DE19722805A1 - Successive approximation register A=D converter for communication electronics - Google Patents

Successive approximation register A=D converter for communication electronics

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DE19722805A1
DE19722805A1 DE19722805A DE19722805A DE19722805A1 DE 19722805 A1 DE19722805 A1 DE 19722805A1 DE 19722805 A DE19722805 A DE 19722805A DE 19722805 A DE19722805 A DE 19722805A DE 19722805 A1 DE19722805 A1 DE 19722805A1
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Abstract

The converter includes input signals (IN) converted into corresponding digital data, transmitted by a start value generator (31). A counter (32) processes applied clock pulse signals with a start value of the transmitted data. A D-A converter (2) transmits a voltage signal, corresponding to a value delivered by the counter. A gate (AND1) compares the level of the analog input signal with a reference value delivered by the D-A converter, and applies a clock pulse signal to the counter when the analog input signal level is higher than the reference value.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Analog-/Digital-Wandler zum Wandeln analoger Signale in digitale Daten, und insbesondere einen Analog-/Digital-Wandler vom SAR-Typ (sukzessives Approxi­ mationsregister), welcher in der Lage ist, Daten mit hoher Geschwindigkeit zu wandeln.The present invention relates to analog / digital converters for Convert analog signals to digital data, and in particular an analog / digital converter of the SAR type (successive approxi mation register), which is able to store data with high To change speed.

Bei den heutigen Quantensprüngen der Elektroniktechnologien sind Verfahren zum Verarbeiten von Signalen digital, und zwar insbesondere im Gebiet der Elektronik oder der Nachrichtentech­ nik. Daraus resultierend werden Analog-/Digital-(A/D)-Wandler zum Umwandeln analoger Signale in digitale Daten weitläufig für die meisten elektronischen Geräte oder Kommunikationsvorrich­ tungen benutzt.With today's quantum leaps in electronic technologies are methods of processing signals digitally, namely especially in the field of electronics or communications technology nik. This results in analog / digital (A / D) converters for converting analog signals into digital data widely for most electronic devices or communication devices used.

Fig. 1 zeigt den Aufbau eines üblichen A/D-Wandlers vom SAR- Typ. Fig. 1 shows the structure of a conventional A / D converter of the SAR type.

In Fig. 1 repräsentiert Bezugszeichen "CP1" einen Komparator, dessen nicht invertierender Eingang (+) mit einem analogen Eingangssignal IN von einer externen Vorrichtung (nicht ge­ zeigt) verbunden ist und dessen invertierender Eingang (-) mit einem Ausgangssignal von einem später zu beschreibenden Digi­ tal-/Analog(D/A)-Wandler 2 verbunden ist. In Fig. 1, reference character "CP1" represents a comparator whose non-inverting input (+) is connected to an analog input signal IN from an external device (not shown) and whose inverting input (-) is connected to an output signal from a later to be described Digi tal / analog (D / A) converter 2 is connected.

Der Komparator CP1 gibt ein Ausgangssignal mit einem H-Pegel aus, wenn ein Pegel des an den nicht invertierenden Eingang (+) angelegten Signals höher als derjenige des an den invertieren­ den Eingang (-) angelegten Signals ist. Dementsprechend gibt der Komparator CP1 solange das Signal mit dem H-Pegel aus, bis der Pegel des von dem D/A-Wandler 2 angelegten Signals größer als der des analogen Eingangssignals IN ist.The comparator CP1 outputs an output signal with an H level when a level of the signal applied to the non-inverting input (+) is higher than that of the signal applied to the inverting input (-). Accordingly, the comparator CP1 outputs the signal with the H level until the level of the signal applied by the D / A converter 2 is greater than that of the analog input signal IN.

In der Zwischenzeit wird ein Ausgangssignal des Komparators CP1 in einen Eingangsport eines AND-Gatters AND1 mit zwei Eingängen eingegeben, und ein Taktsignal CLK1 mit einer vorbestimmten Frequenz wird in den anderen Eingangsport des AND-Gatters AND1 eingegeben. Somit gibt das AND-Gatter AND1 das Taktsignal CLK1 aus, wenn ein Signal mit einem H-Pegel vom Komparator CP1 aus­ gegeben wird.In the meantime, an output signal of the comparator CP1 into an input port of an AND gate AND1 with two inputs entered, and a clock signal CLK1 with a predetermined Frequency is in the other input port of the AND gate AND1 entered. Thus, the AND gate AND1 gives the clock signal CLK1 off when a signal with an H level from the comparator CP1 is given.

