JPS6236922A - A/d変換器 - Google Patents
A/d変換器Info
- Publication number
- JPS6236922A JPS6236922A JP17502585A JP17502585A JPS6236922A JP S6236922 A JPS6236922 A JP S6236922A JP 17502585 A JP17502585 A JP 17502585A JP 17502585 A JP17502585 A JP 17502585A JP S6236922 A JPS6236922 A JP S6236922A
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- Japan
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- signal
- time
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- sample
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- Pending
Links
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 12
- 238000005070 sampling Methods 0.000 abstract description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 7
- 101000860173 Myxococcus xanthus C-factor Proteins 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
Landscapes
- 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】
〔発明の属する技術分野〕
本発明は、アナログ信号をデジタル信号に変換するアナ
ログ・デジタル(A/D)変換器に関する。
ログ・デジタル(A/D)変換器に関する。
従来から、アナログ信号を対応するデジタル信号に変換
するために、積分形A/D変換器、逐次比較形A/D変
換器等種等積A/D変換器が使用されている。
するために、積分形A/D変換器、逐次比較形A/D変
換器等種等積A/D変換器が使用されている。
積分形A/D変換器においては、積分コンデンサのキャ
パシタンス、比較器のオフセット電圧が誤差要因となら
ず直線性が良いという利点を持つ反面、A/D変換動作
に時間がかかるという欠点を有している。
パシタンス、比較器のオフセット電圧が誤差要因となら
ず直線性が良いという利点を持つ反面、A/D変換動作
に時間がかかるという欠点を有している。
これに比して、逐次形A/D変換は比較的高速変換可能
である。しかしながら、まずアナログ入力信号をサンプ
ル・ホールドした後、最上位ピッ)(MSB)から最下
位ビット(LSB>までをA/D変換動作を行なってお
り、一連のアナログ入力信号に対応するデジタル信号を
得るために、サンプル・ホールド動作およびA/D変換
動作を時系列的に直列動作しているにすぎない。従っ二
各構成要素の動作効率が悪(、A/D変換動作を更に高
速化することは困難であるという欠点があった。
である。しかしながら、まずアナログ入力信号をサンプ
ル・ホールドした後、最上位ピッ)(MSB)から最下
位ビット(LSB>までをA/D変換動作を行なってお
り、一連のアナログ入力信号に対応するデジタル信号を
得るために、サンプル・ホールド動作およびA/D変換
動作を時系列的に直列動作しているにすぎない。従っ二
各構成要素の動作効率が悪(、A/D変換動作を更に高
速化することは困難であるという欠点があった。
本発明は高速A/D変換可能なA/D変換器を提供する
ことを目的とする。
ことを目的とする。
本発明のA/D変換器は、前段のビット・セルの出力信
号をサンプルしホールドするサンプル・ホールド回路と
、前記サンプル・ホールド回路の出力信号と対応する基
準信号との差信号を出力する減算回路と、前記減算回路
の出力信号に関連して前記サンプル・ホールド回路若し
くは前記減算回路の出力信号を選択出力する選択回路と
により構成されたビット・セルを複数個直列接続して成
っており、各ビット・セルは信号を出力した後、新たな
アナログ入力信号をサンプル・ホールドできるため、並
列処理が可能となり、A/D変換動作を高速化できる。
号をサンプルしホールドするサンプル・ホールド回路と
、前記サンプル・ホールド回路の出力信号と対応する基
準信号との差信号を出力する減算回路と、前記減算回路
の出力信号に関連して前記サンプル・ホールド回路若し
くは前記減算回路の出力信号を選択出力する選択回路と
