JP2000196453A - A−d変換器 - Google Patents

A−d変換器

Info

Publication number
JP2000196453A
JP2000196453A JP10366177A JP36617798A JP2000196453A JP 2000196453 A JP2000196453 A JP 2000196453A JP 10366177 A JP10366177 A JP 10366177A JP 36617798 A JP36617798 A JP 36617798A JP 2000196453 A JP2000196453 A JP 2000196453A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
conversion
circuit
signal
switching
converter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP10366177A
Other languages
English (en)
Inventor
Mitsuharu Iwasaki
光治 岩崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rohm Co Ltd
Original Assignee
Rohm Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Rohm Co Ltd filed Critical Rohm Co Ltd
Priority to JP10366177A priority Critical patent/JP2000196453A/ja
Publication of JP2000196453A publication Critical patent/JP2000196453A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Analogue/Digital Conversion (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 動作安定度の高いA−D変換器を実現す
る。 【解決手段】アナログ入力信号Ain とD−A変換信号Da
c とを交互に切り換えて容量部C2に導くとともに、そ
の充放電の状態(Bin)に基づいてデジタル出力値Doutへ
の変換を逐次に行うA−D変換器において、D−A変換
信号Dac の時間割合(c、T2)がアナログ入力信号Ai
n の時間割合(a、T1)を上回るようにする。これに
より、抵抗の大きいD−A変換処理の時割合が増えて、
充放電時定数と処理時間とのバランスが採れるので、動
作が安定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、逐次変換型のA
−D変換器に関し、詳しくは、その切換タイミングの制
御技術に関する。
【0002】
【従来の技術】図2(a)にその回路ブロックを示した
逐次変換型のA−D変換器は、アナログ入力信号Ain を
入力して変換処理終了まで保持するサンプルホールド用
コンデンサC1と、アナログ入力信号Ain 又はD−A変
換信号Dac を小容量のコンデンサC2(容量部)経由で
入力し1ビットの二値化信号Bin を出力するコンパレー
タ回路1(二値化回路)と、シフトレジスタや判別手段
等を有し二値化信号Binを入力してデジタル出力値Dout
を上位ビットから順に設定することで変換処理を1ビッ
トずつ逐次進めるとともにそのデジタル出力値DoutをD
−A変換回路3等に送出するコントロールロジック2
(制御部)と、ラダー抵抗や出力電圧選択手段等を有し
て複数ビットのデジタル出力値DoutをD−A変換信号Da
c に変換するD−A変換回路3とを具えている。
【0003】さらに、このA−D変換器には、逐次処理
の進行に伴って開閉するスイッチ回路SW0〜SW3も
設けられている。そのうち、スイッチ回路SW0は、ア
ナログ入力信号Ain の入力ラインに対しコンデンサC1
より手前のところで直列に介挿され、逐次変換処理に先
立つサンプリングタイミングで有意となる切換タイミン
グ制御信号T0に従って開閉するようになっている。
【0004】スイッチ回路SW1(第1切換回路)は、
コンデンサC1からコンデンサC2に至るアナログ入力
信号Ain のラインに対し直列に介挿され、逐次変換処理
の最中に繰り返し有意となる切換タイミング制御信号T
1に従ってアナログ入力信号Ain の導通遮断を切り換え
るようになっている。スイッチ回路SW2(第2切換回
路)は、D−A変換回路3からコンデンサC2に至るD
−A変換信号Dac のラインに対し直列に介挿され、やは
り逐次変換処理の最中に繰り返し有意となる切換タイミ
ング制御信号T2に従ってD−A変換信号Dac の導通遮
断を切り換えるようになっている。
【0005】スイッチ回路SW3(第3切換回路)は、
スイッチ回路SW1(第1切換回路)に同期してコンパ
レータ回路1を動作させるために、コンパレータ回路1
に対して並列に接続され、上記の切換タイミング制御信
号T1に従ってコンパレータ回路1の入出力に対する短
絡解放を切り換えるようになっている。また、コントロ
ールロジック2は、波形整形手段や信号値反転手段等を
有して、上述した切換タイミング制御信号T0〜T3を
基本クロックCLKから派生・生成するようにもなって
いる。
【0006】従来、その切換タイミング制御信号T1,
T2は、共にデューティ50%で、交互に有意になるよ
うになっていた。すなわち、D−A変換信号Dac の時間
割合とアナログ入力信号Ain の時間割合とは、単純に等
しくなっていた。そして、これに応じてスイッチ回路S
W0〜SW3が開閉すると、アナログ入力信号Ain とD
−A変換信号Dac とが交互に切り換えられてコンデンサ
C2(容量部)に導かれるとともに、両信号の大小に対
応して充電か放電かの何れかがなされるコンデンサC2
の充放電状態に基づいて二値化信号Bin が定まる。これ
が繰り返えされて、デジタル出力値Doutへの変換が逐次
に行われる。
【0007】ところで、特開平6−181435号公報
には、上述した図2(a)の如き回路構成と逐次変換の
動作が開示されているが、その動作タイミングに関する
説明は無い。これに対し、特開平7−177035号公
報には、これは一括変換型のA−D変換器に関するもの
であるが、スイッチ回路SW2とスイッチ回路SW3と
に相当するものを異なるクロックで制御することでコン
デンサC2に相当するもののレベルを安定させうること
が、開示されている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】そこで、逐次変換の場
合も、スイッチ回路SW2,SW3の有意タイミングが
重ならないようにすることで、動作状態の安定度向上が
期待される。すなわち(図2(b)参照)、切換タイミ
ング制御信号T1,T2のデューティ比を何れも40%
に下げるとともに、切換タイミング制御信号T1の有意
パルス(同図におけるaを参照)と切換タイミング制御
信号T2の有意パルス(同図におけるcを参照)との間
に何れもが有意にならないタイミング(同図におけるb
及びdを参照)を確保するのである。
【0009】しかしながら、電子機器の高速化や高密度
実装などに伴い、各種の機器に組み込まれることの多い
A−D変換器に対する高速化や安定度向上の要請は、止
むことがない。そこで、単に一括変換型の利点を取り込
むにととまらず、逐次変換の特質を利用して更に動作の
安定度を向上させることが課題となる。この発明は、こ
のような課題を解決するためになされたものであり、動
作安定度の高いA−D変換器を実現することを目的とす
る。
【0010】
