DD218980A1 - CIRCUIT ARRANGEMENT FOR AD / DA IMPLEMENTATION - Google Patents

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DD218980A1
DD218980A1 DD25169083A DD25169083A DD218980A1 DD 218980 A1 DD218980 A1 DD 218980A1 DD 25169083 A DD25169083 A DD 25169083A DD 25169083 A DD25169083 A DD 25169083A DD 218980 A1 DD218980 A1 DD 218980A1
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DD25169083A
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Norbert Hirt
Jacek Szopa
Michael Roth
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Ilmenau Tech Hochschule
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  • Analogue/Digital Conversion (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Analog-Digital-Umsetzung und/oder Digital-Analog-Umsetzung, wobei im Falle der Analog-Digital-Wandlung in (n 1) Taktphasen aus einer Bezugsspannung der n-Bit breite Digitalwert einer analogen Eingangsspannung bzw. im Falle der Digital-Analog-Umsetzung in (n 2) Taktphasen das Analogspannungsaequivalent eines n-Bit-Digitalwertes abgeleitet werden. Die vorgeschlagene Schaltungsanordnung nutzt das Prinzip der Ladungsverteilung in geschalteten Kapazitaetsnetzwerken und ist unter Verwendung gleichartiger Teilstrukturen ausgelegt, was einer Realisierung in integrierter Technik entgegenkommt. Die Wahl zwischen unipolarer und bipolarer Betriebsart und die Festlegung der Laenge der Umsetzungsperiode, also die Anzahl der Bits, koennen mit Hilfe der Schaltersteuerung auf einfache Weise bestimmt werden. Die Erfindung ist anwendbar auf den Gebieten der Nachrichten und Datenuebertragung, der Mess-, Regel- und Steuerungstechnik und kann insbesondere im analogen Interface von Mikroprozessor- und Mikrorechnersystemen eingesetzt werden.The invention relates to a circuit arrangement for analog-to-digital conversion and / or digital-to-analog conversion, wherein in the case of analog-to-digital conversion in (n 1) clock phases from a reference voltage of the n-bit wide digital value of an analog input voltage or Case of digital-to-analog conversion in (n 2) clock phases, the analog voltage equivalent of an n-bit digital value can be derived. The proposed circuit arrangement uses the principle of charge distribution in switched capacitance networks and is designed using similar substructures, which accommodates implementation in integrated technology. The choice between unipolar and bipolar mode and the determination of the length of the conversion period, ie the number of bits, can be determined with the help of the switch control in a simple manner. The invention is applicable in the fields of news and data transmission, measurement, control and control technology and can be used in particular in the analog interface of microprocessor and microcomputer systems.

Description

Titel der Erfindung Schaltungsanordnung zur AD/DA-Umsetzung Title of the Invention Circuitry for AD / DA conversion

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die .Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Analog-Digital-Umsetzung und/oder Digital-Analog-Umsetzung, wobei das Prinzip der Ladungsverteilung in geschalteten Kapazitätsnetzwerken genutzt wird.The invention relates to a circuit arrangement for analog-to-digital conversion and / or digital-to-analog conversion, wherein the principle of charge distribution in switched capacitance networks is used.

Die Erfindung .ist anwendbar auf den Gebieten der Nachrichten- und Datenübertragung, der Meß-, Regel- und Steuerungstechnik und kann insbesondere im analogen Interface von Mikroprozessor- und -rechnersystemen eingesetzt werden. · ' The invention is applicable in the fields of communications and data transmission, measurement, control and control technology and can be used in particular in the analog interface of microprocessor and computer systems. · '

Charakteristik der bekannten technischen LösungCharacteristic of the known technical solution

Es ist bekannt, AD/DA-Umsetzer unter Verwendung von geschalteten Kapazitätsnetzwerken aufzubauen. Als Umsetzerprinzip wird dabei häufig das Verfahren de'r sukzessiven Approximation angewendet. Ein solcher AD— Umsetzer wird in der Patentschrift DE 29 42 940 A1 beschrieben. ;It is known to build AD / DA converters using switched capacity networks. In this case, the method of successive approximation is frequently used as the converter principle. Such an AD converter is described in the patent DE 29 42 940 A1. ;