Ein Zähler 1 zählt die Anzahl von Taktimpulsen, welche in einen Takteingangsport CLK eingegeben werden und gibt einen Zählwert als 8-Bit-Daten Q0-Q7 aus. Wenn ein Löschsignal CLR eingegeben wird, wird der Zähler 1 auf den Anfangswert "0" zurückgesetzt.A counter 1 counts the number of clock pulses which are input to a clock input port CLK and outputs a count as 8-bit data Q0-Q7. When a clear signal CLR is input, the counter 1 is reset to the initial value "0".

Das Ausgangssignal des AND-Gatters AND1 ist mit dem Taktein­ gangsport CLK des Zählers 1 verbunden. Daher zählt der Zähler 1 die Anzahl von Taktimpulsen, welche über das AND-Gatter AND1 eingegeben werden und gibt dementsprechend 8-Bit-Zähldaten Q0- Q7 aus.The output signal of the AND gate AND1 is connected to the clock input port CLK of the counter 1 . Therefore, the counter 1 counts the number of clock pulses which are input via the AND gate AND1 and accordingly outputs 8-bit count data Q0-Q7.

Ein Digital-/Analog-Wandler 2 wandelt die 8-Bit-Digitaldaten Q0-Q7, die vom Zähler 1 ausgegeben werden, in ein Spannungs­ pegelsignal, das einem Datenwert davon entspricht. Eine Latch­ schaltung bzw. Halteschaltung 3 hält die 8-Bit-Daten Q0-Q7 von dem Zähler 1, wenn ein Latchsignal bzw. Haltesignal LA eingege­ ben wird, und gibt sie aus.A digital-to-analog converter 2 converts the 8-bit digital data Q0-Q7 output from the counter 1 into a voltage level signal corresponding to a data value thereof. A latch circuit 3 holds the 8-bit data Q0-Q7 from the counter 1 when a latch signal LA is input and outputs it.

Ein Controller 4 steuert die Analog-/Digital-Wandlung. Das bedeutet, daß der Controller 4, wenn ein Wandlungsstartsignal CS von einer externen Vorrichtung eingegeben wird, ein Signal CLR an den Zähler 1 ausgibt, um den Zähler 1 zu löschen, um so die A/D-Wandlung zu initiieren, und daß er gleichzeitig ein Belegtsignal BUSY ausgibt, welches anzeigt, daß die A/D-Wand­ lung momentan durchgeführt wird. Ebenfalls gibt der Controller 4, wenn ein Ausgangspegel des Komparators CP1 auf einen L-Pegel geht, das Signal LA an die Halteschaltung 3 aus, um die 8-Bit- Daten Q0-Q7, die von dem Zähler 1 ausgegeben werden, zu halten, und gibt ebenfalls ein Wandlungsvervollständigungssignal CC aus, um eine Beendigung der A/D-Wandlung anzuzeigen.A controller 4 controls the analog / digital conversion. That is, the controller 4 when a conversion start signal CS is input from an external device, a signal CLR outputs it to the counter 1, to clear the counter 1, so as to initiate the A / D conversion and that simultaneously outputs a busy signal BUSY, which indicates that the A / D conversion is currently being carried out. Also, when an output level of the comparator CP1 goes to an L level, the controller 4 outputs the signal LA to the latch circuit 3 to hold the 8-bit data Q0-Q7 output from the counter 1 , and also outputs a conversion completion signal CC to indicate completion of the A / D conversion.

Der Betrieb des üblichen A/D-Wandlers mit der obigen Struktur wird jetzt mit Bezug auf Fig. 2 beschrieben.The operation of the conventional A / D converter having the above structure will now be described with reference to FIG. 2.

Wenn das Wandlungsstartsignal CS von der externen Vorrichtung eingegeben wird, gibt der Controller 4 das Löschsignal CLR an den Zähler 1 aus, so daß der Zähler 1 zurückgesetzt wird.When the conversion start signal CS is input from the external device, the controller 4 outputs the clear signal CLR to the counter 1 , so that the counter 1 is reset.

Dementsprechend werden die Ausgangsdaten Q0-Q7 des Zählers 1 auf "0000 0000" gesetzt, und die Daten werden an den Komparator CP1 über den Digital-/Analog-Wandler 2 angelegt, so daß ein Spannungssignal eines "0-Pegels" an den invertierenden Eingang (-) des Komparators CP1 angelegt wird.Accordingly, the output data Q0-Q7 of the counter 1 is set to "0000 0000", and the data is applied to the comparator CP1 via the digital / analog converter 2 , so that a voltage signal of a "0 level" is applied to the inverting input (-) of the comparator CP1 is created.