により構成されたビット・セルを複数個直列接続して成
っており、各ビット・セルは信号を出力した後、新たな
アナログ入力信号をサンプル・ホールドできるため、並
列処理が可能となり、A/D変換動作を高速化できる。
第1図は、本発明の実施例を表わすブロフク図で、4ピ
ントの場合を示している。第1図においC1アナログ入
力信号vsamは、最上位ビット・セル101に入力さ
れる。ビット・セル+01の出力信号V+o 、 Vl
lはビット・セル102に入力される。
ントの場合を示している。第1図においC1アナログ入
力信号vsamは、最上位ビット・セル101に入力さ
れる。ビット・セル+01の出力信号V+o 、 Vl
lはビット・セル102に入力される。
ビット・セル102の出力信号V20 + Vn 、
V21はビット−セル103に入力される。ピント・セ
ル103の出力信号vso e VI I、 V21
* VB2は最下位ビット・セル104に入力される。
V21はビット−セル103に入力される。ピント・セ
ル103の出力信号vso e VI I、 V21
* VB2は最下位ビット・セル104に入力される。
ビット−セル104からは、アナログ入力信号VSam
を表わす4ビツトのデジタル信号■。utが出力され
る。一方、抵抗器106〜11Oから成る直列回路には
、基準電圧発生器105が接続されている。抵抗器10
6〜110の抵抗値は各々、R,R/2、R/22、R
/23、R/24である。抵抗器1.06〜11.0の
各接続点は、対応するビット・セル101〜104の基
準電圧入力端子■Pに接続されている。
を表わす4ビツトのデジタル信号■。utが出力され
る。一方、抵抗器106〜11Oから成る直列回路には
、基準電圧発生器105が接続されている。抵抗器10
6〜110の抵抗値は各々、R,R/2、R/22、R
/23、R/24である。抵抗器1.06〜11.0の
各接続点は、対応するビット・セル101〜104の基
準電圧入力端子■Pに接続されている。
又、各ビット・セル101〜104 のクロック信号入
力端子CLK、サンプル・ホールド制御端子S/Hには
タロツク信号VCLK、サンプル・ホールド制御信号V
8/Hが入力される。
力端子CLK、サンプル・ホールド制御端子S/Hには
タロツク信号VCLK、サンプル・ホールド制御信号V
8/Hが入力される。
第2図は、第1図のA/D変換器のタイミング図である
。
。
以下、時刻toにおいてA/D変換動作を開始するもの
としで、第1図、第2図を用いて詳説する。
としで、第1図、第2図を用いて詳説する。
時刻toにおいて、ビット・セル101は、信号VB/
Hの立上がりエツジに応答してアナログ入力信号VSa
m をサンプル・ホールドし、ホールドしたホールド
信号aを基準信号VRIと比較する。ホールド信号aが
基準信号■RI より大きい場合、ホールド信号aと基
準信号VRI との差信号を信号VIOとして出力し又
、時刻t1のクロック信号VCLKの立上、かりエツジ
に応答して信号Vllとしてl”を出力する。ホールド
信号aが基準信号Viuより小さい場合、ホールド信号
akそのまま信号VIOとして出力し又、時刻1.0ク
ロック信号VCLKの立上がりエツジに応答して信号V
I 1として”0″ を出力する。
Hの立上がりエツジに応答してアナログ入力信号VSa
m をサンプル・ホールドし、ホールドしたホールド
信号aを基準信号VRIと比較する。ホールド信号aが
基準信号■RI より大きい場合、ホールド信号aと基
準信号VRI との差信号を信号VIOとして出力し又
、時刻t1のクロック信号VCLKの立上、かりエツジ
に応答して信号Vllとしてl”を出力する。ホールド
信号aが基準信号Viuより小さい場合、ホールド信号
akそのまま信号VIOとして出力し又、時刻1.0ク
ロック信号VCLKの立上がりエツジに応答して信号V
I 1として”0″ を出力する。
時刻1.において、ビットセル101は、アナログ入力
信号VSam を新たにサンプル・ホールドし、ホー
ルド信号すを前記同様に処理する。同時にビット・セル
102は、信号Vs/11 に応答して信号VIOを
サンプル・ホールドし、信号VIOと基準信号VR2と
を比較する。信号V+oが基準信号VR2より大きい場
合、信号V+oと基準信号Vl12の差信号を信号V2
0として出力し又、時刻t2のクロック信号VCLl’
[の立上がりエツジに応答し゛C信号V21 としてl
”を出力する。信号V+oが基準信号VR2より小さい
場黴信号V+oをそのまま信号V20として出力し又、
時刻t2のクロック信号Vct、にの立上がりエツジに
応答1−で信号V21としてO″を出力する。時刻tz
において、時刻t1のクロック信号Vc+、x に応
答して、ビット・セル101から入力されストアしてい
た信号VIを転送出力する。又、時刻t2において、ビ
ット・セル103は、信号VoおよびVI2をストアす
ると共に信号V20をサンプル・ホールドし、ビット・