Gegenüber bekannten anderen Lösungen erlaubt -die dort angegebene Schaltungsanordnung eine AD-Umsetzung von η-Bit in n-Iterationsschritten anstelle von n2/2-Iterati'onsschritten. Nachteilig an dieser Anordnung ist, daß die Iteratipnsschritte nicht identisch mit den Ansteuersignalen der Schalter, den Taktphasen, sind, denn jeder Iterationsschritt besteht aus vier Taktphasen. .Compared with other known solutions, the circuit arrangement specified there permits an AD conversion of η-bits in n iteration steps instead of n 2/2 iteration steps. A disadvantage of this arrangement is that the Iteratipnsschritte are not identical to the drive signals of the switches, the clock phases, because each iteration step consists of four clock phases. ,

Ziel der ErfindungObject of the invention

Ziel der Erfindung ist es, eine neue Schaltungsanord- '-nung derart anzugeben, daß die Analog-Digital-Umsetzung und zugleich die Digital-Analog-Umsetzung mit einer geringeren Anzahl von Taktphasen ausgeführt und somit höhere Ümsetzungsgeschwind.igkeiten erreicht werden können, wobei gleichzeitig eine einfache Schalteransteuerung ermöglicht wird.The aim of the invention is to provide a new Schaltungsanord- 'tion such that the analog-to-digital conversion and at the same time the digital-to-analog conversion can be performed with a smaller number of clock phases and thus higher Umsetzungsgeschwind.igkeiten can be achieved, at the same time a simple switch control is enabled.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung anzugeben, mit deren Hilfe eine Analog-Digital-Umsetzung und zugleich eine Digital-Analog-Umsetzung ermöglicht wird, die gegenüber bekannten Lö- -' sungen mit einer geringeren Anzahl von Taktphasen (=, Iterationsschritten) auskommt und somit eine'höhere Umsetzungsgeschwindigkeit und eine einfache Schaltersteuerung erlaubt.The invention has for its object to provide a circuit arrangement by means of which an analog-to-digital conversion and at the same time a digital-to-analog conversion is made possible compared to known solutions with a smaller number of clock phases (=, iteration steps). gets along and thus a'here higher conversion speed and a simple switch control allowed.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß in einem ersten Iterationsschritt die Spannungen U1(1) und U2(1) eingestellt werden. Dabei entspricht die Spannung U1(1) der Bezugsspannung UR und die Spannung U2(1) der analogen Eingangs spannung U-n, im Falle der AD—Umsetzung bzw. dem Spannungswert Null im Falle der DA-Umsetzung, Die beiden Spannungen werden von einem Komparator verglichen und abhängig vom Ergebnis des Vergleiches das erste Bit X1 gesetzt und in einem digitalen Speicher abgelegt. Bei der DA-Umsetzung entfällt dieser Schritt.According to the invention the object is achieved in that in a first iteration step, the voltages U1 (1) and U2 (1) can be adjusted. In this case, the voltage U1 corresponds to (1) the reference voltage U R and the voltage U2 (1) of the analog input voltage Un, in the case of AD conversion or zero voltage value in the case of DA conversion, the two voltages are from a comparator compared and depending on the result of the comparison, the first bit X1 set and stored in a digital memory. In the DA implementation, this step is omitted.

