JP2005012250A - A/d変換器 - Google Patents
A/d変換器 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2005012250A JP2005012250A JP2003170728A JP2003170728A JP2005012250A JP 2005012250 A JP2005012250 A JP 2005012250A JP 2003170728 A JP2003170728 A JP 2003170728A JP 2003170728 A JP2003170728 A JP 2003170728A JP 2005012250 A JP2005012250 A JP 2005012250A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- circuit
- bit
- reference voltage
- sample
- hold
- 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.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Analogue/Digital Conversion (AREA)
Abstract
【解決手段】サンプルホールド回路104のホールド動作期間内に、フラッシュ型のように並列に配置した各比較回路103にて順次比較動作が行われ、最上位ビットから最下位ビットまでのA/D変換が行われる。この各比較回路におけるビット変換動作は、サンプルホールド回路104のホールド動作期間内に相対的に遅延を持って発生するラッチ用クロック信号CLKi(i=1〜n)によって対応する各ラッチ回路105がラッチ動作に入るまでには終了する。したがって、各ラッチ回路105では、サンプルホールド回路104のホールド動作期間内に所定ビットのデジタル信号を出力することができる。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、アナログ信号をデジタル信号に変換するアナログ・デジタル変換器(A/D変換器)に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
CMOSプロセスの微細化が進展するのに伴い、デジタル回路では、サイズや消費電力をスケーリング則に従って低減していくことが可能である。しかし、アナログ回路においては、動作速度や入出力ダイナミックレンジの要求などから、低電圧化や小サイズ化、低消費電力化などは困難である場合が多い。そのため、近年、LSIにおけるアナログ回路部のサイズと消費電力の占める割合は、デジタル回路部のそれに比べて大きくなっていく傾向にある。
【0003】
同様に、A/D変換器においても、アナログ回路部のサイズ及び消費電力の占める割合は、デジタル回路部のそれに比較して大きい場合が多い。したがって、A/D変換器全体の小サイズ化、低消費電力化を図り、変換速度を向上させるためには、アナログ回路部のサイズ及び消費電力の占める割合をデジタル回路部の占める割合に比べて小さくすることが必要である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、A/D変換器には、変換速度、サイズ、消費電力の要求に応じて各種のA/D変換器が存在している。代表例として、逐次比較型A/D変換器と、フラッシュ型A/D変換器と、2ステップ型A/D変換器またはパイプライン型A/D変換器とを挙げ、それらについて上記の検討を加える。
【0005】
逐次比較型A/D変換器は、比較回路は1つだけで構成されるので、サイズと消費電力は小さいが、分解能のビット数分だけ変換期間を必要とするために変換速度が遅い。
【0006】
フラッシュ型A/D変換器は、比較回路を並列に並べて一斉に比較動作を行なうので高速動作が可能であるが、比較回路数が多くなるために、サイズと消費電力は大きくなる。
【0007】