Im Komparator CP1, wo ein Spannungssignal mit einem "0-Pegel" an den invertierenden Eingang (-) angelegt wird und ein analo­ ges Eingangssignal IN nicht mit einem "0-Pegel" an den nicht invertierenden Eingang (+) angelegt wird, wird ein Ausgangs­ signal des Komparators CP1 auf einen "H-Pegel" gesetzt. Das Signal mit dem H-Pegel wird an einen Port des AND-Gatters AND1 angelegt, und somit wird das eingegebene Taktsignal CLK1 an den Zähler 1 über das AND-Gatter AND1 zur gleichen Zeit angelegt.In the comparator CP1, where a voltage signal with a "0 level" is applied to the inverting input (-) and an analog input signal IN is not applied with a "0 level" to the non-inverting input (+), a Output signal of the comparator CP1 set to an "H level". The H-level signal is applied to one port of the AND gate AND1, and thus the input clock signal CLK1 is applied to the counter 1 through the AND gate AND1 at the same time.

Wenn das Taktsignal CLK1 an einen Takteingangsport CLK des Zählers, wie oben gezeigt, angelegt wird, zählt der Zähler 1 die Anzahl von Taktimpulsen und gibt die 8-Bit-Daten entspre­ chend dem Zählwert über den Ausgangsport Q0-Q7 aus. Hierbei werden die Zähldaten, welche von dem Zähler 1 ausgegeben wer­ den, an den Digital-/Analog-Wandler 2 angelegt und in ein Pe­ gelsignal entsprechend dem Zählwert gewandelt. Ebenfalls wird das Pegelsignal an den invertierenden Eingang (-) des Kompara­ tors CP1 angelegt. Somit wird ein Vergleichssignal mit einem H-Pegel von dem Komparator CP1 ausgegeben, bis der Zählwert des Zählers 1, d. h. eine Ausgangsspannung vom Digital-/Analog-Wand­ ler 2, entsprechend dem Zählwert gleich oder größer als das analoge Eingangssignal IN ist.When the clock signal CLK1 is applied to a clock input port CLK of the counter as shown above, the counter 1 counts the number of clock pulses and outputs the 8-bit data according to the count value via the output port Q0-Q7. Here, the count data, which is output from the counter 1 , applied to the digital / analog converter 2 and converted into a level signal corresponding to the count value. The level signal is also applied to the inverting input (-) of the comparator CP1. Thus, a comparison signal with an H level is output from the comparator CP1 until the count value of the counter 1 , ie an output voltage from the digital / analog converter 2 , corresponding to the count value is equal to or greater than the analog input signal IN.

Als nächstes wird, wenn der Zählwert durch den Zähler 1 an­ steigt, wenn der Eingangsspannungspegel vom invertierenden Eingang (-) des Komparators CP1 gleich oder größer als der Pegel des analogen Eingangssignals IN wird, das Ausgleichssi­ gnal von dem Komparator CP1 ein L-Pegel-Signal, wie in Fig. 2 gezeigt. Dementsprechend wird das eingegebene Taktsignal CLK1, welches durch das AND-Gatter AND1 eingegeben wird, blockiert, und das Zählen des Zählers 1 hört auf.Next, when the count increases by the counter 1 , when the input voltage level from the inverting input (-) of the comparator CP1 becomes equal to or higher than the level of the analog input signal IN, the equalizing signal from the comparator CP1 becomes an L level- Signal as shown in Fig. 2. Accordingly, the input clock signal CLK1, which is input through the AND gate AND1, is blocked, and the counting of the counter 1 stops.

Ebenfalls gibt der Controller 4, wenn der Ausgangspegel des Komparators CP1 ein L-Pegel wird, das Signal LA an die Halte­ schaltung 3 zum Halten der Daten Q0-Q7, die von dem Zähler 1 ausgegeben werden, an diesen Punkt und beendet ebenfalls die A/D-Wandlung bezüglich eines Eingangssignals durch Ausgeben des Wandlungsvervollständigungssignals CC nach außen.Also, when the output level of the comparator CP1 becomes an L level, the controller 4 outputs the signal LA to the hold circuit 3 for holding the data Q0-Q7 output from the counter 1 at this point and also ends the A / D conversion on an input signal by outputting the conversion completion signal CC to the outside.

Daraus resultierend kann der übliche A/D-Wandler mit einer relativ vereinfachten Struktur, wie oben gezeigt, eine Wandlung von analogen Eingangssignalen in digitale Signale durchführen.As a result, the usual A / D converter with a relatively simplified structure, as shown above, a change from analog input signals to digital signals.