Bei jedem folgenden Iterationsschritt wird von der .Analogspannung U2(.k,) abhängig von dem Bitwert Xk der Referenzwert U1(k) oder Null subtrahiert. Danach wird der Referenzwert Ü1 (k) halbiert und für den nächsten Iterationsschritt zur Verfügung gestellt. Dieser Vorgang wird solange wiederholt, bis der η-Bit breite . Wert ermittelt bzw. abgearbeitet ist. Im (n+1J-ten ' Schritt bei der- AD-Wandlung bzw. im (n+2)-ten Schritt bei der DA-Umseitzung werden die Spannungen U1 und U2 zurückgesetzt und ein neuer Umsetzzyklus kann gestartet werden. Das Verfahren kann durch das Ablaufschema in Figur 1 prinzipiell beschrieben werden. Zur Durchführung dieses Verfahrens wird eine Schaltungsanordnung vorgeschlagen, deren Prinzip in Figur 2 dargestellt ist. Die Schaltung wird um zwei grundsätzlich gleichartige analoge Speicherschaltungen AS1 und AS2 aufgebaut. Der Bezugsspannungswert UR und die analoge Eingangsspannung U™ bzw. einej diesen Werten äquivalente Ladung werden über die Eingabe-Netzwerke Έ1 und E2 aufgenommen und an die Eingänge des zugeordneten analogenAt each successive iteration step, the reference value U1 (k) or zero is subtracted from the analog voltage U2 (.k,) depending on the bit value Xk. Thereafter, the reference value Ü1 (k) is halved and made available for the next iteration step. This process is repeated until the η-bit width. Value is determined or processed. In the (n + 1y-th) step at the AD conversion or in the (n + 2) th step during the DA conversion, the voltages U1 and U2 are reset and a new conversion cycle can be started 1, a circuit arrangement is proposed for carrying out this method, the principle of which is shown in FIGURE 2. The circuit is constructed around two basically similar analogue memory circuits AS1 and AS2: the reference voltage value U R and the analogue input voltage U ™ or a charge equivalent to these values are picked up via the input networks Έ1 and E2 and applied to the inputs of the associated analogue

Speichers übertragen. Danach werden die Eingänge UR und Uy für den weiteren Umsetzzyklus von der Schaltung abgetrennt. Am Ausgang.der Speicher entstehen die Spannungen U1(1) und U2(1), die gleich dem Bezugsspannungs— wert UD bzw. dem analogen'Wert der Eingangs spannung U1, sind. R E Transfer memory. Thereafter, the inputs U R and Uy are separated from the circuit for the further conversion cycle. The voltages U1 (1 ) and U2 (1), which are equal to the reference voltage value U D or the analog value of the input voltage U 1 , are produced at the output of the memory. R E

Im Falle der DA-Wandlung wird die analoge Spannung U„ gleich Null gesetzt.In the case of DA conversion, the analog voltage U "is set equal to zero.

Der vorzugsweise taktsynchronisierte Komparator. K vergleicht die an seinen Eingängen anliegenden Spannungswerte UI(IJ und Ü2(.1;, erzeugt das erste Bit X1 und hält diese Belegung bis zum nächsten Takt. Bei der JJA-Umsetzung entfällt.dieser Schritt. Bei jedem folgenden Iterationsschritt wird abhängig von der Bitbewertung XIc der Referenzwert U1 (k) vom Netzwerk KE2 und Analogschalter Tu an den Eingang des zweiten analogen Speichers so übertragen, daß an dessen Ausgang die Differenz U2(k.) - UHk) entsteht, welche im darauffolgenden Schritt k+1 als neue Vergleichsspannung am komparator K verwendet wird. Die zweite Vergleichsspannung U1(k+1) wird mit Hilfe des Koppelnetzwerkes KE1 gewonnen, welches sich in der Rückführung des ersten analogen Speichers befindet, indem der Spannungswert U1(k) aufgenommen, durch zwei dividiert und am Summiereingang des Analogspeichers AS1 wieder aufgeschaltet wird.The preferably clock-synchronized comparator. K compares the signals present at its inputs voltage values UI (IJ and U2 (.1 ;, generates the first bit X1 and keeps it sleeps until the next clock. In the JJA conversion entfällt.dieser step. During each following iteration step, depending on the Bit evaluation XIc the reference value U1 (k) from the network KE2 and analog switch Tu transmitted to the input of the second analog memory so that at the output of the difference U2 (k.) - UHk) is formed, which in the subsequent step k + 1 as a new reference voltage is used on the comparator K. The second comparison voltage U1 (k + 1) is obtained by means of the coupling network KE1, which is located in the feedback of the first analog memory, by taking the voltage value U1 (k), dividing it by two, and adding it to the summing input Analog memory AS1 is switched on again.