【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るためになされた本発明のA−D変換器について、その
構成および作用効果を以下に説明する。
【0011】本発明のA−D変換器は(、出願当初の請
求項1に記載の如く)、アナログ入力信号とD−A変換
信号とを交互に切り換えて容量部に導くとともに、その
充放電の状態に基づいてデジタル出力値への変換を逐次
に行うA−D変換器において、前記D−A変換信号の時
間割合が前記アナログ入力信号の時間割合を上回るよう
になったものである
【0012】このような構成のA−D変換器にあって
は、相対的に抵抗の大きいD−A変換処理の時間割合が
増えるのに対し、その分だけ、場合によってはそれ以上
に、抵抗の小さいアナログ入力信号を導通させて行う変
換処理の時間割合は、減る。これにより、充放電時定数
と処理時間とのバランスがとれることから、充放電を素
早く繰り返しても信号レベル等が確実に一様に整定され
るので、動作が安定することとなる。そして、同じ信頼
性で良ければ高速動作が可能となる。したがって、この
発明によれば、動作安定度の高いA−D変換器を実現す
ることができる。
【0013】
【発明の実施の形態】このような解決手段で達成された
本発明のA−D変換器を実施するための具体的な一形態
は、アナログ入力信号の導通遮断を切り換える第1切換
回路と、複数ビットのD−A変換回路と、そのD−A変
換信号の導通遮断を切り換える第2切換回路と、これら
の切換回路からコンデンサ(容量部)を介して信号入力
を行う二値化回路と、その二値化信号に基づいてデジタ
ル出力値への変換を逐次進めるとともにそのデジタル出
力値を前記D−A変換回路に送出する制御部と、前記第
1切換回路に同期して前記二値化回路を動作させる第3
切換回路とを具備したA−D変換器において、前記制御
部の内部又は外部に設けられ前記第2切換回路の導通割
合を前記第1切換回路の導通割合および前記第3切換回
路による前記二値化回路の動作時間割合より上回らせる
切換タイミング制御手段を備えたものである。
【0014】
【実施例】本発明のA−D変換器の一実施例について、
その具体的な構成を、図面を引用して説明する。図1
(a)は、その回路ブロック図であり、同図(b)は、
そのタイミング信号の波形例である。
【0015】この図1は、既に説明した図2に対応した
ものであり、その図示に際し、従来と同様の構成要素に
は同一の符号を付して示したので、繰り返しとなるその
再度の説明はこれを割愛し、以下、従来との相違を中心
に説明するが、図1のこのA−D変換器が図2の従来の
ものと相違するのは、コントロールロジック2がコント
ロールロジック20(制御部)に改められてD−A変換
信号Dac の時間割合がアナログ入力信号Ain の時間割合
を上回るようになった点である。
【0016】そのために、コントロールロジック20に
おいて切換タイミング制御信号の生成を担う回路部分に
は、クロックCLKを所定時間遅らせる適宜の移相手段
や、その立ち上がり又は立ち下がりのタイミングで所定
幅のパルスを発生するパルス発生手段などが導入され
る。そして、切換タイミング制御信号T1のデューティ
比を10%に引き下げる一方で、切換タイミング制御信
号T2のデューティ比を70%に引き下げ、しかも、切
換タイミング制御信号T1の有意パルス(同図における
aを参照)と切換タイミング制御信号T2の有意パルス
(同図におけるcを参照)との間に何れもが有意になら
ないタイミング(同図におけるb及びdを参照)を10
%ずつ確保するのである。
【0017】これにより、コントロールロジック20
は、切換タイミング制御手段が内部に設けられた制御部
となり、その切換タイミング制御手段は、切換タイミン
グ制御信号T1,T2を用いることで、スイッチ回路S
W2(第2切換回路)の導通割合を、スイッチ回路SW
1(第1切換回路)の導通割合およびスイッチ回路SW
3(第3切換回路)によるコンパレータ回路1(二値化
回路)の動作時間割合よりも、上回らせるものとなって
いる。
【0018】この実施例のA−D変換器について、その
動作を説明する。
【0019】この場合も、切換タイミング制御信号T0
のタイミングでアナログ入力信号Ain をコンデンサC1
にサンプリングした後、切換タイミング制御信号T1,
T2に応じてスイッチ回路SW1〜SW3が開閉し、こ
れによってアナログ入力信号Ain とD−A変換信号Dac
とが交互に切り換えられてコンデンサC2(容量部)に
導かれるとともに、そのコンデンサC2への充放電状態
に基づいて二値化信号Bin が生成されて、デジタル出力
値Doutへの変換が逐次に行われる。そのような全体的な
動作は従来と概ね同様である。
【0020】もっとも、個々の切換タイミングは異な
る。すなわち、切換タイミング制御信号T2の幅が広く
なっていることから、スイッチ回路SW2の導通時間が
延長されるので、D−A変換回路3の電流供出量がその
出力抵抗の介在によって絞られていてもコンデンサC2
はD−A変換信号Dac によって確実に充放電される。一
方、切換タイミング制御信号T1のパルス幅が狭くなっ
ていることから、スイッチ回路SW1,SW3の導通時
間が短縮されるので、合計でのサイクルタイム即ち処理
時間は延長されない。しかも、スイッチ回路SW1,S
W3の介挿ラインには大きな抵抗が無いので、導通時間
が短縮されても、コンデンサC2はアナログ入力信号Ai
n によって確実に充放電される。
【0021】こうして、コンデンサC2に関する充放電
が確実かつ十分になされるので、動作状態・波形状態
が、より安定することとなる。また、切換タイミング制
御信号T1,T2の相対的な関係を図1(b)のまま維
持した状態で、切換タイミング制御信号T1のパルス幅
を図2(b)のものに一致させると(各図におけるcを
参照)、D−A変換信号Dac による充放電時間は従来通
りで、動作速度をほぼ倍加することができる。
【0022】さらに、逐次変換には、変換処理の進行に
伴い、アナログ入力信号Ain とD−A変換信号Dac との
差電圧が、各サイクルごとにほぼ半減していく、という
性質がある。そして、この特質に基づき、コンデンサC
2に対して行われるアナログ入力信号Ain での充放電状
態とD−A変換信号Dac で充放電状態とがバランスして
いれば、変換の途中では各サイクルごとの充放電波形が
完全に整定するまで待たなくても最終的には確実な変換
結果が得られる。そこで、例えば、従来では2MHzの
クロックで動作していたところが、4MHz以上のクロ
ックで安定動作することも、期待できることとなる。
【0023】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
のA−D変換器にあっては、充放電時定数と処理時間と
のバランスがとれるようにしたことにより、動作安定度
の高いA−D変換器を実現することができたという有利
な効果が有る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明のA−D変換器の一実施例について、
(a)が回路ブロック図であり、(b)がそのタイミン
グ信号の波形例である。
【図2】 (a)は、従来のA−D変換器の回路ブロッ
ク図であり、(b)は、そのタイミング信号の望ましい
波形例である。
【符号の説明】
1 コンパレータ回路(比較回路、二値化回路) 2 コントロールロジック(制御部) 3 D−A変換回路 20 コントロールロジック(切換タイミング制御手
段、制御部) SW0 スイッチ回路(サンプルホールド回路) SW1 スイッチ回路(第1切換回路) SW2 スイッチ回路(第2切換回路) SW3 スイッチ回路(第3切換回路) C1 コンデンサ(サンプルホールド回路) C2 コンデンサ(容量部) Ain アナログ入力信号 Dac D−A変換信号 Bin 二値化信号 Dout デジタル出力値