Da jedoch beim üblichen A/D-Wandler das Zählen durch den Zähler 1 fortlaufen sollte, bis ein Zählwert entsprechend dem Pegel des analogen Eingangssignals IN erhalten wird, ist viel Zeit zum Wandeln des analogen Eingangssignals IN in digitale Daten erforderlich.However, since in the conventional A / D converter, counting by the counter 1 should continue until a count value corresponding to the level of the analog input signal IN is obtained, much time is required to convert the analog input signal IN to digital data.

Zur Lösung des obigen Problems ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Analog-/Digital-Wandler zu schaffen, welcher eine Analog-/Digital-Wandlung mit hoher Geschwindigkeit durch­ führen kann. To solve the above problem, it is the task of the present one Invention to provide an analog to digital converter, which perform an analog / digital conversion at high speed can lead.  

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den ins Anspruch 1 angegebenen Analog-/Digital-Wandler gelöst, also durch einen Analog-/Digital-Wandler, welcher angelegte Eingangssignale in entsprechende digitale Daten wandelt, wobei der Analog-/Digi­ tal-Wandler aufweist: einen Anfangswertgenerator zum Ausgeben von digitalen Daten ungefähr gleich einem Pegel des analogen Eingangssignals; einen Zähler zum Zählen angelegter Taktsignale bei einem Anfangswert der von dem Anfangswertgenerator ausgege­ benen Daten; einen Digital-/Analog-Wandler zum Ausgeben eines Spannungssignals entsprechend einem vom Zähler ausgegebenen Zählwert; und ein Gatter zum Vergleichen eines Pegels des ana­ logen Eingangssignals mit einem von dem Digital-/Analog-Wandler ausgegebenen Referenzwert und Anlegen eines Taktsignals an den Zähler, wenn der Pegel des analogen Eingangssignals größer als der Referenzwert ist.This object is achieved by the claim 1 specified analog / digital converter solved, i.e. by a Analog / digital converter, which input signals in corresponding digital data converts, the analog / digi tal converter has: an initial value generator for output of digital data is approximately equal to a level of the analog Input signal; a counter for counting applied clock signals at an initial value that is output by the initial value generator level data; a digital / analog converter for outputting a Voltage signal corresponding to one output from the counter Count value; and a gate for comparing a level of the ana Lied input signal with one of the digital / analog converter output reference value and application of a clock signal to the Counter if the level of the analog input signal is greater than is the reference value.

Bevorzugte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.Preferred developments are the subject of the dependent claims.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung enthält der Anfangswert­ generator eine Vielzahl von Komparatoren zum Vergleichen des analogen Eingangssignals mit einer vorbestimmten Referenzspan­ nung, welche voneinander verschieden sind, sowie einen Kodierer zum Kodieren eines von dem Komparator ausgegebenen Vergleichs­ signals und einen Datenwandler zum Wandeln der von dem Kodierer ausgegebenen Daten in Anfangswertdaten des Zählers.According to a preferred development, the initial value contains generator a variety of comparators to compare the analog input signal with a predetermined reference span tion, which are different from each other, and an encoder for coding a comparison output by the comparator signals and a data converter for converting those from the encoder output data in initial value data of the counter.

Gemäß der vorliegenden Erfindung mit der obigen Struktur werden digitale Daten ungefähr gleich einem Eingangssignal durch den Anfangswertgenerator erzeugt, und der Zähler zählt Taktimpulse unter Benutzung der durch den Anfangswertgenerator erzeugten digitalen Daten als Anfangswert.According to the present invention having the above structure digital data approximately equal to an input signal through the Initial value generator is generated and the counter counts clock pulses using those generated by the initial value generator digital data as an initial value.

Deshalb kann die für die Analog-/Digital-Wandlung im ganzen benötigte Zeit aufgrund der Reduzierung der Zählzeit des Zäh­ lers drastisch reduziert werden.Therefore, for analog / digital conversion as a whole required time due to the reduction of the counting time of the count be drastically reduced.

Nachstehend wird die vorliegende Erfindung anhand eines Aus­ führungsbeispiels mit Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnun­ gen näher erläutert.In the following, the present invention will be explained based on an off management example with reference to the accompanying drawings gene explained in more detail.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 ein Schaltungsdiagramm zum Zeigen einer Konfiguration eines üblichen A/D-Wandlers vom SAR-Typ; Fig. 1 is a circuit diagram showing a configuration of a conventional A / D converter of the SAR type;

Fig. 2 ein Zeitablaufdiagramm zum Erklären eines Betriebs des in Fig. 1 gezeigten A/D-Wandlers; FIG. 2 is a timing chart for explaining an operation of the A / D converter shown in FIG. 1;