Im (n+1)-ten Schritt bei der AD-Wandlung bzw. im (n+2)-ten Schritt bei der DA—Wandlung werden die Spannungen U1 und U2 mittels Rücksetzvor'richtungen vorzugsweise auf Null zurückgesetzt und ein neuer Umsetzvorgang kann gestartet werden.In the (n + 1) -th step in the AD conversion or in the (n + 2) -th step in the DA conversion, the voltages U1 and U2 are preferably reset to zero by means of reset devices, and a new conversion process can be started become.

Ausführungsbeispiel . Embodiment .

Die Erfindung "soll anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden. Die zugehörigen Zeichnungen zeigen:The invention "will be explained in more detail with reference to an exemplary embodiment.

. in Figur 1 das Ablaufschema des Verfahrens, .in Figur 2 die prinzipielle Schaltungsanordnung, . in Figur 3 eine bevorzugte Prinzipschaltung' unter Anwendung von geschalteten Kapazitätsnetzwerken nach der Erfindung., in Figure 1, the flow chart of the method .in Figure 2, the basic circuit arrangement,. FIG. 3 shows a preferred basic circuit 'using switched capacitance networks according to the invention.

Im Interesse der Übersichtlichkeit wurde die digitale Speicher- und Steuereinheit in Figur 3 nicht gezeigt.For the sake of clarity, the digital storage and control unit has not been shown in FIG.

Die Funktionsweise der Schaltungsanordnung in Figur 3 wird im folgenden beschrieben. Dabei wird angenommen,- daß die Anfangsiadung auf den Kondensatoren C1 und Ü2 gleich Null ist. . ' . ,The operation of the circuit arrangement in Figure 3 will be described below. It is assumed that - the initial charge on the capacitors C1 and Ü2 is zero. , '. .

In der ersten Taktphase werden Schalter S1, S2 bzw. S1.'',. S2' geschlossen, alle anderen Schalter sind geöffnet und somit die Spannungen U1 und U2 an den Ope— rati onsvers tärkerausgängen auf die Werte UR un£ ü„ gebracht. Danach werden für den.weiteren Umsetzvorgang die Schalter S1 , S2 und S1 ' ,., S2' geöffnet und die Schalter S3, S4 und S31, S,4' geschlossen, wodurch die Signalverarbeitungseinheit von den Sigrialquellen UR und U-n-abgetrennt wird und-gleichzeitig die Kondensatoren C3, C3' entladen werden. Im Falle der/ DA-Wandlung bleibt der Schalter S1' in der ersten Taktphase geöffnet, wodurch der gewünschte Anfangszustand U2(1) = 0 erhalten bleibt. -In the first clock phase, switches S1, S2 and S1. S2 'closed, all other switches are open and thus the voltages U1 and U2 at the operating amplifier outputs are brought to the values U R and U. Thereafter, the switches S1, S2 and S1 ',., S2' are opened and the switches S3, S4 and S3 1 , S, 4 'are closed for the further conversion process, whereby the signal processing unit is disconnected from the source sources U R and Un and at the same time the capacitors C3, C3 'are discharged. In the case of the / DA conversion, the switch S1 'remains open in the first clock phase, whereby the desired initial state U2 (1) = 0 is maintained. -

Diese1 ,Art'der Umsetzung erfordert das Zurücksetzen der beiden Spannungen, UI und U2 in der letzten Taktphase der vorhergehenden Umsetzungsperiode mit Hilfe der Schalter S11 und S111, die den Rücksetzanordnungen entsprechen. Die Schalter S1 . bis--S4' und Kondensator C3 , entsprechen der Vorrichtung E1 aus Figur 2, während S1 ' bis S4.1 und C31 der Vorrichtung B2 entsprechen.This 1 'kind'der implementation requires the reset of the two voltages, UI and U2 in the last clock phase of the previous conversion period by means of the switches S11 and S11 1 , which correspond to the reset arrangements. The switches S1. to - S4 'and capacitor C3, correspond to the device E1 of Figure 2, while S1' to S4. 1 and C3 1 of the device B2.