2ステップ型A/D変換器またはパイプライン型A/D変換器は、上記2つのA/D変換器の中間的な性能を備えるものであるが、高速高精度なサンプルホールド回路やOPアンプ回路を必要とするためにサイズや消費電力を小さくすることが困難である場合が多い。
【0008】
この発明は、上記に鑑みてなされたもので、逐次比較型A/D変換器の小サイズおよび低消費電力の特徴とフラッシュ型A/D変換器の変換速度が大きいという特徴とを併せ持つA/D変換器を得ることを目的とする。
【0009】
また、この発明は、従来の2ステップ型A/D変換器やパイプライン型A/D変換器に比べて低消費電力化、小サイズ化が図れるA/D変換器を得ることを目的とする。
【0010】
さらに、この発明は、現在使用中の既存A/D変換器を回路要素に取り込みその既存A/D変換器に対して高ビット化拡張が行えるA/D変換器を得ることを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この発明にかかるA/D変換器は、A/D変換レンジから参照電圧群を生成する参照電圧発生回路と、生成された参照電圧群から1つの参照電圧を出力制御信号に従って選択する選択回路と、アナログ入力信号を基準クロック信号に従ってサンプリングし保持出力するサンプルホールド回路と、前記サンプルホールド回路の出力と前記選択回路が選択した参照電圧との大小比較を行う比較回路であって、前記サンプルホールド回路のホールド動作期間内において、最上位ビットから最下位ビットまでの比較動作を順々に行うビット数分の比較回路と、前記基準クロック信号に従って前記サンプルホールド回路のホールド動作期間において相対的に遅延を持った必要数のラッチ用クロック信号を順々に発生するクロック生成回路と、前記比較回路毎に設けられ、対応する比較回路の出力を対応する前記ラッチ用クロックに従って取り込み保持出力するラッチ回路と、前記ラッチ回路の出力ビットの論理状態に基づき、前記選択回路が最上位ビット判定用の参照電圧から最下位ビット判定用の参照電圧に向かって順々に選択することになる前記出力制御信号を発生するデコーダ回路とを備えたことを特徴とする。
【0012】
この発明によれば、サンプルホールド回路のホールド動作期間内に、フラッシュ型のように並列に配置した各比較回路にて順次比較動作が行われ、最上位ビットから最下位ビットまでのA/D変換が行われる。この各比較回路におけるビット変換動作は、サンプルホールド回路のホールド動作期間内に相対的に遅延を持って発生するラッチ用クロック信号によって対応する各ラッチ回路がラッチ動作に入るまでには終了する。したがって、各ラッチ回路では、サンプルホールド回路のホールド動作期間内に所定ビットのデジタル信号を出力することができる。
【0013】
また、つぎの発明にかかるA/D変換器は、A/D変換レンジから参照電圧群を生成する参照電圧発生回路と、生成された参照電圧群から1つの参照電圧を出力制御信号に従って選択する選択回路と、アナログ入力信号を基準クロック信号に従ってサンプリングし保持出力するサンプルホールド回路と、前記サンプルホールド回路の出力と前記選択回路が選択した参照電圧との大小比較を行う多ビットのA/D変換モジュールであって、前記サンプルホールド回路のホールド動作期間内において、比較動作を順々に行う複数のA/D変換モジュールと、前記基準クロック信号に従って前記サンプルホールド回路のホールド動作期間において相対的に遅延を持った必要数のラッチ用クロック信号を順々に発生するクロック生成回路と、前記A/D変換モジュール毎に設けられ、対応するA/D変換モジュールの多ビット出力を対応する前記ラッチ用クロックに従って取り込み保持出力するラッチ回路と、前記ラッチ回路の出力ビットの論理状態に基づき、前記選択回路が最上位側の前記A/D変換モジュール用の参照電圧から最下位側の前記A/D変換モジュール用の参照電圧に向かって順々に選択することになる前記出力制御信号を発生するデコーダ回路とを備えたことを特徴とする。
【0014】
この発明によれば、サンプルホールド回路のホールド動作期間内に、フラッシュ型のように並列に配置した各多ビットのA/D変換モジュールにて順次比較動作が行われることにより、最上位ビットから最下位ビットまでのA/D変換が行われる。この各多ビットのA/D変換モジュールにおけるA/D変換動作は、サンプルホールド回路のホールド動作期間内に相対的に遅延を持って発生するラッチ用クロック信号によって対応する各ラッチ回路がラッチ動作に入るまでには終了する。したがって、各ラッチ回路では、サンプルホールド回路のホールド動作期間内に所定ビットのデジタル信号を出力することができる。
