/A変換手段3内の各スイッチ
の他、第1.第2のサンプルホールド回路内のスイッチ
SW1〜SW2や3in等の駆動も制御する。
このように構成した装置のilJ]作を次に第2図の動
作説明図を参照しながら説明づる。ここでは、±2 B
 itの量子化手段を用いた場合を想定する。
制御′Il論理回路3oは、これに辱えられるA/D変
換開始指令(S tart  Conv )によって、
まず、第1のサンプルホールド回路SH1のスイッチS
W1を閉じる。他のスイッチは全て間とする。これによ
り、第1のサンプルホールド回路SH1は、入力信号V
inを入力抵抗Rin、抵抗Rを介してサンプルホール
ドし、出力端に(1)式で示される信号V shlを出
力する。
Vshl =−(2Rf+R)−Vin/ (Rin+
R)この時、帰還抵抗Rfの共通接続点からは、(2)
式で示される信号VCが出力される。
VC−−RI’ −Vin/ (Rin+R)    
(2)(2)式で示される信号VCは、量子化手段2の
各コンパレータCMP1〜CMP9に印加され、各参照
電圧±n−vR/4(nはO〜4)と比較され量子化さ
れる。ゐり御論理回路30は、この量子化出力を入力し
、Q+nが切り酔っている所を児て、D/A変換手段3
内のスイッチSD1〜SD9のうちの1つのスイッチを
閉じ、同時にスイッチSdiを閉じる。このD/A変換
手段3の出力は、抵抗RSを介して第1のサンプルホー
ルド回路SH1の入力側に、m子化減亦のために与えら
れる。この結末、第1のサンプルホールド回路Sト11
の出力信号VS111は、(3)式の通りとなる。
5h1 =−(2Rf+R)−Vin/ (Rin+R)+ (
2Rf+R) ・(n+  −VR/4)/R3ここで
、第1のサンプルボールド回路SH1のスイッチSW1
を間き、そのセトリング時間を経過した後に、第2のサ
ンプルホールド回路51(2におけるスインy−3in
と、スイッチSW2を閉じ、他の全てのスイッチを開と
づる。以後、スイッチ3inは閉じたままとする。いま
、RI’= (3/2)・R,Rs==Rfとすると、
第2のリンプルホールド回路SH2の出力信号V sh
2は、(4)式の通りとなる。
Vsh2 =−4x (R−Vin/ (Rin+R)
−nl  −VR/6)     <4>前記と同様に
して、帰還抵抗R「の共通接続点からの信号VCを量子
化手段2で量子化し、スイッチSD1〜SD9のうちの
1つをこの量子化値に応じて閉じ、スイッチ3d2を閉
じて、第2のサンプルホールド回路SH2の入力側に、
量子化域σのために与える。この結果、第2のサンプル
ホールド回路SH2の出力Vsh2は、(5)式の通り
となる。
VSt+2 =  4X[−4X(R−Vin/(Rin+R)−n
 1・V R/ 6 ) −n 2 ・V R/ 6 
]以上の動作を例えばm回繰り返すと、第2のり一ンブ
ルホールド回路5142の出力信号(第1のサンプルホ
ールド回路SH1の入力信号に対応)Vshmは、(6
)式の通りとなる。
VShnl   =   (−4>rrl    (R
−Vin/   (Rin+  R)(−4)”   
 +l”11   ・ VR/6−(−4)’−’ −
n 2 − VR/6−− (−4戸−’−nk  −
VR/6・・・・・・−(−4>n1Il −VR/6 ここで1分子化した結果が、nm+1であれば、M子化
誤差をδとJoると、(7)式の関係が成り立つ。
Vshm =n  m+1 −VR/6+δ    (
7)(0≦δ≦VR/6) 従って、n、・・・nm−+lにより、(8)式に示す
通り入力信@ V 1nIfia子化される。
Vin −(Rin+R)  ・ ((VR/6>/R
)・[n+ +n2 / (−4)+n3 / (−4
) 2++nm   、、/   (−4)IT′−1
+n    m+1   /   (−4>”    
+ δ1(1/(VR/6)l/(−4>lT+ )第
3図は、本発明に係るA/D変換器の他の実施例を示す
接続図である。この実施例においては、量子化手段を、
帰還抵抗Rfの共通接続点からの信号VCと零レベルと
を比較するコンパレータCM Pと、制gII論理回路
30内に設けた逐次比較レジスフ31とで構成するとと
もに、量子化した信号をD/A変換器3、スイッチ3d
l、 Sd2を介して、第1.第2のサンプルホールド
回路S H1。
5t−12の入力側に与えるようにしたものである。
逐次比較方式によって量子化された分子化(直は、D/
A変換器3を介して、第1のサンプルホールド回路SH
Iの入力側に与えられ、ここで、量子化1直と入力信号
Vinの差信号をホールドする。以下、第2のサンプル
ホールド回路SH2をトラックモードとし、第1のサン
プルホールド回路5)11にホールドされた差信号に対
し、第1図のものと同様にして量子化減算を操り)区し
、ディジタル信号を得る。
(発明の効果) 以上説明したように、本発明は、2つのサンプルホール
ド回路を用いるもので、高速かつ高分解能なA/D変換
器をIy?i中な11り成で実現できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る装置の一例を示す接続図、第2図
はその動作を示す動作説明図、第3図は本発明の伯の実
施例を示す接続図、第4図は従来装置の接続図である。 1・・・入力端子   2・・・量子化手段3・・・D
/A変換手段 30・・・制御211論理回路

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)入力信号をサンプルホールドする第1のサンプル
    ホールド回路、この第1のサンプルホールド回路の出力
    信号をサンプルホールドしその出力をスイッチを介して
    前記第1のサンプルホールド回路の入力側に与える第2
    のサンプルホールド回路、前記第1、第2のサンプルホ
    ールド回路の入力端と出力端間にそれぞれ等しい値の抵
    抗(R)を介して直列に接続された帰還抵抗(Rf、R
    f)、この帰還抵抗を介して得られる前記第1、第2の
    サンプルホールド回路の出力を量子化する量子化手段、
    この量子化手段の出力に応じたアナログ信号を得るD/
    A変換手段、このD/A変換手段の出力を前記第1、第
    2のサンプルホールド回路の入力側に与えて量子化減算
    を行う回路手段を備え、量子化と量子化減算とを所定回
    数繰り返してディジタル信号を得るようにしたA/D変
    換器。
  2. (2)量子化手段を、正負極性の基準電圧を分圧する2
    ^n個の等しい抵抗(nは任意の整数)と、これらの各
    抵抗によって分圧された参照電圧と帰還抵抗を介して出
    力される第1、第2のサンプルホールド回路の出力信号
    とを比較する2^n+1個のコンパレータとを含んで構
    成するとともに、D/A変換手段を、前記参照電圧を前
    記量子化手段の量子化値に応じて取り出す複数個のスイ
    ッチを含んで構成した特許請求の範囲第1項記載のA/
    D変換器。
JP20333584A 1984-09-28 1984-09-28 A/d変換器 Granted JPS6181031A (ja)

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JPH0422369B2 JPH0422369B2 (ja) 1992-04-16

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02114720A (ja) * 1988-10-25 1990-04-26 Nec Corp A/d変換回路
JPH03274918A (ja) * 1990-03-26 1991-12-05 Mitsubishi Electric Corp A/dコンバータ

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02114720A (ja) * 1988-10-25 1990-04-26 Nec Corp A/d変換回路
JPH03274918A (ja) * 1990-03-26 1991-12-05 Mitsubishi Electric Corp A/dコンバータ

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