Die Schalter S5 bi's S8 und die Kondensatoren C4, C5 . entsprechen der Vorrichtung KE1 aus Figur 2 und bewirken, daß am'Ausgang des Operationsverstärkers 1 jeweils die Hälfte des Signalwertes aus der vorhergehenden Taktphase auftritt. Dazu werden die Kapazitäten G4=C5=1/2 U1 multiplex angesteuert. Während eine Kapazität die Ladung vom Operationsverstärkerausgang aufnimmt, gibt die andere in der gleichen Taktphase ihre vorher aufgenommene Ladung am Eingang ab. Daraus resultiert auch die einfache Ansteuerung für die Schalter, sie erfolgt paarweise für S5, S8 und S6,.S7.The switches S5 bi's S8 and the capacitors C4, C5. correspond to the device KE1 of Figure 2 and cause am'Ausgang the operational amplifier 1 each half of the signal value from the previous clock phase occurs. For this purpose, the capacitances G4 = C5 = 1/2 U1 are multiplexed. While one capacitor receives the charge from the op amp output, the other emits its precharged charge at the input in the same clock phase. This results in the simple control for the switches, it is done in pairs for S5, S8 and S6, .S7.

Grundsätzlich gleichartig ist die Anordnung und Wirkungsweise der Schalter S5' bis S8! und C41, C5', welche der Vorrichtung KE2 aus Figur -2 entsprechen. Dieses Schalter-Kondensator-Netzwerk bewirkt^ die vom !Bitwert Xk gesteuerte Übertragung der Spannung Ui(k) an den Eingang des zweiten Operationsverstärkers 2 und an dessen Ausgang die notwendige Differenzbildung .Basically similar is the arrangement and operation of the switches S5 'to S8 ! and C4 1 , C5 ', which correspond to the device KE2 of Figure -2. This switch-capacitor network causes the! Bit value Xk controlled transmission of the voltage Ui (k) to the input of the second operational amplifier 2 and at the output of the necessary difference formation.

U2(k+t> = U2(k) - Xk.U1(k) für Dabei gilt hier C4'=C5'=U2. .U2 (k + t> = U2 (k) - Xk.U1 (k) for where C4 '= C5' = U2.

Diese Abhängigkeit der Signalübertragung vom Bitwert Xk wird erreicht, indem die Steuersignale für die. Schalter 36' und So1 aus der Bitbelegung abgeleitet werden.This dependence of the signal transmission on the bit value Xk is achieved by the control signals for the. Switch 36 'and So 1 are derived from the bit allocation.

Nach jedem Iterationsschritt wird-der.Bitwert Xk in die .direkt mit dem taktphasensynchronisierten: Komparator K. verbundene, vorzugsweise als Schieberegister ausgebildete digitale Üpeichereinheit eingespeichert bzw. im falle des DA-Umsetzers vom Schieberegister bereitgestelltAfter each iteration step, the bit value Xk is stored in the digital storage unit connected directly to the clock-phase-synchronized comparator K., preferably as a shift register, or provided by the shift register in the case of the DA converter

Die Schalter S9, S10 bzw. S9(, S101 dienen-zum Entladen der zugeordneten Kondensatoren.The switches S9, S10 and S9 ( , S10 1) serve to discharge the associated capacitors.

Ein zu/oben- entgegengesetztes Vorzeichen der Spannungswerte an den beiden Operationsverstärkerausgängen, kann im ersten Iterationsschritt durch entsprechende Schaltersteuerung erreicht werden. Dazu müssen während der Rücksetzphase der vorhergehenden Umsetzperiode die Schalter S1, S4 geschlossen und S2, S3 geöffnet werden und in der ersten Taktphase die Ansteuersignale an diesen Schaltern negiert erscheinen- Für die weitere Umsetzung, gelten die Ansteuersignale wie oben beschrieben. Diese·Eigenschaft der angegebenen Schaltungsanordnung gestattet den bipolaren Betrieb des AD/DA-Umsetzers . . ' .·.· ' ' .A to / oben- opposite sign of the voltage values at the two operational amplifier outputs, can be achieved in the first iteration step by appropriate switch control. For this purpose, during the reset phase of the preceding conversion period, the switches S1, S4 must be closed and S2, S3 opened, and in the first clock phase the drive signals at these switches appear negated. For the further conversion, the drive signals apply as described above. This feature of the specified circuit arrangement allows the bipolar operation of the AD / DA converter. , '· · ·' '.