Fig. 3 ein Schaltungsdiagramm zum Zeigen einer Konfiguration eines A/D-Wandlers vom SAR-Typ gemäß einer Ausfüh­ rungsform der vorliegenden Erfindung, welcher Daten mit hoher Geschwindigkeit wandeln kann; Fig. 3 is a circuit diagram showing a configuration approximate shape of an A / D converter of the SAR type according to an exporting may convert to the present invention, which data at high speed;

Fig. 4 ein Schaltungsdiagramm zum Zeigen einer detaillierten Konfiguration des in Fig. 3 gezeigten Anfangswertge­ nerators; und Fig. 4 is a circuit diagram showing a detailed configuration of the initial value generator shown in Fig. 3; and

Fig. 5 ein Zeitablaufdiagramm zum Erklären eines Betriebs des in Fig. 4 gezeigten A/D-Wandlers. FIG. 5 is a timing chart for explaining an operation of the A / D converter shown in FIG. 4.

In Fig. 3 weisen die in Fig. 1 gezeigten Elemente die gleiche Bezugszeichen auf, und eine detaillierte Beschreibung davon wird unterlassen.In Fig. 3, the elements shown in Fig. 1 have the same reference numerals, and a detailed description thereof is omitted.

Mit Bezug auf Fig. 3 stellt Bezugszeichen 31 einen Anfangs­ wertgenerator zum Ausgeben von digitalen Daten ungefähr gleich einem Pegel eines analogen Eingangssignals IN, wenn ein Aus­ gabeaktivierungssignal OE von einem später zu beschreibenden Controller 33 angelegt wird, dar. Die ausgegebenen digitalen Daten des Anfangswertgenerators 31 sind mit einem Datenein­ gangsport DATA eines Zählers verbunden und laden im Zähler 32 einen Zählanfangswert durch ein Ladesignal LOAD. With reference to FIG. 3, reference numeral 31 represents an initial value generator for outputting digital data approximately equal to a level of an analog input signal IN when an output activation signal OE is applied by a controller 33 to be described later. The outputted digital data of the initial value generator 31 are connected to a data input port DATA of a counter and load in the counter 32 an initial count value by a load signal LOAD.

Jedenfalls bezeichnet Bezugszeichen 33 eigen Controller für die Analog-/Digital-Wandlung. Wie mit Bezug auf Fig. 1 beschrie­ ben, gibt der Controller 33, wenn ein Wandlungsstartsignal CS von der externen Vorrichtung eingegeben wird, ein Ausgabeakti­ vierungssignal OE an den Anfangswertgenerator 31 und das Lade­ signal LOAD an den Zähler 32 aus, so daß 8-Bit-Daten, welche von dem Anfangswertgenerator 31 ausgegeben werden, als der Zählanfangswert des Zählers 32 geladen werden.In any case, reference numeral 33 designates its own controller for the analog / digital conversion. As described with reference to FIG. 1, the controller 33 , when a conversion start signal CS is input from the external device, outputs an output activation signal OE to the initial value generator 31 and the load signal LOAD to the counter 32 , so that 8 bits Data which is output from the initial value generator 31 is loaded as the initial count value of the counter 32 .

Fig. 4 zeigt detailliert den Aufbau des Anfangswertgenerators 31. Fig. 4 shows in detail the structure of the initial value generator 31.

Der Anfangswertgenerator 31 enthält 16 Komparatoren CP4₁-CP4₁₆ zum Vergleichen des analogen Eingangssignals IN mit einem je­ weiligen vorbestimmten Referenzpegel, welche sich voneinander unterscheiden, und zum Ausgeben eines Vergleichssignals mit einem "H-Pegel", wenn das analoge Eingangssignal IN größer als der Referenzpegel ist, einen 16 : 4-Kodierer 41 zum Kodieren und Ausgeben des empfangenen Ausgangssignals der Komparatoren CP4₁- CP4₁₆ in 4-Bit-Daten sowie eine ROM-Tabelle 42 zum Ausgeben von 8-Bit-Daten entsprechend einer Adresse der Ausgangsdaten des Kodierers 41.The initial value generator 31 contains 16 comparators CP4₁-CP4₁₆ for comparing the analog input signal IN with a respective predetermined reference level, which differ from one another, and for outputting a comparison signal with an "H level" when the analog input signal IN is greater than the reference level , a 16: 4 encoder 41 for encoding and outputting the received output signal of the comparators CP4₁-CP4₁₆ in 4-bit data and a ROM table 42 for outputting 8-bit data corresponding to an address of the output data of the encoder 41st

