JP2000049608A

JP2000049608A - Ａｄ変換器およびａｄ変換装置

Info

Publication number: JP2000049608A
Application number: JP10212214A
Authority: JP
Inventors: Osamu Taketoshi; 修竹歳
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1998-07-28
Filing date: 1998-07-28
Publication date: 2000-02-18

Abstract

(57)【要約】【課題】容量型逐次変換型のＡＤ変換器において寄生
容量、プロセスばらつきの影響により容量の相対比が設
計値に対してずれても再設計の工数、コストが発生する
ことなく、特性の改善を図り、歩留まりを向上させる。【解決手段】ＡＤ変換器１に対して容量を補正する制
御部１２を付加する。ＡＤ変換器１の特性を評価し、補
正量を算出する。この補正値を元に制御部１２の制御レ
ジスタ２０により増加補正用容量群１８の容量とＡＤ変
換器１の間の選択接続回路１９のアナログスイッチを制
御して、増加補正用容量群１８の何れかの容量を変換用
容量群１５の何れかの容量に選択的に接続する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＡＤ（アナログ・
デジタル）変換器およびＡＤ変換装置に関するもので、
例えばマイクロコントローラの周辺回路に利用して有効
な技術に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のＡＤ変換器について図５を用いて
説明する。このＡＤ変換器は、容量型逐次比較型のＡＤ
変換器であり、図５に示すように、比較器１と容量型の
ＤＡ変換部２と逐次比較ロジック回路３とから構成され
ている。ＤＡ変換部２は、重み付けされた変換用容量群
４とスイッチ（アナログスイッチ）回路５とからなる。

【０００３】変換動作は、まずサンプリング時に、スイ
ッチ回路５によりアナログ入力を変換用容量群４の一端
（個別端）に加えることにより、変換用容量群４にアナ
ログ入力に対応して電荷を蓄える。そして、スイッチ回
路５により変換用容量群４の一端の電位を正の参照電圧
（＋）もしくは負の参照電圧（−）に設定することで、
変換用容量群４に蓄えられた電荷の再分配を行い、その
時の変換用容量群４の電位を逐次比較ロジック回路３に
従って比較器１で判定することで、上位ビットから順に
変換値を逐次決定していく。このときの変換精度は、比
較器１の特性と変換用容量群４の各容量の相対比で決ま
ってくる。このとき、例えば変換用容量群２の相対比の
ずれに伴う変換精度の悪化が発生した場合は変換用容量
群４の再設計により対応しなければならない。

【０００４】なお、以上に示した従来例のＡＤ変換器に
ついては、例えば、「ＰａｎａＸｓｅｒｉｅｓマイ
クロコンピュータＭＮ１０３０００ＬＳＩ説明書」第
１６章Ａ／Ｄ変換器、第２９２〜３０２頁に示されてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記のようなＡＤ変換
器においては、重み付けされた変換用容量群４の各容量
の相対比が理想値からずれることで、ＡＤ変換器の変換
精度が影響を受ける。例えば、寄生容量の影響によって
変換用容量群４の容量値が設計値からずれてしまう場合
には、変換精度の向上を図るために再設計の工数とコス
トが発生する。

【０００６】また、プロセスのばらつきによって変換用
容量群４の容量がばらついた場合、これに対する変換特
性の補正手段がないため、不良品として判定され、歩留
りの低下につながる。本発明の目的は、再設計の工数と
コストを要せずに特性改善を簡便にかつ安価に行うこと
ができ、変換精度を容易に向上させることができ、さら
に製品歩留りの向上を図ることができるＡＤ変換器を提
供することである。

【０００７】本発明の他の目的は、再設計の工数とコス
トを要せずに特性改善を簡便にかつ安価に行うことがで
き、変換精度を容易に向上させることができ、さらに製
品歩留りの向上を図ることができ、しかも特別な検査装
置を用いることなく変換特性を検出することができ、特
性改善をいっそう簡便に実現することができるＡＤ変換
装置を提供することである。

【０００８】本発明のさらに他の目的は、自動的に変換
特性を最適な状態に補正することができるＡＤ変換装置
を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１記載のＡＤ変換
器は、重み付けされた変換用容量群を具備する容量型逐
次比較型のＡＤ変換部と、ＡＤ変換部の変換用容量群の
容量値を変化させる制御部とを備えている。この構成に
よれば、ＡＤ変換部の変換用容量群の容量値を変化させ
る制御部を設けたので、重み付けされた変換用容量群の
容量値の理想値からのずれに対応して、ＡＤ変換部の変
換用容量群の容量値を補正することができる。この際の
容量値の補正は、制御部により行えるので、再設計の工
数とコストを要せずに特性改善を簡便にかつ安価に行う
ことができ、変換精度を容易に向上させることができ、
さらに製品歩留りの向上を図ることができる。