セル102と同様の動作を行なう。ビット・セル102
f7)出力IN @ Vao 、Vu 、 V21 、
Va+ ハ最下位ヒフ ト・セル104に入力される。
信号VSam を新たにサンプル・ホールドし、ホー
ルド信号すを前記同様に処理する。同時にビット・セル
102は、信号Vs/11 に応答して信号VIOを
サンプル・ホールドし、信号VIOと基準信号VR2と
を比較する。信号V+oが基準信号VR2より大きい場
合、信号V+oと基準信号Vl12の差信号を信号V2
0として出力し又、時刻t2のクロック信号VCLl’
[の立上がりエツジに応答し゛C信号V21 としてl
”を出力する。信号V+oが基準信号VR2より小さい
場黴信号V+oをそのまま信号V20として出力し又、
時刻t2のクロック信号Vct、にの立上がりエツジに
応答1−で信号V21としてO″を出力する。時刻tz
において、時刻t1のクロック信号Vc+、x に応
答して、ビット・セル101から入力されストアしてい
た信号VIを転送出力する。又、時刻t2において、ビ
ット・セル103は、信号VoおよびVI2をストアす
ると共に信号V20をサンプル・ホールドし、ビット・
セル102と同様の動作を行なう。ビット・セル102
f7)出力IN @ Vao 、Vu 、 V21 、
Va+ ハ最下位ヒフ ト・セル104に入力される。
さらに、時刻t2において、ビット・セル101.10
2は各々アナログ入力信号c、bに対応するA/D変換
処理を行なう。
2は各々アナログ入力信号c、bに対応するA/D変換
処理を行なう。
時刻t3において、ピント−セル104はOK 号V3
0をサンプル・ホールドし、基準信号Vi+ 4と比較
スる。前記比較結果に応じて、′l”若しくは′0”の
信号V41を出力する。又、時刻t、のクロック信号V
CLKの立上がりエツジに応答して、信号v!1゜V2
+ 、 Vs+を出力する。従って、時刻t、において
、ビット・セル104からは、アナログ入力信号VSa
mの瞬時値aを表ワす4ビット信号Vu @V21 *
Vs+ IV41が得られる。又、時刻t1において、
ビット・セル101.102.103.104は各々、
前述したように、アナログ入力信号VSamの瞬時値e
、d、c、bに対応するA/D変換動作を行ない、時刻
tbにおいて、アナログ入力信号■、am の瞬時値
すに対応するデジタル信号が得られる。以下、同様にし
てアナログ入力信号VSamの瞬時値c、d、e、fを
表わすデジタル信号が得られる。
0をサンプル・ホールドし、基準信号Vi+ 4と比較
スる。前記比較結果に応じて、′l”若しくは′0”の
信号V41を出力する。又、時刻t、のクロック信号V
CLKの立上がりエツジに応答して、信号v!1゜V2
+ 、 Vs+を出力する。従って、時刻t、において
、ビット・セル104からは、アナログ入力信号VSa
mの瞬時値aを表ワす4ビット信号Vu @V21 *
Vs+ IV41が得られる。又、時刻t1において、
ビット・セル101.102.103.104は各々、
前述したように、アナログ入力信号VSamの瞬時値e
、d、c、bに対応するA/D変換動作を行ない、時刻
tbにおいて、アナログ入力信号■、am の瞬時値
すに対応するデジタル信号が得られる。以下、同様にし
てアナログ入力信号VSamの瞬時値c、d、e、fを
表わすデジタル信号が得られる。
第3図は、第1図のピッ)−セル102のブロック図で
ある。
ある。
第3図において、ビット・セル101からの信号VIG
およびサンプル・ホールド制御信号Vs/nは、サンプ
ル参ホールド回路201に入力される。サンプル・ホー
ルド回路2旧の出力信号■ムは、スイッチ206の一方
の端子lおよびアナログ減算器202に入力される。減
算器202の出力信号Vmは、スイッチ206の他方の
端子2および制御回路203に入力される。制御回路2
03は、減算器の出力信号に関連してD−フリップ・7
0ツブ205に信号″111”又は0”を出力し又、ス
イッチ206の切換えを制御する。一方、D−クリップ
・フロップ205は、制御回路203からの信号をスト
アし、信号V2+を出力する。D−クリップ・クロック
204には、信号V11およびクロック信号VCL[が
入力される。D−7リツプー70ツブ204は、クロッ
ク信号VCLKに応答して、内部にストアしている“0
”若しくは1”の信号を信号Vatとして出力する。
およびサンプル・ホールド制御信号Vs/nは、サンプ
ル参ホールド回路201に入力される。サンプル・ホー
ルド回路2旧の出力信号■ムは、スイッチ206の一方
の端子lおよびアナログ減算器202に入力される。減
算器202の出力信号Vmは、スイッチ206の他方の
端子2および制御回路203に入力される。制御回路2
03は、減算器の出力信号に関連してD−フリップ・7
0ツブ205に信号″111”又は0”を出力し又、ス
