JPS6271336A - A/d変換器 - Google Patents

A/d変換器

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JPS6271336A
JPS6271336A JP60210013A JP21001385A JPS6271336A JP S6271336 A JPS6271336 A JP S6271336A JP 60210013 A JP60210013 A JP 60210013A JP 21001385 A JP21001385 A JP 21001385A JP S6271336 A JPS6271336 A JP S6271336A
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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】 〔発明の利用分野〕 本発明はA/D変換器に係り、特に高速、低消費電力で
集積回路化に好適なビデオ信号用の直並列形A/D変換
器に関する。
〔発明の背景〕
高速な並列形A/D変換器の消費電力及び回路面積を低
減するものとして、直並列形A/D変換器がある。しか
し従来の直航列形変換器は特開昭57−131123号
公報あるいは1985年アイ・イー・イー・イー、イン
ターナショナル・スリッドステート・サーキット・コン
ファレンス(I  E  E  E   I  nte
rnaし1onal  5olid、−S tateC
1rcuijs Coni’erence)における発
表論文WPM7.1にみられるように、比V、動作が1
回で完結せず、2回に分けて行なわれるため、変換時間
は並列形変換器の2倍を必要とし、変換速度の低下を強
いられてきた。
第1図にサブLlンジ形とも呼ばれる従来の直並列形A
/D変換器の回路構成を示す。簡単のためここでは4ビ
ツトを例示する。
このA/D変換器は入力電圧V i nを、3つのコン
パレータ10で抵抗分割された基準電圧V RHr V
 RL間の各分圧fll圧V R1,V R2。
VR3と同時に比較し、エンニーダ (ENCODER)16によって上位2ビツトDuを決
定する。またエンコーダ16は比較結果に基づいて4つ
のスイッチ群!2,13,14゜15の1つを選択する
信号SELを出力する。次に入力電圧■inを、3つの
コンパレータ11で信号SELで予め選択されたスイッ
チ群からの各分圧電圧と同時に比較し、エンコーダ17
を介して下位2ビツトDLを得る。4ビツトを例にした
この変換器は上位2ビツトを決定するための3個のコン
パレータと下位2ピントを決定するための3個のコンパ
レータがあればよい。これに対し4ビツトの並列形変換
器は15個のコンパレータが必要である。一般に2nビ
ツトの並列形A/D変換器の所要コンパレータ数が22
nx個であるのに対し、直並列形は2n+1. 2個と
なる。例えば10(n=5)ビットの場合、並列形で1
024個必要としたコンパレータが直並列形では62個
ですむことになる。このように直並列形変換器は回路規
模を縮小できるので、並列形変換器に比較して大幅な回
路面積及び消費電力の低減が達成される。
しかしながら直並列形変換器の動作は第2図に示すよう
に並列形の2倍の時間を要するため、高速なビデオ信号
用のA/D変換器を実現するにはしばしば変換速度の向
上が必要になる。
第2図に第1図の直並列形A/D変換器の動作のタイミ
ングを、また第3図に問直並列形A/D変換器に用いる
コンパレータの例を示す。第3図のコンパレータはチョ
ッパ形コンパレータとも呼ばれ、オートゼロ(AUTO
ZERO)期間と比較期間の2つからなる。オートゼロ
期間では各インバータ30.31の入出力をスイッチ3
2゜33でそれぞれ短絡して、各インバータ30゜31
を自動的に零点、すなわちHigh、Lowレベルの中
間点に設定するとともに、スイッチ34をオンして入力
電圧Vよ。をキャパシタC36に取込む。次に比較期間
ではスイッチ32.33をオフして各インバータ30.
31を高増幅状態とし、スイッチ35をオンしてVin
の代りに参照電圧■8をキャパシタC36に印加する。
この結果vloとv3の差電圧が交流結合された2段イ
ンバータ30.31で増幅され、終段インバータの出力
Qはラッチ37に取込まれる。この場合、Vin>VR
なら  出力Q=LcwレベルV i n < V R
なら  出力Q=Highレベルとなる。
第3図のチョッパ形インバータを用いた場合、第1図の
直並列A/D変換器は第2図のタイミングに従って動作
する。
オートゼロ期間(AUTOZEROのパルスがHigh
レベルで表わされる期間)ではコンパレータ10,11
とも入力電圧V i nを取り込み、コンパレータ10
は上位ビットDuの比較期間(COAR8Eのパルスが
Highレベルで表わされる期間)、コンパレータ11
は下位ビットDLの比較期間(FINEのパルスがHi
ghレベルで表わされる期間)にそれぞれ所定の参照電
圧を取込んでVinとの電圧比較を行なう。この結果v
、nのディジタルデータは下位ビットDLの比較結果が
得られた後、すなわちDATAのパルスがHighレベ
ルで表わされる期間に全ビットが出力されることになる
。
上記に対し、並列形A/D変換器では上位と下位ビット
を同時に比較するため、オートゼロ期間と比較期間が交
互になされ、その都度ディジタルデータが得られる。す
なわち第2図のタイミングの2倍の速さで変換が行なう
ことができる。
以上のように直並列形変換器は回路規模と消費電力の低
減を図れる反面で、変換速度の低下を招くため、高速な
ビデオ信号用のA/D変換器に適用するには変換速度の
向上が今後の重要課題である。
〔発明の目的〕
本発明の目的は上記の課題を解決し、高速な直並列形A
/D変換器を提供することにある。
〔発明の概要〕
上記の目的を達成するため、本発明では直並列形A/D
変換器において下位ビット比較のためのコンパレータ群
を2系列並列に設け、これらを交互に動作させる回路構
成とした。これにより並列形と同じ高速変換を達成でき
ることがあきらかになった。
〔発明の実施例〕
以下、本発明を実施例を用いて詳細に説明する。
第4図は本発明の直並列形A/D変換器の回路構成を示
す図である。簡単のため4ビツトを例示する。入力電圧
m、71.は3つの上位コンパレータ10によって、抵
抗分割された基?!!!電圧V RHrvRL間の各分
圧電圧V R1t V R2+ V R3と同時に比較
され、エンコーダ(ENCODER)16によって上位
2ビツトDuが得られる。またエンコーダ16はコンパ
レータ群10の比較結果に基づいて4つのスイッチ群1
2,13,14゜工5の1つを選択する信号SELを出
力する。次に入力電圧■inは、3つの下位コンパレー