【００１０】請求項２記載のＡＤ変換器は、請求項１記
載のＡＤ変換器において、制御部が、増加補正用容量群
と、増加補正用容量群を変換用容量群に選択的に並列接
続する選択接続手段とからなることを特徴とする。この
構成によれば、選択接続手段により増加補正用容量群を
変換用容量群に選択的に並列接続することにより、重み
付けされた変換用容量群の容量値の理想値からのずれに
対応して、ＡＤ変換部の変換用容量群の容量値を増加補
正することができる。この際、再設計の工数とコストを
要せずに特性改善を簡便にかつ安価に行うことができ、
変換精度を容易に向上させることができ、さらに製品歩
留りの向上を図ることができる。

【００１１】請求項３記載のＡＤ変換器は、請求項１記
載のＡＤ変換器において、制御部が、変換用容量群に並
列接続した減少補正用容量群と、減少補正用容量群を変
換用容量群から選択的に切り離す選択切り離し手段とか
らなることを特徴とする。この構成によれば、選択切り
離し手段により減少補正用容量群を変換用容量群から選
択的に切り離すことにより、重み付けされた変換用容量
群の容量値の理想値からのずれに対応して、ＡＤ変換部
の変換用容量群の容量値を減少補正することができる。
この際、再設計の工数とコストを要せずに特性改善を簡
便にかつ安価に行うことができ、変換精度を容易に向上
させることができ、さらに製品歩留りの向上を図ること
ができる。

【００１２】請求項４記載のＡＤ変換器は、請求項１記
載のＡＤ変換器において、制御部が、増加補正用容量群
と、変換用容量群に並列接続した減少補正用容量群と、
増加補正用容量群を変換用容量群に選択的に並列接続す
る選択接続手段と、減少補正用容量群を変換用容量群か
ら選択的に切り離す選択切り離し手段とからなることを
特徴とする。

【００１３】この構成によれば、選択接続手段により増
加補正用容量群を変換用容量群に選択的に並列接続する
ことにより、重み付けされた変換用容量群の容量値の理
想値からのずれに対応して、ＡＤ変換部の変換用容量群
の容量値を増加補正することができる。また、選択切り
離し手段により減少補正用容量群を変換用容量群から選
択的に切り離すことにより、重み付けされた変換用容量
群の容量値の理想値からのずれに対応して、ＡＤ変換部
の変換用容量群の容量値を減少補正することができる。
この際、再設計の工数とコストを要せずに特性改善を簡
便にかつ安価に行うことができ、変換精度を容易に向上
させることができ、さらに製品歩留りの向上を図ること
ができる。特に、容量補正を増加方向および減少方向の
両方に行えるので、補正をきめ細かく行うことができ、
変換精度をいっそう向上させることができ、さらに製品
歩留りのいっそうの向上を図ることができる。

【００１４】請求項５記載のＡＤ変換器は、請求項１記
載のＡＤ変換器において、制御部が、外部の制御信号に
よって、ＡＤ変換部の変換用容量群の容量値の変化量を
制御可能としたことを特徴とする。この構成によれば、
外部の制御信号によって、ＡＤ変換部の変換用容量群の
容量値の変化量を制御可能としたので、マイクロコンピ
ュータ等を用いてプログラマブルに容量値の補正を行う
ことができ、容量値の補正を簡便に行うことができる。

【００１５】請求項６記載のＡＤ変換装置は、重み付け
された変換用容量群を具備する容量型逐次比較型のＡＤ
変換部と、ＡＤ変換部の変換用容量群の容量値を変化さ
せる制御部と、基準電圧を生成する基準電圧生成手段
と、基準電圧とＡＤ変換器の出力電圧とを比較する比較
手段とを備えている。この構成によれば、ＡＤ変換部の
変換用容量群の容量値を変化させる制御部を設けたの
で、重み付けされた変換用容量群の容量値の理想値から
のずれに対応して、ＡＤ変換部の変換用容量群の容量値
を補正することができる。この際の容量値の補正は、制
御部により行えるので、再設計の工数とコストを要せず
に特性改善を簡便にかつ安価に行うことができ、変換精
度を容易に向上させることができ、さらに製品歩留りの
向上を図ることができる。しかも、比較手段によって基
準電圧とＡＤ変換器の出力電圧とを比較することによ
り、特別な検査装置を用いることなく変換特性を検出す
ることができ、特性改善をいっそう簡便に実現すること
ができる。

【００１６】請求項７記載のＡＤ変換装置は、請求項６
記載のＡＤ変換装置において、制御部が、増加補正用容
量群と、増加補正用容量群を変換用容量群に選択的に並
列接続する選択接続手段とからなることを特徴とする。
この構成によれば、選択接続手段により増加補正用容量
群を変換用容量群に選択的に並列接続することにより、
重み付けされた変換用容量群の容量値の理想値からのず
れに対応して、ＡＤ変換部の変換用容量群の容量値を増
加補正することができる。この際、再設計の工数とコス
トを要せずに特性改善を簡便にかつ安価に行うことがで
き、変換精度を容易に向上させることができ、さらに製
品歩留りの向上を図ることができる。しかも、比較手段
によって基準電圧とＡＤ変換器の出力電圧とを比較する
ことにより、特別な検査装置を用いることなく変換特性
を検出することができ、特性改善をいっそう簡便に実現
することができる。