Das heißt, analoge Eingangssignale werden an jeden nicht inver­ tierenden Eingang (+) der jeweiligen Komparatoren CP4₁-CP4₁₆ eingegeben. Eine Vielzahl von Widerständen R1-R16 ist in Reihe zwischen einer vorbestimmten Referenzspannung VF und Mas­ se geschaltet, und jeder invertierende Eingang (-) der jeweili­ gen Komparatoren CP4₁-CP4₁₆ ist mit einem entsprechenden Ver­ bindungsknoten der Widerstände R1-R16 verbunden. Hierbei sind die Widerstände R1-R16 auf den selben Wert eingestellt. Somit wird die Referenzspannung mit einer einen gleichförmigen Wert aufweisenden Pegeldifferenz höher, wenn man vom Komparator CP4₁₆ zum Komparator CP4₁ geht.That is, analog input signals are input to each non-inverting input (+) of the respective comparators CP4₁-CP4₁₆. A plurality of resistors R1-R16 are connected in series between a predetermined reference voltage V F and Mas se, and each inverting input (-) of the respective comparators CP4₁-CP4₁₆ is connected to a corresponding connection node of the resistors R1-R16. The resistors R1-R16 are set to the same value. Thus, the reference voltage with a level difference having a uniform value becomes higher if one goes from the comparator CP4₁₆ to the comparator CP4₁.

Ein 16-Bit-Datenausgangssignal von den Komparatoren CP4₁-CP4₁₆ wird kodiert und in 4-Bit-Daten durch den 16 : 4-Kodierer 41 ausgegeben. Die ROM-Tabelle 42 benutzt ein 4-Bit-Eingangssignal A0-A3 als Adresse und gibt 8-Bit-Daten D0-D7 für einen Zähl­ anfangswert des Zählers 32 aus.A 16-bit data output signal from the comparators CP4₁-CP4₁₆ is encoded and output in 4-bit data by the 16: 4 encoder 41 . The ROM table 42 uses a 4-bit input signal A0-A3 as an address and outputs 8-bit data D0-D7 for an initial count value of the counter 32 .

Die nachstehende Tabelle 1 zeigt ein Beispiel der Datenkonfigu­ ration der ROM-Tabelle. Table 1 below shows an example of the data configuration ration of the ROM table.  

Tabelle 1 Table 1

Jetzt wird der Betrieb des obigen Wandlers mit der oben be­ schriebenen Struktur mit Bezug auf Fig. 5 beschrieben.The operation of the above converter having the structure described above will now be described with reference to FIG. 5.

Wenn das Wandlungsstartsignal CS von der externen Vorrichtung eingegeben wird, d. h. wenn das Wandlungsstartsignal CS einen "Aktiv-L"-Zustand annimmt, gibt der Controller 33 das Lösch­ signal CLR an den Zähler 32 zum Löschen des Zählers 32 aus. Der Controller 33 gibt das Ausgabeaktivierungssignal OE an den Anfangswertgenerator 31 aus und gibt ebenfalls das Ladesignal LOAD an den Zähler 32 aus.When the conversion start signal CS is input from the external device, that is, when the conversion start signal CS assumes an "active-L" state, the controller 33 outputs the clear signal CLR to the counter 32 to clear the counter 32 . The controller 33 outputs the output activation signal OE to the initial value generator 31 and also outputs the load signal LOAD to the counter 32 .

Dabei gibt, wie in Fig. 4 gezeigt, der Anfangswertgenerator 31 die 8-Bit-Daten D0-D7 ungefähr gleich dem Pegel des analogen Eingangssignals IN aus, und die Ausgangsdaten D0-D7 werden in den Zähler 32 als Zählanfangswert geladen. Here, as shown in FIG. 4, the initial value generator 31 outputs the 8-bit data D0-D7 approximately equal to the level of the analog input signal IN, and the output data D0-D7 are loaded into the counter 32 as an initial count value.

Als nächstes werden die Ausgangsdaten Q0-Q7 entsprechend dem Zählwert des Zählers 32 an den Komparator CP1 über den D/A-Wandler 2 angelegt. Dabei ist der Datenwert der ROM-Tabelle 42 derart eingestellt, daß der an den Komparator CP1 vom D/A-Wand­ ler 2 angelegte Signalpegel nicht größer als das analoge Ein­ gangssignal IN ist.Next, the output data Q0-Q7 corresponding to the count value of the counter 32 are applied to the comparator CP1 through the D / A converter 2 . The data value of the ROM table 42 is set such that the signal level applied to the comparator CP1 by the D / A converter 2 is not greater than the analog input signal IN.