イッチ206の切換えを制御する。一方、D−クリップ
・フロップ205は、制御回路203からの信号をスト
アし、信号V2+を出力する。D−クリップ・クロック
204には、信号V11およびクロック信号VCL[が
入力される。D−7リツプー70ツブ204は、クロッ
ク信号VCLKに応答して、内部にストアしている“0
”若しくは1”の信号を信号Vatとして出力する。
第1図のビット・セルlot、103,104は、基本
的には第3図に示したビン)−セル102と同様の構成
であるが、ビット・セル101はD−7リツプ・フロッ
プ204に対応するD−7リツプ・70ツブを含まない
構成であり、ビット・セル103はD−7リツプ・フロ
ップ204に対応するD−フリッ7’−70ツブを21
vA含む構成であり又、ビット−セル104はD−フリ
ップ−70ツブ204に対応するD−フリップ・フロッ
プを3個含む構成で且つスイッチ206に対応するスイ
ッチを含まない構成である。第4図は、第3図のビット
・セル102のタイミング図である。
的には第3図に示したビン)−セル102と同様の構成
であるが、ビット・セル101はD−7リツプ・フロッ
プ204に対応するD−7リツプ・70ツブを含まない
構成であり、ビット・セル103はD−7リツプ・フロ
ップ204に対応するD−フリッ7’−70ツブを21
vA含む構成であり又、ビット−セル104はD−フリ
ップ−70ツブ204に対応するD−フリップ・フロッ
プを3個含む構成で且つスイッチ206に対応するスイ
ッチを含まない構成である。第4図は、第3図のビット
・セル102のタイミング図である。
以下、第3図、第4図を参照してビット・セル+02の
動作を説明する。
動作を説明する。
初期状態として、スイッチ206は端子l側に接続され
ているものとする。時刻tムにおいて、サン7’A/・
ホールド回路201は、信号Vs10の高レベル信号4
01に応答して信号VIGのサンプリングを開始する。
ているものとする。時刻tムにおいて、サン7’A/・
ホールド回路201は、信号Vs10の高レベル信号4
01に応答して信号VIGのサンプリングを開始する。
時刻t、において、低レベル信号402に応答1〜で信
号VIOをホールドする。時刻t^〜tB間ではスイッ
チ206は端子l側に接続されているため、サンプル・
ホールド回路201の出力信号v1が、スイッチ206
を介して信号V20として出力される。
号VIOをホールドする。時刻t^〜tB間ではスイッ
チ206は端子l側に接続されているため、サンプル・
ホールド回路201の出力信号v1が、スイッチ206
を介して信号V20として出力される。
時刻b+において、減算器202は信号■、と基準信号
VR2との差信号Vaを出力する。制御回路203は、
信号Vlの極性を判別し、極性が正の場合(信号■、が
基準信号VI12より大きい場合)、スイッチ206を
端子2側に切換えるような制御信号Vcを出力すると共
に、値がl”の信号VDをD−フリップ・フロップ20
5に入力する。極性が負の場合(信号■が基準信号Vn
2より小さい場合)、スイッチ206を端子l側に接続
するような制御信号V。を出力すると共に、値が′″0
”の信号■をD−フリップ・フロップ205に入力する
。第4図は、極性が正の場合を示している。スイッチ2
06は制御信号■cに応答して、端子l若しくは2側に
接続されも時刻tcにおいて、サンプル・ホールド回路
201は新たに信号VIOのサンプリングを開始するが
、同時にクロック信号VCL区の高レベル信号403の
立−ヒがりエツジに応答して信号Vatおよび信号V2
1が出力される。第3図のビット・セル102の各構成
要素は、処理時間等に必安な遅延を生じる。前記遅延時
間を第4図のτl〜τ3で示している。τ1は、サンプ
ル・ホールド回路201の出力信号が画定するまでの時
間、減算器202の処理時間および制御(ロ)路203
が制御信号■cを出力するまでの時間の和である。τ2
は、制御信号vcに応答してスイッチ206が切換わる
ために安する時間である。又、τ3は、制御回路203
が、信号■8を検出して“l”若しくは“0″の信号を
出力するまでに要する時間である。尚、実施例の変形と
して、各ビット・セルの基進信号Vn 1〜VR4を全
て等しくl−且つ、各ビット・セルの出力信号V+o
+ V2O+ V3oを2倍にした信号を次段の各ビッ
ト・セルに入力するようにすれば、アナログ入力信号V
Samの範囲を理論上、基準信号発生器出力電圧の2倍
にまで拡大できる。
VR2との差信号Vaを出力する。制御回路203は、
信号Vlの極性を判別し、極性が正の場合(信号■、が
基準信号VI12より大きい場合)、スイッチ206を
端子2側に切換えるような制御信号Vcを出力すると共
に、値がl”の信号VDをD−フリップ・フロップ20
5に入力する。極性が負の場合(信号■が基準信号Vn
2より小さい場合)、スイッチ206を端子l側に接続