【００１７】請求項８記載のＡＤ変換装置は、請求項６
記載のＡＤ変換装置において、制御部が、変換用容量群
に並列接続した減少補正用容量群と、減少補正用容量群
を変換用容量群から選択的に切り離す選択切り離し手段
とからなることを特徴とする。この構成によれば、選択
切り離し手段により減少補正用容量群を変換用容量群か
ら選択的に切り離すことにより、重み付けされた変換用
容量群の容量値の理想値からのずれに対応して、ＡＤ変
換部の変換用容量群の容量値を減少補正することができ
る。この際、再設計の工数とコストを要せずに特性改善
を容易にかつ安価に行うことができ、変換精度を容易に
向上させることができ、さらに製品歩留りの向上を図る
ことができる。しかも、比較手段によって基準電圧とＡ
Ｄ変換器の出力電圧とを比較することにより、特別な検
査装置を用いることなく変換特性を検出することがで
き、特性改善をいっそう簡便に実現することができる。

【００１８】請求項９記載のＡＤ変換装置は、請求項６
記載のＡＤ変換装置において、制御部が、増加補正用容
量群と、変換用容量群に並列接続した減少補正用容量群
と、増加補正用容量群を変換用容量群に選択的に並列接
続する選択接続手段と、減少補正用容量群を変換用容量
群から選択的に切り離す選択切り離し手段とからなるこ
とを特徴とする。

【００１９】この構成によれば、選択接続手段により増
加補正用容量群を変換用容量群に選択的に並列接続する
ことにより、重み付けされた変換用容量群の容量値の理
想値からのずれに対応して、ＡＤ変換部の変換用容量群
の容量値を増加補正することができる。また、選択切り
離し手段により減少補正用容量群を変換用容量群から選
択的に切り離すことにより、重み付けされた変換用容量
群の容量値の理想値からのずれに対応して、ＡＤ変換部
の変換用容量群の容量値を減少補正することができる。
この際、再設計の工数とコストを要せずに特性改善を容
易にかつ安価に行うことができ、変換精度を容易に向上
させることができ、さらに製品歩留りの向上を図ること
ができる。特に、容量補正を増加方向および減少方向の
両方に行えるので、補正をきめ細かく行うことができ、
変換精度をいっそう向上させることができ、さらに製品
歩留りのいっそうの向上を図ることができる。しかも、
比較手段によって基準電圧とＡＤ変換器の出力電圧とを
比較することにより、特別な検査装置を用いることなく
変換特性を検出することができ、特性改善をいっそう簡
便に実現することができる。

【００２０】請求項１０記載のＡＤ変換装置は、請求項
６記載のＡＤ変換装置において、制御部が、外部の制御
信号によって、ＡＤ変換部の変換用容量群の容量値の変
化量を制御可能としたことを特徴とする。この構成によ
れば、外部の制御信号によって、ＡＤ変換部の変換用容
量群の容量値の変化量を制御可能としたので、マイクロ
コンピュータ等を用いてプログラマブルに容量値の補正
を行うことができ、容量値の補正を簡便に行うことがで
きる。

【００２１】請求項１１記載のＡＤ変換装置は、請求項
６記載のＡＤ変換装置において、基準電圧生成手段が生
成する基準電圧が可変であることを特徴とする。この構
成によれば、基準電圧を変えて特性解析用アナログパタ
ーンを発生することで、自動的に変換時に最適な状態に
補正し、特性改善のいっそうの容易化が図れる。

【００２２】請求項１２記載のＡＤ変換装置は、請求項
６記載のＡＤ変換装置において、基準電圧とＡＤ変換器
の出力電圧の比較結果を制御部へフィードバックするこ
とにより、基準電圧とＡＤ変換器の出力電圧の比較結果
に基づいてＡＤ変換部の変換用容量群の容量値の変化量
を制御したことを特徴とする。この構成によれば、基準
電圧とＡＤ変換器の出力電圧の比較結果をフィードバッ
クするようにしているので、変換特性の自己補正を自動
的に行って変換特性を自動的に最適な状態に補正するこ
とができ、特性改善のいっそうの簡便化が図れる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の第１の実施の形態
のＡＤ変換器について、図面を参照しながら説明する。
この実施の形態の特徴は、容量型逐次比較型のＡＤ変換
器における変換用容量群に対して増加補正用容量群を付
加するというものである。以下、図１および図２を用い
て各要素の構成と働きについて説明する。図１は本発明
の第１の実施の形態におけるＡＤ変換器のブロック図で
ある。また、図２は本発明の第１の実施の形態における
ＡＤ変換器の変換特性を示し、（ａ）は理想特性の例を
示し、（ｂ），（ｃ）は特性がずれた場合の例を示して
いる。

【００２４】図１において、１１は重み付けされたアレ
イ状の変換用容量群１５を具備する容量型逐次比較型の
ＡＤ変換部で、入力されたアナログ電圧をサンプリング
し、上位ビットより逐次決定していく。具体的な構成
は、図５の従来例と同様であり、比較器１２とＤＡ変換
部１３と逐次比較ロジック回路１４とから構成されてい
て、その動作は従来例と同様である。ＤＡ変換部１３
は、重み付けされた変換用容量群１５とスイッチ（アナ
ログスイッチ）回路１６とからなる。