タ11aまたはllbによって信号SELで予め選択さ
れたスイッチ群からの各分圧電圧と同時に比較され、エ
ンコーダ17を介して下位2ビツトDLが得られる。2
系列の下位コンパレータ群11a、llbは交互に上位
コンパレータlOと同期して作動し、比較出力はスイッ
チ群18によって交互にエンコーダ17に取込まれる。
ここでスイッチ群18はコンパレータ11. aまたは
11bのディジタル出力をエンコーダに通過させる役割
を果たせばよいから、論理ゲートで構成したマルチプl
zクサを用いることができる。
第5図は本発明の直並列形A/D変換器(第4図)の動
作タイミングを示した図である。
上位コンパレータ10はAZ (U)によってオートゼ
ロ動作と入力電圧Vよ。の取込み即ちサンプリングを行
ない、UPPERによって参照電圧■8□ (i=1.
2.3)を取込んでvinとvRlの比較動作を行なう
。また下位コンパレータ11(a)はAZ (La)に
よってサンプリング、LOWER(a)によって比較を
行なう。下位コンパレータ11(b)はAZ (Lb)
によってサンプリング、LOWER(b)によって比較
を行なう。2系列の下位コンパレータ群11(a)及び
11(b)は図示のように交互に動作し、ディジタルデ
ータは第2図に示した従来の置数列形変換器(第1図)
に比較して2倍の速度で出力され、変換速度は2倍に高
速化さ九ることか明らかである。
第6図は本発明の直並列形A/D変換器(第4図)に用
いるコンパレータの回路例である。
第3図のチョッパ形コンパレータと回路構成、動作とも
同じであるが、ラッチ回路38はクロックドインバータ
39とインバータ40を組み合わせて実現し、コンパレ
ータと同期して、その比較出力を格納するようになって
いる。ラッチ回路38は構成が簡単で集積回路化に適し
ている。
第7図は本発明の直並列形A/D変換器(第4図)に用
いるコンパレータの他の回路例である。
第6図のチョッパケーコンパレータと同様の回路構成、
動作であるが、ラッチ回路41をクロックドインバータ
39と蓄積用キャパシタC8とインバータ42で構成し
た。蓄積用キャパシタC8はインバータ42のゲート容
量等を含む浮遊容量だけで形成してもよい。ラッチ回路
41は回路が簡単で高集積回路化に適している。
第8図は本発明の直並列形A/D変換器(第4図)に用
いるコンパレータを差動形増幅器を用いて構成した回路
例である。スイッチ34.35によって取込まれた入力
電圧■□N、参照電圧■Rは差動形増幅器43の入力端
の容量C8にサンプルホールドされ、その差電圧V□、
−■8は増幅出力される。この出力データは複合論理ゲ
ートからなるラッチ回路44に格納される。差動形増幅
器43の2つの相補出力はラッチ回路44の正帰還ルー
プで更に増幅され、十分安定な論理出力が得られる。
第9図は本発明の直並列形A/D変換器の他の回路構成
例である。チッパ形コンパレータあるいはサンプルホー
ルド機能のあるコンバレー多を用いる代りに、独立のサ
ンプルホールド回路を上位コンパレータ群10と2つの
下位コンパレータ群11、a、llbにそれぞれ共通に
設けた構成をとっている。サンプルホールド回路S/H
(U)2033つの上位コンパレータ】0の入力部に共
通に設定し、サンプルホールド回路S/H(La)21
、S/H(Lb)22を3つの下位コンパレータ11 
 (a)、11  (b)の入力部にそれぞれ共通に設
定し、入力電圧vi。をサンプリングホールドして各コ
ンパレータに供給する。
この直並列形A/D変換器の他の回路部分の構F戊は第
4図と同じである。動作は第10図のタイミングに従っ
て行なわれる。
下位ピントのサンプルホールド回路S/H(La)21
とS/H(Lb)22は、上位ビン1〜のサンプルホー
ルド回路S/H(U)20と同期して交互に動作する。
すなわちサンプルホールド回路21は信号S/H(La
)のHighレベル期間に入力電圧Vinをサンプリン
グし、LowL/ベル期間にホールドする。同様にサン
プルホールド回路22は信号S/H(Lb)に従って入
力電圧Vinをサンプルホールドする。下位ビットのサ
ンプルホールド回路21でサンプリングされた入力電圧
vinは信号L OWE R(a )のHighレベル
(a)で選択された参照電圧と比較され、信号DATA
のHighレベル期間(斜線部a)で下位ビットのデー
タDLaを出力する。一方サンプルホールド回路22で
サンプリングされた入力電圧Vinは信号LOWER(
b)のHighレベル(b)で選択された参照電圧と比
較され、信号DATAのHighレベル期間(斜線部b
)で下位ビットのデータDLk、を出力する。2系列の
下位ビットデータDLa、DLゎは交互に出力されるの
で、従来の直並列形A/D変換器(第1図)の2倍の速
度でディジタル変換値が得られる。
第11図は第9図に示した本発明の直並列形A/D’l
A器に用いるコンパレータの回路例である。
サンプルホールド回路20,21.22を設けたためコ
ンパレータは通常の差動増幅器45で構成し、サンプル
ホールド機能はなくてよい。差動増幅器45の出力は論
理ゲートで構成したラッチ・14に格納する。簡単な回
路でコンパレータが構成でき、制御クロックも1本でよ
く集積回路化に適している。
〔発明の効果〕
以上述へたように本発明によれば、直並列形A/D変換
器の変換速度を最高速の並列形A/D変換器の速7変に
高めることができ、低消負電力で回路面積が小さく集積
回路化に適しているなど、性能の向上、経済性等で特に
効果が大きい。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の直並列形A/D変換器の回路構成を示す
図、第2図はその動作タイミングを示す図、第3図はチ
ョッパ形コンパレータの回路図、第4図は本発明の直並
列形A/D変換器の回路構成を示す図、第5図はその動
作タイミングを示す図、第6図、第7図、第8図は第4
図の直並列形A/D変換器に用いるコンパレータの回路
を示す図、第9図は本発明の他の直並列形A/D変換器
の回路構成を示す図、第10図はその動作タイミングを
示す図、第11図は第9図の直並列形A/D変換器に用
いるコンパレータの回路を示す図である。 10.11 ・・コンパレータ 12〜15・・・スイッチ群 16.17・・・エンコーダ 18・・・マルチプレクサ 20.21.22・・・サンプルホールド回路30.3
1・・・インバータ 32〜35・・・CMOSスイッチ 36・・キャパシタ 37.38・・・ラッチ回路 39・・・クロックドインバータ 40・・・インバータ 41・・ラッチ回路 42・・・インバータ 43・・・差動増幅器 44・・・ラッチ回路 45・・・差動増幅器 ゝ又ノ′ タブラノ圀 Y2凹 第3凹 第5図 47図 第2図 第7θ図 1ラ /ノ θり