Die Schaltung ist weitgehend symmetrisch und unter Verwendung gleichartiger Teilstrukturen ausgelegt, was einer Realisierung in integrierter Technik entgegenkommt ... . . . . ,The circuit is largely symmetrical and designed using similar substructures, which accommodates a realization in integrated technology .... , , , .

Die Wahl zwischen unipolarer oder bipolarer Betriebs^ art ist genau wie die Festlegung der Länge der Umsetzungsperiode, 'also der Anzahl der Bits, problemlos möglieh, und erfordert nur eine geringfügige Änderung der Steuerung bzw. kann in Mikroprozessorgeräten programmgesteuert realisiert werden.The choice between unipolar or bipolar mode of operation is just like determining the length of the conversion period, ie the number of bits, easily possible, and requires only a slight change of control or can be realized programmatically in microprocessor devices.

Claims (4)

,Erfindungsanspruch -, Claim for invention ,1. Schaltungsanordnung zur AD/DA-Umsetzung nach.der Iterationsmethode, welche im Falle der Analog-Digital-Umsetzung in (n+1 ) Taktphasen aus einer Bezugsspannung UR den η-Bit breiten Digitalwert einer analogen Eingangs spannung U-g bzw. im Falle der Digital-Analog-Umsetzung in (n+2) Taktphäsen das'Analogspannungsäquivalent eines n-Bit-Digitalwertes ableitet, wobei,1. Circuit arrangement for AD / DA conversion nach.der iteration method, which in the case of analog-to-digital conversion in (n + 1) clock phases from a reference voltage U R the η-bit wide digital value of an analog input voltage Ug or in the case of digital Analog conversion into (n + 2) clock phases which derive the analog voltage equivalent of an n-bit digital value, where . ein Analogspannungswert U2(k) mit einem Bezugsspannungswert U1(k) verglichen wird, welcher in der er-, an analog voltage value U2 (k) is compared with a reference voltage value U1 (k), which in the • sten Taktphase gleich dem Bezugsspannungswert U„ ist und in den folgenden Taktphasen durch Division des Bezugsspannungswertes der vorhergehenden Taktphase durch zwei gebildet wird, so daß• clock phase is equal to the reference voltage value U "and is formed in the following clock phases by dividing the reference voltage value of the previous clock phase by two, so that = ± UR = ± U R U1(k),= U1 (k ), = im Falle der Analog-Digital-Umsetzung das k-te Bit Xk den logischen ffer't 1 hat, falls der aktuelle Be-* zugs spannungs wert. U1 (k)· kleiner als, der entsprechende Analogspannungswert U2(k) ist,und den Wert 0 hat, falls der Bezugsspannungswert UI (k) größer als die Analogspännung U2(k) ist, wobei das k—te Bit jeweils^ ab der (k+1)-ten Taktphase zur Verfügung gestellt wird und , *in the case of the analog-to-digital conversion, the kth bit Xk has the logical value 1 if the current reference voltage value. U1 (k) is less than, the corresponding analog voltage value U2 (k), and has the value 0 if the reference voltage value UI (k) is greater than the analog voltage U2 (k), the kth bit in each case (k + 1) -th clock phase is provided and, * im Falle der Digital-Analog-Umsetzung der η-Bit breite Eingangswert bitweise beginnend mit"dem höchstwertigen Bit (MSB) ab der. zweiten Taktphase zugeführt wird und . - ,in the case of digital-to-analog conversion, the η-bit-wide input value is supplied bit-by-bit beginning with "the most significant bit (MSB) from the second clock phase, and der Bezugsspannungswert U1(k) vom Spannungswert U2(k), der in der ersten Taktphase im Falle der Analog-Digital-Umsetzung dem analogen Eingangswert U„ entspricht und.im Falle der Digital-Analog-Wandlung gleich Null ist, in Abhängigkeit von der Bitbewertung Xk subtrahiert, und somit der Analogspannungswert U2(k+1) für die nächste Taktphase gebildet wird:the reference voltage value U1 (k) of the voltage value U2 (k), which corresponds to the analog input value U "in the first clock phase in the case of analog-to-digital conversion and equal to zero in the case of digital-to-analog conversion, depending on the Bit evaluation Xk subtracted, and thus the analog voltage value U2 (k + 1) is formed for the next clock phase: fu2(k) - UKk), falls Xk = V, -\U2(k) falls Xk = 0, fu2 (k) - UKk), if Xk = V, - \ U2 (k) if Xk = 0, unter Verwendung an sich bekannter i'unktionsbl.