【0015】
また、つぎの発明にかかるA/D変換器は、A/D変換レンジから参照電圧群を生成する参照電圧発生回路と、生成された参照電圧群から1つの参照電圧を出力制御信号に従って選択する選択回路と、アナログ入力信号を基準クロック信号に従ってサンプリングし保持出力するサンプルホールド回路と、任意の分解能を持つ既存A/D変換器と、前記サンプルホールド回路の出力と前記選択回路で選択された参照電圧群との差分を前記既存A/D変換器の入力レンジに適合させる入力レンジ変換回路と、前記サンプルホールド回路の出力と参照電圧発生回路が生成する参照電圧群との大小比較を行う多ビットのA/D変換モジュールであって、前記サンプルホールド回路のホールド動作期間内において、最上位ビットから最下位ビットまでの比較動作を行うA/D変換モジュールと、前記基準クロック信号に従って前記サンプルホールド回路のホールド動作期間において相対的に遅延を持った必要数のラッチ用クロック信号を順々に発生するクロック生成回路と、前記A/D変換モジュールの多ビット出力を前記ラッチ用クロックに従って取り込み保持出力するラッチ回路と、前記ラッチ回路の出力ビットの論理状態に基づき、前記選択回路が前記既存A/D変換器の最上位ビット判定用の参照電圧から最下位ビット判定用の参照電圧に向かって順々に選択することになる前記出力制御信号を発生するデコーダ回路と、前記ラッチ回路の出力と前記既存のA/D変換器の出力コードとの同期を取って出力する同期回路とを備えたことを特徴とする。
【0016】
この発明によれば、サンプルホールド回路のホールド動作期間内に、拡張ビット用の多ビットA/D変換モジュールに拡張ビットの最上位ビットから最下位ビットまでを順々にビット変換させ、その得られた拡張ビットに基づき選択した参照電圧を、入力レンジを合わせる変換を行って既存のA/D変換器に与えて既存A/D変換器を従前通りに動作させ、両者の変換ビットを同期して取り出すことができる。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかるA/D変換器の好適な実施の形態を詳細に説明する。
【0018】
実施の形態1.
図1は、この発明の実施の形態1であるA/D変換器の構成を示すブロック図である。図1に示すように、実施の形態1によるA/D変換器は、参照電圧発生回路(Reference Generator)101と、スイッチ選択回路(Switch Selector Matrix)102と、比較回路103と、サンプルホールド回路(SHC)104と、ラッチ回路105と、デコーダ回路106と、クロック生成回路(Clock Generator)107とを備えている。
【0019】
参照電圧発生回路101は、A/D変換レンジの上限電圧値VRTと下限電圧値VRBとの間を複数に分割した参照電圧群Vrefiを発生し、スイッチ選択回路102に並列に供給する。
【0020】
スイッチ選択回路102は、参照電圧群Vrefiと比較回路103が接続されるn個の出力ポートとの間を切り替えて接続するスイッチ回路を備え、デコーダ回路106からの出力制御信号に従って参照電圧群Vrefiから1つの参照電圧を選択してn個の出力ポートの対応する出力ポートに出力する。
【0021】
サンプルホールド回路104は、アナログ入力信号Vinを基準クロック信号CLK0に従ってサンプリングし、そのサンプリング値をホールドすることを各クロック期間において実行する。
【0022】
比較回路103は、n個の比較回路CMP1〜CMPnで構成され、それぞれ、一方の入力がスイッチ選択回路102の出力であり、他方の入力がサンプルホールド回路104の出力である。
【0023】