In der Zwischenzeit wird, wenn das Ausgangssignal von CP1 einen H-Pegel aufweist, das Taktsignal CLK1 an den Zähler 32 über das AND-Gatter AND1 angelegt, und der Zähler 32 führt ein Zählen mit dem geladenen Anfangswert durch, um den Zählwert über den D/A-Wandler 2 auszugeben.In the meantime, when the output of CP1 is high, the clock signal CLK1 is applied to the counter 32 through the AND gate AND1, and the counter 32 performs counting with the loaded initial value to increase the count value through the D / A converter 2 output.

Wenn der obige Betrieb solange läuft, daß der von dem D/A-Wand­ ler 2 ausgegebene Spannungswert größer als der Pegel des analo­ gen Eingangssignals IN wird, nimmt das Ausgangssignal des Kom­ parators CP1 einen L-Pegel an, wie in Fig. 5 gezeigt. Hierbei gibt der Controller 33 das Haltesignal LA an die Halteschaltung 3 zum Halten der digitalen Daten (Q0-Q7) aus, welche vom Kom­ parator 32 ausgegeben werden, und zwar entsprechend dem Pegel des analogen Eingangssignals IN, und gibt gleichzeitig das Wandlungsvervollständigungssignal CC an die externen Vorrich­ tungen aus, um so die Analog-/Digital-Wandlung zu beenden.When the above operation runs so long that the voltage value output from the D / A converter 2 becomes larger than the level of the analog input signal IN, the output signal of the comparator CP1 assumes an L level as shown in FIG. 5 . Here, the controller 33 outputs the hold signal LA to the hold circuit 3 for holding the digital data (Q0-Q7) output from the comparator 32 according to the level of the analog input signal IN, and at the same time outputs the conversion completion signal CC to the external devices so as to end the analog / digital conversion.

Da bei der bevorzugten Ausführungsform der Zählbetrieb des Zählers 32 nicht vom Pegel "0" ausgeht, sondern von einem An­ fangswert ungefähr gleich dem Pegel des analogen Eingangssi­ gnals IN, ist die Geschwindigkeit der Analog-/Digital-Wandlung drastisch verbessert.Since in the preferred embodiment the counting operation of the counter 32 does not start from the level "0", but from an initial value approximately equal to the level of the analog input signal IN, the speed of the analog / digital conversion is drastically improved.

Daher sollte man verstehen, daß die vorliegende Erfindung nicht auf die besondere hierin offenbarte Ausführungsform, welche als beste Art der Ausführung der vorliegenden Erfindung betrachtet wird, beschränkt ist, die vorliegende Erfindung nicht auf die in dieser Beschreibung beschriebenen speziellen Ausführungs­ formen beschränkt ist, vielmehr durch die angehängten Patent­ ansprüche. Beispielsweise ist bei der obigen Ausführungsform die Anzahl von Komparatoren im Anfangswertgenerator 31 sechzehn (CP4₁-CP4₁₆), um den Datenwert ungefähr gleich dem analogen Eingangssignal IN zu berechnen, ist aber nicht darauf be­ schränkt und kann somit willkürlich entsprechend den Anforde­ rungen eines Systems eingestellt werden, welches die vorliegen­ de Erfindung verwendet.Therefore, it should be understood that the present invention is not limited to the particular embodiment disclosed herein which is considered the best mode for carrying out the present invention, the present invention is not limited to the particular embodiments described in this specification, but rather by the attached patent claims. For example, in the above embodiment, the number of comparators in the initial value generator 31 is sixteen (CP4₁-CP4₁₆) to calculate the data approximately equal to the analog input signal IN, but is not limited to this, and can thus be arbitrarily set according to the requirements of a system which uses the present invention.

Ebenfalls werden bei der obigen Ausführungsform, nachdem das Ausgangssignal der Komparatoren CP4₁-CP4₁₆ durch den Kodierer 41 im Anfangswertgenerator 31 kodiert ist, die Kodierdaten als Adreßdaten der ROM-Tabelle 42 verwendet. Jedoch können die Ausgangssignale der Komparatoren als Adreßdaten der ROM-Tabelle 42 durch geeignetes Einstellen der Anzahl von Komparatoren verwendet werden.Also in the above embodiment, after the output of the comparators CP4₁-CP4₁4 is encoded by the encoder 41 in the initial value generator 31 , the encoding data is used as the address data of the ROM table 42 . However, the outputs of the comparators can be used as the address data of the ROM table 42 by appropriately setting the number of comparators.

Wie oben beschrieben, kann der A/D-Wandler gemäß der vorliegen­ den Erfindung eine Analog-/Digital-Wandlung mit hoher Geschwin­ digkeit realisieren.As described above, the A / D converter can be as shown in FIG the invention an analog / digital conversion at high speed realizing.