öcke Analogspeicher, Komparator, behälter, digitale Speicher- und Steuereinheit, gekennzeichnet dadurch, daß zwei analoge Speichereinheiten .(AS1; AS2), welche über jeweils eine-Eingabevorrichtung (.in ; JSÜJ an ihrem Summiere ingang auf die Bezugsspannung (URJ bzw. die analoge Eingangsspannung (Up) aufgeladen werden können und außerdem über Rückselzanordnungen verfügen, ausgangsseitig einzeln auf die beiden Eingänge einer vor-" zugsweise taktsynchronisierten Komparatoranordnung (K) geführt sind, die eine O/1-Entscheidung bildet und diese als entsprechenden Bitwert (Xk) an. eine digitale Speicher- und Steuereinheit (SSE) überträgt, welche dieses Signal abspeichert und gleichzeitig als Steuersignal an einer analogen Toreinheit (TE) bereitstellt und der Ausgang der ersten analögen Speichereinheit (AS1) außerdem über je eine Koppeleinheit (KE1 ; KE2). auf die .Summiereingänge der beiden Analogspeicher geführt wird, wobei die eine Koppeleinheit (KE1) das Ausgangssignal des:Analogspeichers aufnimmt und in der nächsten Taktphase den halbierten Wert am Eingang derselben Speichereinheit (AS1) in entgegengesetzter Phasenlage zur Verfügung, stellt und die andere Koppelein— heit (KE2) das Ausgangssignal des ersten Analogspeichers ('ASi) in der Phase dreht und über die analoge Toreinheit (TE) in Abhängigkeit vom Ergebnis des Vergleiches in der Komparatoranordnung (K) anAden Summiereingang des zweiten Analogspeichers (ASi) überträgt oder nicht überträgt. ,using analogue memory, comparator, container, digital storage and control unit, known per se, characterized in that two analog storage units (AS1; AS2) are connected to each other via an input device (.in; JSUJ) in addition to the reference voltage (U R J or the analog input voltage (Up) can be charged and also have Rückselzanordnungen, the output side individually to the two inputs of a vor- preferably clock-synchronized comparator (K) are performed, the one O / 1- Forms a decision and transmits this as a corresponding bit value (Xk) to a digital storage and control unit (SSE), which stores this signal and at the same time as a control signal to an analog gate unit (TE) and provides the output of the first analog storage unit (AS1) via a coupling unit (KE1; KE2). is routed to the .Summiereingänge the two analog memory, wherein the one coupling unit (KE1) receives the output signal of the: analogue memory and in the next clock phase provides the halved value at the input of the same memory unit (AS1) in opposite phase position, and the other coupling unit (KE2) outputs the output signal of the first analogue memory (' ASi) in phase and via the analog gate unit (TE) depending on the result of the comparison in the comparator arrangement (K) to A the summing input of the second analog memory (ASi) transmits or does not transmit. . 2. Schaltungsanordnung zur AD/DA-Umsetzung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die analogen Speicher (AS2; AS2) aus kapazitiv rückgekoppelten Operationsverstärkern und die Eingabe— und Koppelnetzwerke (E1; E2 und KE1; KE2) aus Schalter-Kondensator—Netzwerken bestehen.2. A circuit arrangement for AD / DA conversion according to claim 1, characterized in that the analog memory (AS2; AS2) of capacitively feedback operational amplifiers and the input and coupling networks (E1; E2 and KE1; KE2) of switch capacitor networks consist. 