【００２５】１７は外部から与えられる制御信号に従っ
てＡＤ変換部１１の変換用容量群１５の容量値を増加方
向に変化させる制御部であり、アレイ状の増加補正用容
量群１８と、増加補正用容量群１８を変換用容量群１５
に選択的に並列接続する選択接続手段としての選択接続
回路１９と、外部から与えられる制御信号に従って選択
接続回路１９の各アナログスイッチのオンオフを設定す
る制御レジスタ２０とからなる。

【００２６】具体的に説明すると、制御部１７では、増
加補正用容量群１８は変換用容量群１５の各ノードに対
して選択接続回路１９の各アナログスイッチを介して並
列に接続されており、このアナログスイッチのオンオフ
制御を制御レジスタ２０で行容量群１５とスイッチ（ア
ナログスイッチ）回路１６とからなる。１７は外部から
与えられる制御信号に従ってＡＤ変換部１１の変換用容
量群１５の容量値を増加方向に変化させる制御部であ
り、アレイ状の増加補正用容量群１８と、増加補正用容
量群１８を変換用容量群１５に選択的に並列接続する選
択接続回路１９と、外部から与えられる制御信号に従っ
て選択接続回路１９の各アナログスイッチのオンオフを
設定する制御レジスタ２０とからなる。

【００２７】具体的に説明すると、制御部１７では、増
加補正用容量群１８は変換用容量群１５の各ノードに対
して選択接続回路１９の各アナログスイッチを介して並
列に接続されており、このアナログスイッチのオンオフ
制御を制御レジスタ２０で行うことになる。アナログス
イッチを閉じた場合、増加補正用容量群１８の各容量は
ＡＤ変換部１１へ接続され、ＡＤ変換部１１の容量の増
加方向の補正を行う。また、逆にアナログスイッチが開
いている場合は、ＡＤ変換部１１の容量の補正は行わな
い。

【００２８】以上のように構成されたＡＤ変換器につい
て、以下図２を用いてその動作を説明する。理想的に
は、図２（ａ）のように直線的に変化するアナログ入力
に対して変換値は一定ステップで変わるはずであるが、
いずれかのビットを決定する容量がずれた場合、この理
想特性からずれてしまう。

【００２９】容量が過少な場合は、上位側のデジタル変
換値のビットが立ち易く、容量が過多な場合はデジタル
変換値のビットは立ちにくい。例えば、図２（ｂ）のよ
うな特性ずれが生じている場合は、上位側の容量が過少
となった状態である。この理想値に対して過少な容量に
対しては、容量の増加させるような補正を行う。補正す
べき容量値はＡＤ変換器の特性評価を行うことで特定で
きる。すなわち、どのデジタル変換値でビット飛びが起
こっているかを見ればよいのである。

【００３０】そして、増加補正用容量群１８のうちの該
当するものを過少な容量に対して並列に接続する。すな
わち、制御レジスタ２０を介して選択接続回路１９のア
ナログスイッチを選択的にオンさせ、必要な容量分だけ
ＡＤ変換器１１へ接続する。逆に、図２（ｃ）のように
特性がずれた場合、上位側の容量が過多となった状態で
ある。この理想値に対して過多な容量に対して容量を減
少させるような補正を行う。ただし、図１のような構成
では、そのまま容量値を減らす補正は行えないため、過
多な容量より下位の容量に対して増加補正用容量群１８
の何れかの容量を接続して、過多な容量より下位の容量
を増加補正することで、過多な容量を相対的に減少補正
し、容量の比率を理想値に戻す。

【００３１】具体的には、ＡＤ変換器の特性評価により
容量のずれを求め、容量の比率を理想値に戻すためには
過多な容量より何ビットだけ下位ビットの容量に対して
増加補正用容量を追加すればよいのかを算出する。そし
て、それら過多な容量より下位の容量に対して制御レジ
スタ２０を介して選択接続回路１９のアナログスイッチ
を選択的にオンさせ、必要な容量分だけＡＤ変換器１１
へ接続する。

【００３２】この場合、増加補正用容量群１８の各容量
は、寄生容量の影響度合いやプロセスのばらつきの度合
いによる設定的事項であるが、例えば変換用容量群１５
の各対応する容量に対して、１０％あるいは５％程度に
設定すればよい。また、変換用容量群１５の各容量の容
量のずれは一定ではなく、一種類の補正用容量では完全
に補正することはごく稀にしか行えないが、例えば１１
％のばらつき誤差がある場合において、１０％分が補正
用容量で補正されると、残る誤差は１％となり、精度お
よび歩留まりは補正を行わない場合に比べて格段に向上
することになる。

【００３３】以上のことから、この実施の形態の特徴、
効果は、つぎのようにまとめることができる。制御部１
２を設けて、ＡＤ変換器１１の容量のずれに対して補正
を行う。これにより重み付けされた容量の理想値からの
ずれをマイクロコンピュータ等を用いてプログラマブル
に補正できる。この際の容量値の補正は、制御部１２に
よって行えるので、再設計の工数とコストを要せずに特
性改善を容易、簡便かつ安価に行うことができ、変換精
度の向上を容易に図ることができる。また、これに伴い
特性のずれた製品の救済ができるため製品歩留りの向上
を図ることができる。