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】アナログ入力信号とD−A変換信号とを交
    互に切り換えて容量部に導くとともに、その充放電の状
    態に基づいてデジタル出力値への変換を逐次に行うA−
    D変換器において、前記D−A変換信号の時間割合が前
    記アナログ入力信号の時間割合を上回るものであること
    を特徴とするA−D変換器。
  2. 【請求項2】アナログ入力信号の導通遮断を切り換える
    第1切換回路と、複数ビットのD−A変換回路と、その
    D−A変換信号の導通遮断を切り換える第2切換回路
    と、これらの切換回路からコンデンサを介して信号入力
    を行う二値化回路と、その二値化信号に基づいてデジタ
    ル出力値への変換を逐次進めるとともにそのデジタル出
    力値を前記D−A変換回路に送出する制御部と、前記第
    1切換回路に同期して前記二値化回路を動作させる第3
    切換回路とを具備したA−D変換器において、前記制御
    部の内部又は外部に設けられ前記第2切換回路の導通割
    合を前記第1切換回路の導通割合および前記第3切換回
    路による前記二値化回路の動作時間割合より上回らせる
    切換タイミング制御手段を備えたことを特徴とするA−
    D変換器。
JP10366177A 1998-12-24 1998-12-24 A−d変換器 Pending JP2000196453A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10366177A JP2000196453A (ja) 1998-12-24 1998-12-24 A−d変換器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10366177A JP2000196453A (ja) 1998-12-24 1998-12-24 A−d変換器