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、互いに直列に接続された複数個の抵抗からなる抵抗
    列と、該抵抗列によって分割された第1のコンパレータ
    群と、該第1のコンパレータ群の比較結果を符号化する
    第1のエンコーダと、該第1のエンコーダの出力によっ
    て制御され、該抵抗列によって分割された第2の分圧電
    圧群を選択するスイッチ群と、該スイッチ群によって選
    択された第2の分圧電圧群と入力電圧を各々比較する第
    2のコンパレータ群と、該第2のコンパレータ群の比較
    結果を符号化する第2のエンコーダとからなるA/D変
    換器において、 第1のコンパレータ群に同期し、互いに交互に動作する
    少なくとも2つのコンパレータ群で第2のコンパレータ
    を構成し、該2つのコンパレータ群の出力を交互に選択
    し、出力する回路手段を設けたことを特徴とするA/D
    変換器。 2、特許請求範囲第1項記載のA/D変換器において、
    該2つのコンパレータ群の入力にサンプルホールド回路
    を設けたことを特徴とするA/D変換器。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6416123A (en) * 1987-07-10 1989-01-19 Hitachi Ltd Parallel type a/d converter
JPH01191520A (ja) * 1988-01-27 1989-08-01 Sony Corp Ad変換回路
JPH0294816A (ja) * 1988-09-30 1990-04-05 Sony Corp アナログデイジタル変換回路
JPH0596284U (ja) * 1991-10-21 1993-12-27 株式会社クリアトーン 床敷き用石材パネル
US7675451B2 (en) 2007-10-22 2010-03-09 Sony Corporation Serial-parallel type analog-to-digital converter and analog-to-digital conversion method
JP2012533784A (ja) * 2009-07-21 2012-12-27 維男 中村 メモリ・ボトルネックが無い、低エネルギー消費で高速計算機