【００３４】なお、上記の実施の形態では、ＡＤ変換部
の変換用容量群の各容量の値を増加方向に補正するもの
を示したが、減少する方向に補正するものも考えられる
のは当然である。この場合の構成としては、変換用容量
群１５に減少補正用容量群を並列接続し、減少補正用容
量群を変換用容量群から選択的に切り離すようにアナロ
グスイッチからなる選択切り離し回路を設けることが考
えられる。この具体的な回路構成は、後述の図３の構成
の一部として、減少補正用容量群と選択切り離し回路と
が表されているので、図示は省いている。

【００３５】（第２の実施の形態）本発明の特徴は、第
１の実施の形態での特徴に加え、より精度の向上が図れ
るということである。以下、図３を用いて各要素の構成
と働きについて説明する。図３は本発明の第３の実施の
形態におけるＡＤ変換器のブロック図である。

【００３６】図３において、２１は重み付けされたアレ
イ状の変換用容量群２５を具備する容量型逐次比較型の
ＡＤ変換部で、入力されたアナログ電圧をサンプリング
し、上位ビットより逐次決定していく。具体的な構成
は、図１の実施の形態と同様であり、比較器２２とＤＡ
変換部２３と逐次比較ロジック回路２４とから構成され
ていて、その動作は従来例と同様である。ＤＡ変換部２
３は、重み付けされた変換用容量群２５とスイッチ（ア
ナログスイッチ）回路２６とからなる。

【００３７】２７は外部から与えられる制御信号に従っ
てＡＤ変換部２１の変換用容量群２５の容量値を増加方
向に変化させる制御部であり、アレイ状の増加補正用容
量群２８と、増加補正用容量群２８を変換用容量群２５
に選択的に並列接続する選択接続手段としての選択接続
回路２９と、変換用容量群２５に並列接続したアレイ状
の減少補正用容量群３０と、減少補正用容量群３０を変
換用容量群２５から選択的に切り離す選択切り離し手段
としての選択切り離し回路３１と、外部から与えられる
制御信号に従って選択接続回路２９および選択切り離し
回路３１の各アナログスイッチのオンオフを設定する制
御レジスタ３２とからなる。

【００３８】具体的に説明すると、制御部２７では、増
加補正用容量群２８は変換用容量群１５の各ノードに対
して選択接続回路２９の各アナログスイッチを介して並
列に接続されており、同様にして減少補正用容量群３０
は変換用容量群１５の各ノードに対して選択切り離し回
路３１の各アナログスイッチを介して並列に接続されて
おり、このアナログスイッチのオンオフ制御を制御レジ
スタ３２で行うことになる。選択接続回路２９のアナロ
グスイッチを閉じた場合、増加補正用容量群２８の各容
量はＡＤ変換部２１へ接続され、ＡＤ変換部２１の容量
の増加方向の補正が行われる。

【００３９】また、逆にアナログスイッチが開いている
場合は、ＡＤ変換部２１の容量の補正は行わない。ま
た、選択切り離し回路３１のアナログスイッチを開いた
場合、減少補正用容量群３０の各容量はＡＤ変換部２１
から切り離され、ＡＤ変換部の容量の減少方向の補正が
行われる。また、逆にアナログスイッチが開いている場
合は、ＡＤ変換部２１の容量の補正は行わない。

【００４０】以上のように構成されたＡＤ変換器につい
て、以下図３を用いてその動作を説明する。第１の実施
の形態で説明したように、理想的なＡＤ変換器の変換特
性に対するずれからどの容量が理想値からどのようにず
れているのかを調べることができる。

【００４１】まず理想値に対して過少な容量が存在して
いる場合は、増加補正用容量群２８を用いてＡＤ変換部
２１の容量の増加を行う。補正すべき容量はＡＤ変換部
２１の特性評価を行うことでわかる。そして増加補正用
容量群２３の何れかの容量を過少な容量に対して選択的
に接続する。すなわち、制御レジスタ３２を介して選択
接続回路２９のアナログスイッチをオンさせ、必要な容
量分だけＡＤ変換部２１へ接続する。

【００４２】逆に、理想値に対して過多な容量が存在し
ている場合には減少補正用容量群３０を用いて容量の減
少補正を行う。まず、あらかじめ減少補正用容量群３０
の各容量とＡＤ変換部２１の変換用容量群１５の各容量
を加算した形で理想比になるよう設計を行い、製品に作
り込む。そして必要に応じて減少補正用容量群３０の何
れかの容量をＡＤ変換部２１から切り離すことで補正を
行う。

【００４３】補正すべき容量はＡＤ変換部２１の特性評
価を行うことでわかる。そして過多な容量に接続されて
いる減少補正用容量群３０の何れかの容量をオープンに
する。制御レジスタ２４を介して選択切り離し回路３１
の何れかのアナログスイッチを選択的にオフにさせ、必
要な容量分だけＡＤ変換部２１からの接続を切断する。