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2000196453A true JP2000196453A (ja) 2000-07-14

Family

ID=18486117

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10366177A Pending JP2000196453A (ja) 1998-12-24 1998-12-24 A−d変換器

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2000196453A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100995314B1 (ko) 2007-02-26 2010-11-19 내셔널 세미콘덕터 코포레이션 전류 입력 adc내의 전하 밸런싱 방법

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100995314B1 (ko) 2007-02-26 2010-11-19 내셔널 세미콘덕터 코포레이션 전류 입력 adc내의 전하 밸런싱 방법

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI435546B (zh) 用於產生一相位補償脈波寬度調變(pwm)信號之裝置與方法
US8564352B2 (en) High-resolution phase interpolators
JP2007214959A (ja) アナログ・ディジタル変換回路
US7791523B2 (en) Two-step sub-ranging analog-to-digital converter and method for performing two-step sub-ranging in an analog-to-digital converter
US6850177B2 (en) Digital to analog convertor
US6583745B2 (en) A/D converter
US20190131997A1 (en) Bootstrapped high-speed successive approximation analog to digital converter
CN101110582A (zh) 延迟控制电路
KR880001596B1 (ko) 디지탈 아나로그 변환회로
US6259281B1 (en) Parallel analog sampling circuit and analog-to-digital converter system incorporating clock signal generator generating sub-sampling clock signals with fast and precisely-timed edges
US5774079A (en) Circuit arrangement for converting a serial data signal into a parallel data signal
JP2000196453A (ja) A−d変換器
US10498352B1 (en) Capacitative digital-to-analog converter with reduced data-dependent loading of voltage reference
US7352309B2 (en) Circuit arrangement for generating switch-on signals
JP2001267925A (ja) 逐次比較型ad変換器
JP2966491B2 (ja) 広帯域パルスパターン発生器
US8077070B2 (en) Charge-domain pipelined charge-redistribution analog-to-digital converter
JPH06232751A (ja) アナログ・デジタル変換回路
US20070001737A1 (en) System and method of generating a clock cycle having an asymmetric duty cycle
CN114759926A (zh) 逐次逼近寄存器模数转换器电路
CN112054801A (zh) 数模转换器装置和数模转换方法
US7227486B2 (en) Switched capacitor circuit type digital/analog converter capable of suppressing change of setting error
KR100447235B1 (ko) 아날로그-디지털 변환장치
JP2562716B2 (ja) A/d変換器
JP3081387B2 (ja) 逐次比較型adコンバータ