ラッチ回路105は、n個の比較回路CMP1〜CMPnと1対1対応で設けられるn個のラッチ回路Latch1〜Latchnで構成され、それぞれ、クロック生成回路107からのクロック信号CLKi(i=1〜n)によって比較回路103における対応する比較回路CMPi(i=1〜n)の出力を取り込み、保持出力する。これらn個のラッチ回路Latch1〜Latchnの出力が当該A/D変換器のデジタル出力(ADC Digital Output)となる。ラッチ回路Latchnの出力は、最下位ビットLSBを与え、ラッチ回路Latch1の出力は、最上位ビットMSBを与える。
【0024】
デコーダ回路106は、ラッチ回路Latch1の出力を入力とする1ビットデコーダ回路(1bit Decoder)と、ラッチ回路Latch1,Latch2の出力を入力とする2ビットデコーダ回路(2bit Decoder)と、ラッチ回路Latch1〜Latch3の出力を入力とする3ビットデコーダ回路(3bit Decoder)と、・・・、ラッチ回路Latch1〜ラッチ回路Latchn−1の出力を入力とするn−1ビットデコーダ回路(n−1bit Decoder)とで構成され、各デコーダ回路の出力がスイッチ選択回路102に与えられる出力制御信号となっている。
【0025】
図2は、図1に示すクロック生成回路(Clock Generator)の構成例を示す回路図である。図2示すように、クロック生成回路107は、複数のインバータを直列に接続した遅延回路(Delay Circuit)の多段接続によって、基準クロック信号CLK0を順々に遅延させ、ラッチ回路105へのクロック信号CLKi(i=1〜n)を順々に生成するように構成されている。
【0026】
すなわち、初段の遅延回路201−1は、最上位ビットを出力するラッチ回路Latch1へのクロック信号CLK1を発生する。2段目の遅延回路201−2は、ラッチ回路Latch2へのCLK2を発生する。3段目の遅延回路201−3は、ラッチ回路Latch3へのCLK3を発生する。以降、同様に最終段の遅延回路201−nは、最下位ビットを出力するラッチ回路LatchnへのCLKnを発生する。
【0027】
次に、図3は、図1に示すサンプルホールド回路(SHC)の構成例を示す回路図である。図3に示すように、このサンプルホールド回路104は、基準クロック信号CLK0がHレベルであるときに閉路してアナログ入力信号Vinを取り込むスイッチ(SW)301と、スイッチ(SW)301が取り込んだアナログ入力信号Vinを基準クロック信号CLK0がLレベルである期間内保持するホールド容量素子(C)302と、ホールド容量素子(C)302が保持している電位を出力端から負帰還をかけてバッファリングするOPアンプ(A)303とで構成されている。
【0028】
次に、図1〜図4を参照して、この実施の形態1によるA/D変換器の動作を説明する。なお、図4は、図1に示すA/D変換器の動作を説明するタイムチャートである。
【0029】
図4において、サンプルホールド回路104は、SHC動作として示すように、基準クロック信号CLK0がHレベル状態にあるときサンプル動作を行い、Lレベル状態にあるときホールド動作を行うことを繰り返す。
【0030】
クロック生成回路107では、基準クロック信号CLK0がLレベル状態にある期間内、ラッチ回路105へのクロック信号CLKiを、CLK1,CLK2,CLK3,・・、CLKnと順々に所定の間隔を置いて発生する。すなわち、ラッチ回路105へのクロック信号CLKiは、サンプルホールド回路104のホールド動作期間において相対的な遅延を持って発生する。
【0031】
比較回路103では、ADC動作として示すように、サンプルホールド回路104がホールド動作を行っている期間内に比較動作を行い、ビット変換を行う。すなわち、比較回路CMP1が1ビット目の変換を行い、比較回路CMP2が2ビット目の変換を行い、比較回路CMP3が3ビット目の変換を行い、以降同様に、比較回路CMPnがnビット目の変換を行う。
【0032】
このとき、1ビット目からnビット目までの各ビットの変換動作は、クロック信号CLK1,CLK2,CLK3,…,CLKnの立ち上がりによってラッチ回路(Latch1〜Latchn)105がそれぞれラッチ動作に入るまでに終了するようになっている。
【0033】