Claims (5)

1. Analog-/Digital-Wandler zum Wandeln angelegter Eingangs­ signale (IN) in entsprechende digitale Daten, welcher auf­ weist:
eine Anfangswerterzeugungseinrichtung (31) zum Ausgeben von digitalen Daten ungefähr gleich einem Pegel des analo­ gen Eingangssignals (IN);
eine Zählereinrichtung (32) zum Zählen angelegter Taktsi­ gnale mit einem Anfangswert der von der Anfangswerterzeu­ gungseinrichtung (31) ausgegebenen Daten;
eine Digital-/Analog-Wandlungseinrichtung (2) zum Ausgeben eines Spannungssignals entsprechend einem von der Zähler­ einrichtung (32) ausgegebenen Zählwert; und
eine Gattereinrichtung (AND1) zum Vergleichen eines Pegels des analogen Eingangssignals (IN) mit einem von der Digi­ tal-/ Analog-Wandlungseinrichtung (2) ausgegebenen Refe­ renzwert und zum Anlegen eines Taktsignals an die Zähler­ einrichtung (32), wenn der Pegel des analogen Eingangssi­ gnals (IN) größer als der Referenzwert ist.
1. Analog / digital converter for converting input signals (IN) into corresponding digital data, which has:
initial value generating means ( 31 ) for outputting digital data approximately equal to a level of the analog input signal (IN);
counter means ( 32 ) for counting applied clock signals with an initial value of the data output from the initial value generating means ( 31 );
a digital / analog conversion device ( 2 ) for outputting a voltage signal corresponding to a count value output by the counter device ( 32 ); and
a gate device (AND1) for comparing a level of the analog input signal (IN) with a reference value output by the digital tal / analog converting device ( 2 ) and for applying a clock signal to the counter device ( 32 ) when the level of the analog Input signals (IN) is greater than the reference value.
2. Analog-/Digital-Wandler nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Anfangswerterzeugungseinrichtung (31) aufweist:
zumindest zwei Vergleichseinrichtungen (CP4₁-CP4₁₆) zum Vergleichen des analogen Eingangssignals (IN) mit einer jeweiligen vorbestimmten Referenzspannung, welche vonein­ ander verschieden sind; und
eine Datenwandlungseinrichtung (41, 42) zum Wandeln eines von den Vergleichseinrichtungen (CP4₁-CP4₁₆) ausgegebenen Vergleichssignals in Anfangswertdaten der Zählereinrich­ tung (32).
2. Analog / digital converter according to claim 1, characterized in that the initial value generating device ( 31 ) has:
at least two comparison devices (CP4₁-CP4₁₆) for comparing the analog input signal (IN) with a respective predetermined reference voltage, which are different from one another; and
a data conversion device ( 41 , 42 ) for converting a comparison signal output by the comparison devices (CP4₁-CP4₁₆) into initial value data of the counter device ( 32 ).
3. Analog-/Digital-Wandler nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Datenwandlungseinrichtung (41, 42) eine ROM-Tabelle (42) aufweist.3. Analog / digital converter according to claim 2, characterized in that the data conversion device ( 41 , 42 ) has a ROM table ( 42 ). 4. Analog-/Digital-Wandler nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Anfangswerterzeugungseinrichtung (31) aufweist:
eine Vielzahl von Vergleichseinrichtungen (CP4₁-CP4₁₆) zum Vergleichen des analogen Eingangssignals (IN) mit ei­ ner jeweiligen vorbestimmten Referenzspannung, welche von­ einander verschieden sind;
eine Kodiereinrichtung (41) zum Kodieren eines von den Vergleichseinrichtungen (CP4₁-CP4₁₆) ausgegebenen Ver­ gleichssignals; und
eine Datenwandlungseinrichtung (42) zum Wandeln der von der Kodierereinrichtung (41) ausgegebenen Daten in An­ fangswertdaten der Zählereinrichtung (32).
4. Analog / digital converter according to claim 1, characterized in that the initial value generating device ( 31 ) has:
a plurality of comparison means (CP4₁-CP4₁₆) for comparing the analog input signal (IN) with a respective predetermined reference voltage which are different from each other;
encoding means ( 41 ) for encoding a comparison signal output from the comparison means (CP4₁-CP4₁₆); and
a data conversion device ( 42 ) for converting the data output by the encoder device ( 41 ) into initial value data of the counter device ( 32 ).
5. Analog-/Digitalwandler nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Datenwandlungseinrichtung (42) eine ROM- Tabelle (42) aufweist.5. Analog / digital converter according to claim 4, characterized in that the data conversion device ( 42 ) has a ROM table ( 42 ).
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