【００４４】第１の実施の形態のような容量の追加接続
による補正では、容量のずれの方向が過多な場合、容量
が過多なビットとは異なる他のビットの容量を増加補正
する手法しかとれないため、完全に補正しきれない。こ
れに対して、この実施の形態では、容量の切り離しによ
る補正が可能な減少補正用容量群３０を設けたことで、
各変換ビット間で、より正確に容量の相対比を合わせ、
精度の向上を図ることができる。

【００４５】以上のことからこの実施の形態の特徴、効
果は、つぎのようにまとめることができる。補正用容量
部２２を設けて増加補正用容量群２８、減少補正用容量
３０の２種類の補正用容量を設け、ＡＤ変換部２１の容
量のずれに対して補正を行う。これにより第１の実施の
形態での効果（特性改善の容易化、製品歩留りの向上）
に加え、いっそうの特性の改善を図ることができる。

【００４６】（第３の実施の形態）本発明の特徴は、第
２の実施の形態の特徴に加えて特性の自己補正を行うと
いうものである。以下図４を用いて構成要素、働きにつ
いて説明する。図４は本発明の第３の実施の形態におけ
るＡＤ変換装置のブロック図を示している。図４におい
て、４１は図１および図３のＡＤ変換部１１，２１と同
じ構成および動作のＡＤ変換部、４２は図１および図３
の制御部１７，２７と同じ構成および動作の制御部であ
る。

【００４７】４３は基準電圧源で、ＤＡ変換器４５とテ
スト制御回路４６により構成され、マイコンの内蔵資源
である。テスト制御回路４６によりＤＡ変換器４５の出
力をＡＤ変換器４１のアナログ入力に供給する。このＤ
Ａ変換器４５の出力は、ＡＤ変換器４１の特性解析用ア
ナログパターンとして発生する。４４は解析部で、メモ
リ４７とマイコンコア４８より構成される。メモリ４７
にはＡＤ変換器４１のデジタル変換データとＤＡ変換器
４５に入力するデジタルパターンを格納しておき、マイ
コンコア４８により比較計算を行う。

【００４８】この実施の形態では、第１の実施の形態と
同様の長所（特性向上、製品歩留りの向上）に加え、マ
イコンの内蔵資源を利用して特性ずれや補正値を制御部
４２にフィードバックすることで変換特性を自己補正
し、つまり自動的に変換特性を最適な状態に補正し、特
性改善のいっそうの容易化が図れるという利点がある。
以上のように構成されたＡＤ変換装置の補正系につい
て、その動作を説明する。ＡＤ変換装置のＡＤ変換部４
１の特性の補正を行う場合、特性測定→結果解析→補正
のフローが必要である。この実施の形態ではこうした補
正フローをマイコンの内蔵資源で実現しようとするもの
である。

【００４９】まず特性測定のためＡＤ変換部４１の特性
を調べる。テスト制御回路４６を介して、マイコンの内
蔵資源であるＤＡ変換器４５よりＡＤ変換器４１へ特性
解析用アナログパターンを供給する。この時の特性解析
用アナログパターンは単調増加または単調減少のパター
ンにしておく。そしてＡＤ変換部４１での変換結果をメ
モリ４７に蓄える。またこの時のＤＡ変換器４５への入
力パターンもメモリ４７へ蓄えておく。

【００５０】つぎに、マイコンコア４８を用いてメモリ
４７に蓄えたデータの解析を行う。ＡＤ変換器４１で変
換されたデータとＤＡ変換器４５への入力パターンを比
較することでずれの発生している容量を調べることがで
きる。最後にＡＤ変換器４１を理想特性に合わせるよう
制御部４２により補正をかける。補正動作は第２の実施
の形態と同じである。

【００５１】以上のように、この実施の形態によれば、
制御部４２を設けたことにより製品歩留りの向上が図れ
るとともに、マイコンの内蔵資源を用いてＡＤ変換器４
１の特性ずれや補正値を制御部４２にフィードバックす
ることで特性の自己補正が図れ、特性改善の容易化なら
びに特性改善がさらに図れるという利点がある。その他
の効果は第２の実施の形態と同様である。

【００５２】

【発明の効果】本発明の請求項１記載のＡＤ変換器によ
れば、ＡＤ変換部の変換用容量群の容量値を変化させる
制御部を設けて、ＡＤ変換部の変換用容量群の容量を補
正するので、再設計の工数とコストを要せずに特性改善
を簡便にかつ安価に行うことができ、変換精度を容易に
向上させることができ、さらに製品歩留りの向上を図る
ことができる。

【００５３】請求項２記載のＡＤ変換器によれば、選択
接続手段により増加補正用容量群を変換用容量群に選択
的に並列接続することにより、重み付けされた変換用容
量群の容量値の理想値からのずれに対応して、ＡＤ変換
部の変換用容量群の容量値を増加補正するので、再設計
の工数とコストを要せずに特性改善を簡便にかつ安価に
行うことができ、変換精度を容易に向上させることがで
き、さらに製品歩留りの向上を図ることができる。