するような制御信号V。を出力すると共に、値が′″0
”の信号■をD−フリップ・フロップ205に入力する
。第4図は、極性が正の場合を示している。スイッチ2
06は制御信号■cに応答して、端子l若しくは2側に
接続されも時刻tcにおいて、サンプル・ホールド回路
201は新たに信号VIOのサンプリングを開始するが
、同時にクロック信号VCL区の高レベル信号403の
立−ヒがりエツジに応答して信号Vatおよび信号V2
1が出力される。第3図のビット・セル102の各構成
要素は、処理時間等に必安な遅延を生じる。前記遅延時
間を第4図のτl〜τ3で示している。τ1は、サンプ
ル・ホールド回路201の出力信号が画定するまでの時
間、減算器202の処理時間および制御(ロ)路203
が制御信号■cを出力するまでの時間の和である。τ2
は、制御信号vcに応答してスイッチ206が切換わる
ために安する時間である。又、τ3は、制御回路203
が、信号■8を検出して“l”若しくは“0″の信号を
出力するまでに要する時間である。尚、実施例の変形と
して、各ビット・セルの基進信号Vn 1〜VR4を全
て等しくl−且つ、各ビット・セルの出力信号V+o
+ V2O+ V3oを2倍にした信号を次段の各ビッ
ト・セルに入力するようにすれば、アナログ入力信号V
Samの範囲を理論上、基準信号発生器出力電圧の2倍
にまで拡大できる。
本発明のA/D変換器によれば、時間的にずらして並列
処理しているので、極めて短時間でA/D変換できる。
処理しているので、極めて短時間でA/D変換できる。
第1図は、本発明のA/D変換器のブロック図。
第2図は、第1図のA/D変換器のタイミング図。
第3図は、本発明に使用するビット・セルのブロック図
。 第4図は、第3図のビット−セルのタイミング図。 101〜104:ピント・セル、 105:基準電圧発生器。
。 第4図は、第3図のビット−セルのタイミング図。 101〜104:ピント・セル、 105:基準電圧発生器。
Claims (1)
- 前段のビット・セルの出力信号をサンプルしホールドす
るサンプル・ホールド回路と、前記サンプル・ホールド
回路の出力信号と対応する基準信号との差信号を出力す
る減算回路と、前記減算回路の出力信号に関連して前記
サンプル・ホールド回路若しくは前記減算回路の出力信
号を選択出力する選択回路とにより構成されたビット・
セルを複数個直列接続して成るA/D変換器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17502585A JPS6236922A (ja) | 1985-08-09 | 1985-08-09 | A/d変換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17502585A JPS6236922A (ja) | 1985-08-09 | 1985-08-09 | A/d変換器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6236922A true JPS6236922A (ja) | 1987-02-17 |
Family
ID=15988898
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17502585A Pending JPS6236922A (ja) | 1985-08-09 | 1985-08-09 | A/d変換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6236922A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59135926A (ja) * | 1983-01-26 | 1984-08-04 | Yokogawa Hokushin Electric Corp | A/d変換器 |
| JPS59153324A (ja) * | 1983-02-22 | 1984-09-01 | Yokogawa Hokushin Electric Corp | A/d変換器 |
-
1985
- 1985-08-09 JP JP17502585A patent/JPS6236922A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59135926A (ja) * | 1983-01-26 | 1984-08-04 | Yokogawa Hokushin Electric Corp | A/d変換器 |
| JPS59153324A (ja) * | 1983-02-22 | 1984-09-01 | Yokogawa Hokushin Electric Corp | A/d変換器 |
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