A/D変換動作は、次の手順で行われる。すなわち、1ビット目の変換では、スイッチ選択回路102は、参照電圧群Vrefiの中からA/D変換レンジの中間値である(VRT+VRB)/2を参照電圧として選択し、比較回路CMP1に与えるので、比較回路CMP1では、参照電圧(VRT+VRB)/2とサンプルホールド回路104の出力であるアナログ入力信号Vinとの大小比較を行う。その比較結果は、クロック信号CLK1の立ち上がりによってラッチ回路Latch1にラッチされ、最上位ビットMSBが出力される。
【0034】
その結果、1ビットデコーダ回路(1bit Decoder)では、ラッチ回路Latch1の出力レベルに応じた出力制御信号を生成するので、スイッチ選択回路102では、次に用いる参照電圧(上限値または下限値)の選択が行われる。
【0035】
すなわち、比較回路CMP1の比較結果がVin>(VRT+VRB)/2であり、ラッチ回路Latch1のラッチ出力がHレベル状態にあるときは、スイッチ選択回路102は、(VRT+VRB)3/4なる参照電圧を選択し、比較回路CMP2に与える。
【0036】
一方、比較回路CMP1の比較結果がVin<(VRT+VRB)/2であり、ラッチ回路Latch1のラッチ出力がLレベル状態にあるときは、スイッチ選択回路102は、(VRT+VRB)/4なる参照電圧を選択し、比較回路CMP2に与える。
【0037】
次に、2ビット目の変換では、比較回路CMP2は、スイッチ選択回路にて上記のように選択された参照電圧とアナログ入力信号Vinとの大小比較を行う。その比較結果は、クロック信号CLK2の立ち上がりによってラッチ回路Latch2にラッチされ、2ビット目が出力される。
【0038】
これによって、2ビットデコーダ回路(2bit Decoder)では、ラッチ回路Latch1,Latch2の出力レベルに応じた出力制御信号を生成するので、スイッチ選択回路102では、次に用いる参照電圧(上限値または下限値)の選択が行われる。
【0039】
すなわち、スイッチ選択回路102にて選択された参照電圧が(VRT+VRB)3/4である場合に、比較回路CMP2の比較結果がVin>(VRT+VRB)3/4であり、ラッチ回路Latch2のラッチ出力がHレベル状態にあるときは、スイッチ選択回路102は、(VRT+VRB)7/8なる参照電圧を選択し、比較回路CMP3に与える。
【0040】
一方、比較回路CMP2の比較結果がVin<(VRT+VRB)3/4であり、ラッチ回路Latch2のラッチ出力がLレベル状態にあるときは、スイッチ選択回路102は、(VRT+VRB)5/8なる参照電圧を選択し、比較回路CMP3に与える。
【0041】
また、スイッチ選択回路にて選択された参照電圧が(VRT+VRB)/4である場合に、比較回路CMP2の比較結果がVin>(VRT+VRB)/4であり、ラッチ回路Latch2のラッチ出力がHレベル状態にあるときは、スイッチ選択回路102は、(VRT+VRB)3/8なる参照電圧を選択し、比較回路CMP3に与える。
【0042】
一方、比較回路CMP2の比較結果がVin<(VRT+VRB)/4であり、ラッチ回路Latch2のラッチ出力がLレベル状態にあるときは、スイッチ選択回路102は、(VRT+VRB)/8なる参照電圧を選択し、比較回路CMP3に与える。
【0043】
同様の手順で3ビット目以降n−1ビット目までの変換が行われる。n−1ビット目の変換において、スイッチ選択回路102にて参照電圧が同様の手順で選択され、比較回路CMPnに与えられる。nビット目の変換では、比較回路CMPnの出力をラッチ回路Latchnに取り込む。これによって、n個のラッチ出力がnビットA/D変換器の出力(ADCDigital Output)として得られる。
【0044】
以上のように、実施の形態1によれば、比較回路をフラッシュ型のように並列に配置するとともに、基準クロック信号を遅延回路に通して、基準クロック信号における1クロックのLレベル期間内に必要個数のラッチ用クロック信号を順々に発生させ、そのLレベル期間内に最上位ビットから最下位ビットまでを順々にビット変換してラッチ出力するようにしたので、従来の逐次比較型A/D変換器に比べて変換速度の高速化を図ることができる。
【0045】
実施の形態2.