【００５４】請求項３記載のＡＤ変換器によれば、選択
切り離し手段により減少補正用容量群を変換用容量群か
ら選択的に切り離すことにより、重み付けされた変換用
容量群の容量値の理想値からのずれに対応して、ＡＤ変
換部の変換用容量群の容量値を減少補正するので、再設
計の工数とコストを要せずに特性改善を簡便にかつ安価
に行うことができ、変換精度を容易に向上させることが
でき、さらに製品歩留りの向上を図ることができる。

【００５５】請求項４記載のＡＤ変換器によれば、選択
接続手段により増加補正用容量群を変換用容量群に選択
的に並列接続することにより、重み付けされた変換用容
量群の容量値の理想値からのずれに対応して、ＡＤ変換
部の変換用容量群の容量値を増加補正し、選択切り離し
手段により減少補正用容量群を変換用容量群から選択的
に切り離すことにより、重み付けされた変換用容量群の
容量値の理想値からのずれに対応して、ＡＤ変換部の変
換用容量群の容量値を減少補正するので、再設計の工数
とコストを要せずに特性改善を簡便にかつ安価に行うこ
とができ、変換精度を容易に向上させることができ、さ
らに製品歩留りの向上を図ることができる。特に、容量
補正を増加方向および減少方向の両方に行えるので、補
正をきめ細かく行うことができ、変換精度をいっそう向
上させることができ、さらに製品歩留りのいっそうの向
上を図ることができる。

【００５６】請求項５記載のＡＤ変換器によれば、外部
の制御信号によって、ＡＤ変換部の変換用容量群の容量
値の変化量を制御可能としたので、マイクロコンピュー
タ等を用いてプログラマブルに容量値の補正を行うこと
ができ、容量値の補正を簡便に行うことができる。請求
項６記載のＡＤ変換装置によれば、ＡＤ変換部の変換用
容量群の容量値を変化させる制御部を設け、重み付けさ
れた変換用容量群の容量値の理想値からのずれに対応し
て、ＡＤ変換部の変換用容量群の容量値を補正するの
で、再設計の工数とコストを要せずに特性改善を簡便に
かつ安価に行うことができ、変換精度を容易に向上させ
ることができ、さらに製品歩留りの向上を図ることがで
きる。しかも、比較手段によって基準電圧とＡＤ変換器
の出力電圧とを比較することにより、特別な検査装置を
用いることなく変換特性を検出することができ、特性改
善をいっそう簡便に実現することができる。

【００５７】請求項７記載のＡＤ変換装置によれば、選
択接続手段により増加補正用容量群を変換用容量群に選
択的に並列接続することにより、重み付けされた変換用
容量群の容量値の理想値からのずれに対応して、ＡＤ変
換部の変換用容量群の容量値を増加補正するので、再設
計の工数とコストを要せずに特性改善を簡便にかつ安価
に行うことができ、変換精度を容易に向上させることが
でき、さらに製品歩留りの向上を図ることができる。し
かも、比較手段によって基準電圧とＡＤ変換器の出力電
圧とを比較することにより、特別な検査装置を用いるこ
となく変換特性を検出することができ、特性改善をいっ
そう簡便に実現することができる。

【００５８】請求項８記載のＡＤ変換装置によれば、選
択切り離し手段により減少補正用容量群を変換用容量群
から選択的に切り離すことにより、重み付けされた変換
用容量群の容量値の理想値からのずれに対応して、ＡＤ
変換部の変換用容量群の容量値を減少補正するので、再
設計の工数とコストを要せずに特性改善を容易にかつ安
価に行うことができ、変換精度を容易に向上させること
ができ、さらに製品歩留りの向上を図ることができる。
しかも、比較手段によって基準電圧とＡＤ変換器の出力
電圧とを比較することにより、特別な検査装置を用いる
ことなく変換特性を検出することができ、特性改善をい
っそう簡便に実現することができる。

【００５９】請求項９記載のＡＤ変換装置によれば、選
択接続手段により増加補正用容量群を変換用容量群に選
択的に並列接続することにより、重み付けされた変換用
容量群の容量値の理想値からのずれに対応して、ＡＤ変
換部の変換用容量群の容量値を増加補正し、選択切り離
し手段により減少補正用容量群を変換用容量群から選択
的に切り離すことにより、重み付けされた変換用容量群
の容量値の理想値からのずれに対応して、ＡＤ変換部の
変換用容量群の容量値を減少補正するので、再設計の工
数とコストを要せずに特性改善を容易にかつ安価に行う
ことができ、変換精度を容易に向上させることができ、
さらに製品歩留りの向上を図ることができる。特に、容
量補正を増加方向および減少方向の両方に行えるので、
補正をきめ細かく行うことができ、変換精度をいっそう
向上させることができ、さらに製品歩留りのいっそうの
向上を図ることができる。しかも、比較手段によって基
準電圧とＡＤ変換器の出力電圧とを比較することによ
り、特別な検査装置を用いることなく変換特性を検出す
ることができ、特性改善をいっそう簡便に実現すること
ができる。