3· Koppeleinheit in einer Schaltungsanordnung zur ν AD/DA-Wandlung nach Punkt" 1 und 2, welche das Ausgangssignal eines~Xna±ogspeichers aufnimmt, den Signalwert halbiert und im nächsten Takt phasengedreht wieder ausgibt, gekennzeichnet dadurch, daß zwei gleichartige Schalter-Kondensator-Anordnungen, bestehend aus je zwei in Reihe liegenden Analog-3 · Coupling unit in a circuit arrangement for ν AD / DA conversion to point "1 and 2, which receives the output of a ~ Xna ± ogspeichers halved the signal value and in the next clock phase output again, characterized in that two similar switch capacitor Arrangements consisting of two series-connected analogue . : schaltern und einem.vom gemeinsamen Anschluß der beiden Schalter zum Bezugspunkt geschalteten Kondensator, parallelgeschaltet werden und die vier Schalter dieser Anordnung paarweise zeitmultiplex vom Taktsignal angesteuert werden, so daß der eine Kondensator das Ausgangssignal aufnimmt, während der andere das im Takt vorher aufgenommene Signal wieder ausgibt. , ', : Switching and a capacitor connected from the common connection of the two switches to the reference point, are connected in parallel and the four switches of this arrangement are time-division multiplexed by the clock signal so that one capacitor picks up the output signal while the other reproduces the previously recorded signal outputs. , ' 4. Koppelei^neit zur Übertragung eines Signals in einer1 Schaltungsanordnung zur AU/DA-Wandlung nach Anspruch 1 und 2, wobei das Signal in der einen Taktphase aufgenommen und'in der darauffolgenden Taktphase phasengedreht und in Abhängigkeit von einem digitalen Steuersignal und dem Taktsignal wieder ausgegeben wird, gekennzeichnet dadurch, daß zwei gleichartige Schalter-Kondensator-Anordnungen parallel— geschaltet werden, welche jeweils aus zwei in Reihe liegenden Schaltern und einem Kondensator bestehen, der'vom gemeinsamen Anschluß der beiden Analogschalter zum Bezugspunkt geschaltet ist, wobei die je—'· . weils am gemeinsamen Anschluß-.der Parallelschaltung'1 und die in Reihe liegenden Schalter zeitmultiplex vom Taktsignal angesteuert werden, wobei das Steuersignal des am Ausgang der parallelen Schalter-Kondensator-Anordnung befindlichen Schalterpaares zusätzlich mit einer Bedingungsaussage logisch UND— verknüpft ist. 4. Koppelei ^ neit for transmitting a signal in a 1 circuit arrangement for AU / DA conversion according to claim 1 and 2, wherein the signal in the recorded one clock phase und'in the subsequent clock phase phase-rotated, and in response to a digital control signal and the clock signal is outputted again, characterized in that two similar switch-capacitor arrangements are connected in parallel, each consisting of two series-connected switches and a capacitor which 'is switched from the common terminal of the two analog switches to the reference point, the respective '·. because at the common terminal-.The parallel circuit ' 1 and the series switches are multiplexed controlled by the clock signal, wherein the control signal of the located at the output of the parallel switch-capacitor arrangement switch pair is additionally logically AND linked with a condition statement. Hierzu .3 ... Seiten ZeichnungenFor this .3 ... pages drawings
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011003280B3 (en) * 2011-01-27 2012-03-01 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Split-parallel successive approximation type analog-digital converter i.e. differential circuitry, for use in e.g. complementary metal oxide semiconductor image sensor, has comparator provided with two comparator inputs

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011003280B3 (en) * 2011-01-27 2012-03-01 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Split-parallel successive approximation type analog-digital converter i.e. differential circuitry, for use in e.g. complementary metal oxide semiconductor image sensor, has comparator provided with two comparator inputs

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