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57131123A (en) * 1980-10-15 1982-08-13 Jido Keisoku Gijutsu Kenkiyuukumiai Analog-to-digital converter
JPS60197018A (ja) * 1984-03-21 1985-10-05 Hitachi Ltd A/d変換器

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57131123A (en) * 1980-10-15 1982-08-13 Jido Keisoku Gijutsu Kenkiyuukumiai Analog-to-digital converter
JPS60197018A (ja) * 1984-03-21 1985-10-05 Hitachi Ltd A/d変換器

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6416123A (en) * 1987-07-10 1989-01-19 Hitachi Ltd Parallel type a/d converter
JPH01191520A (ja) * 1988-01-27 1989-08-01 Sony Corp Ad変換回路
DE3902313A1 (de) * 1988-01-27 1989-08-03 Sony Corp Analog /digitalwandler
JPH0294816A (ja) * 1988-09-30 1990-04-05 Sony Corp アナログデイジタル変換回路
JPH0596284U (ja) * 1991-10-21 1993-12-27 株式会社クリアトーン 床敷き用石材パネル
US7675451B2 (en) 2007-10-22 2010-03-09 Sony Corporation Serial-parallel type analog-to-digital converter and analog-to-digital conversion method
JP2012533784A (ja) * 2009-07-21 2012-12-27 維男 中村 メモリ・ボトルネックが無い、低エネルギー消費で高速計算機
US8949650B2 (en) 2009-07-21 2015-02-03 Tadao Nakamura Processor embedded memory structure with lower energy consumption and high speed without memory bottleneck

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