【００６０】請求項１０記載のＡＤ変換装置によれば、
外部の制御信号によって、ＡＤ変換部の変換用容量群の
容量値の変化量を制御可能としたので、マイクロコンピ
ュータ等を用いてプログラマブルに容量値の補正を行う
ことができ、容量値の補正を簡便に行うことができる。
請求項１１記載のＡＤ変換装置によれば、基準電圧を変
えて特性解析用アナログパターンを発生することで、自
動的に変換時に最適な状態に補正し、特性改善のいっそ
うの容易化が図れる。

【００６１】請求項１２記載のＡＤ変換装置によれば、
基準電圧とＡＤ変換器の出力電圧の比較結果をフィード
バックするようにしているので、変換特性の自己補正を
自動的に行って変換特性を自動的に最適な状態に補正す
ることができ、特性改善のいっそうの簡便化が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態におけるＡＤ変換器
の構成を示すブロック図である。

【図２】同実施の形態におけるＡＤ変換器の特性図であ
り、（ａ）が理想特性、（ｂ）が容量が過少な場合の特
性、（ｃ）が容量が過多な場合の特性である。

【図３】本発明の第２の実施の形態におけるＡＤ変換器
の構成を示すブロック図である。

【図４】本発明の第３の実施の形態におけるＡＤ変換装
置の構成を示すブロック図である。

【図５】従来のＡＤ変換器の構成を示すブロック図であ
る。

【符号の説明】

１比較器２ＤＡ変換部３逐次比較ロジック回路４変換用容量群５スイッチ回路１１ＡＤ変換部１２比較器１３ＤＡ変換部１４逐次比較ロジック回路１５変換用容量群１６スイッチ回路１７制御部１８増加補正用容量群１９選択接続回路２０制御レジスタ２１ＡＤ変換部２２比較器２３ＤＡ変換部２４逐次比較ロジック回路２５変換用容量群２６スイッチ回路２７制御部２８増加補正用容量群２９選択接続回路３０減少補正用容量群３１選択切り離し回路３２制御レジスタ４１ＡＤ変換器４２制御部４３基準電圧源４４解析部４５ＤＡ変換器４６テスト制御回路４７メモリ４８マイコンコア

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】重み付けされた変換用容量群を具備する
容量型逐次比較型のＡＤ変換部と、前記ＡＤ変換部の変
換用容量群の容量値を変化させる制御部とを備えたＡＤ
変換器。
【請求項２】制御部が、増加補正用容量群と、前記増
加補正用容量群を変換用容量群に選択的に並列接続する
選択接続手段とからなることを特徴とする請求項１記載
のＡＤ変換器。
【請求項３】制御部が、変換用容量群に並列接続した
減少補正用容量群と、前記減少補正用容量群を変換用容
量群から選択的に切り離す選択切り離し手段とからなる
ことを特徴とする請求項１記載のＡＤ変換器。
【請求項４】制御部が、増加補正用容量群と、変換用
容量群に並列接続した減少補正用容量群と、前記増加補
正用容量群を前記変換用容量群に選択的に並列接続する
選択接続手段と、前記減少補正用容量群を前記変換用容
量群から選択的に切り離す選択切り離し手段とからなる
ことを特徴とする請求項１記載のＡＤ変換器。
【請求項５】制御部が、外部の制御信号によって、Ａ
Ｄ変換部の変換用容量群の容量値の変化量を制御可能と
したことを特徴とする請求項１記載のＡＤ変換器。
【請求項６】重み付けされた変換用容量群を具備する
容量型逐次比較型のＡＤ変換部と、前記ＡＤ変換部の変
換用容量群の容量値を変化させる制御部と、基準電圧を
生成する基準電圧生成手段と、前記基準電圧と前記ＡＤ
変換器の出力電圧とを比較する比較手段とを備えたＡＤ
変換装置。
【請求項７】制御部が、増加補正用容量群と、前記増
加補正用容量群を変換用容量群に選択的に並列接続する
選択接続手段とからなることを特徴とする請求項６記載
のＡＤ変換装置。
【請求項８】制御部が、変換用容量群に並列接続した
減少補正用容量群と、前記減少補正用容量群を変換用容
量群から選択的に切り離す選択切り離し手段とからなる
ことを特徴とする請求項６記載のＡＤ変換装置。
【請求項９】制御部が、増加補正用容量群と、変換用
容量群に並列接続した減少補正用容量群と、前記増加補
正用容量群を変換用容量群に選択的に並列接続する選択
接続手段と、前記減少補正用容量群を変換用容量群から
選択的に切り離す選択切り離し手段とからなることを特
徴とする請求項６記載のＡＤ変換装置。
【請求項１０】制御部が、外部の制御信号によって、
ＡＤ変換部の変換用容量群の容量値の変化量を制御可能
としたことを特徴とする請求項６記載のＡＤ変換装置。
【請求項１１】基準電圧生成手段が生成する基準電圧
が可変であることを特徴とする請求項６記載のＡＤ変換
装置。
【請求項１２】基準電圧とＡＤ変換部の出力電圧の比
較結果を制御部へフィードバックすることにより、前記
基準電圧と前記ＡＤ変換部の出力電圧の比較結果に基づ
いて前記ＡＤ変換部の変換用容量群の容量値の変化量を
制御したことを特徴とする請求項６記載のＡＤ変換装
置。