図5は、この発明の実施の形態2であるA/D変換器の構成を示すブロック図である。なお、図5では、図1に示した構成と同一ないしは同等である構成要素には、同一の符号が付されている。ここでは、この実施の形態2に関わる部分を中心に説明する。
【0046】
図5に示すように、実施の形態2によるA/D変換器は、図1に示した構成において、1個のサンプルホールド回路(SHC)104に代えて、サンプルホールド回路401が設けられている。また、クロック生成回路(Clock Generator)107に代えてクロック生成回路(Clock Generator)402が設けられている。
【0047】
サンプルホールド回路401は、n個の比較回路CMP1〜CMPnと1対1に対応して設けられるn個のサンプルホールド回路SHC1〜SHCnで構成されている。n個のサンプルホールド回路SHC1〜SHCnは、それぞれ、アナログ入力信号Vinをクロック信号CLKSiに従ってサンプリングし、そのサンプリング値をホールドして対応する比較回路CMPi(i=1〜n)に出力することを各クロック期間において実行する。
【0048】
クロック生成回路402は、基準クロック信号CLKSazから、サンプルホールド回路401へのクロック信号CLKSiとラッチ回路105へのクロック信号CLKLi(i=1〜n)とを生成する。図6は、図5に示すクロック生成回路(Clock Generator)の構成例を示す回路図である。
【0049】
図6に示すように、クロック生成回路402は、基準クロック信号CLKSazから、まずクロック信号CLKSin、クロック信号CLKSrefをこの順に生成する。クロック信号CLKSinは、基準クロック信号CLKSazを2段のインバータを通して遅延させたものである。クロック信号CLKSrefは、クロック信号CLKSinを3段のインバータを通して遅延させたものである。サンプルホールド回路401へのクロック信号CLKSiは、基準クロック信号CLKSazと、クロック信号CLKSin,CLKSrefとで構成されている。
【0050】
そして、クロック信号CLKSrefを複数のインバータを直列に接続した遅延回路(Delay Circuit)の多段接続によって順々に遅延させ、ラッチ回路105へのクロック信号CLKLi(i=1〜n)を順々に生成するようになっている。すなわち、初段の遅延回路420−1は、最上位ビットを出力するラッチ回路Latch1へのクロック信号CLKL1を発生する。2段目の遅延回路420−2は、ラッチ回路Latch2へのCLKL2を発生する。3段目の遅延回路420−3は、ラッチ回路Latch3へのCLKL3を発生する。以降、同様に最終段の遅延回路420−nは、最下位ビットを出力するラッチ回路LatchnへのCLKLnを発生する。
【0051】
次に、図7は、図5に示すサンプルホールド回路(SHC1〜SHCn)の構成例を示す回路図である。図7に示すように、n個のサンプルホールド回路SHC1〜SHCnは、それぞれ、基準クロック信号CLKSaz、クロック信号CLKSin,CLKSrefで動作するチョッパ型アンプで構成されている。
【0052】
すなわち、サンプルホールド回路SHCi(i=1〜n)は、OPアンプ(A)500と、一端にアナログ入力信号Vinが印加されクロック信号CLKLinによって動作するスイッチ(SWin)501と、一端に参照電圧群Vrefiが印加されクロック信号CLKSrefによって動作するスイッチ(SWref)502と、一端が接地されクロック信号CLKLinによって動作するスイッチ(SWin)503と、一端が接地されクロック信号CLKSrefによって動作するスイッチ(SWref)504と、スイッチ(SWin)501およびスイッチ(SWref)502の他端とOPアンプ(A)507の一方の入力端との間に介在するホールド容量素子(C)506と、スイッチ(SWin)503およびスイッチ(SWref)504の他端とOPアンプ(A)507の他方の入力端との間に介在するホールド容量素子(C)507と、OPアンプ(A)500の一方の入力端と一方の出力端との間に介在しクロック信号CLKSazによって動作するスイッチ(SWaz)508と、OPアンプ(A)500の他方の入力端と他方の出力端との間に介在しクロック信号CLKSazによって動作するスイッチ(SWaz)509とで構成され、アナログ入力信号Vinと参照電圧Vrefiとの差分を増幅するようになっている。
【0053】
なお、クロック生成回路図402は、チョッパ型アンプの使用を想定して構成したが、サンプルホールド回路SHCi(i=1〜n)は、チョッパ型アンプ以外に、図3に示したサンプルホールド回路も使用することができ、またスイッチドキヤパシタ型サンプルホールド回路も使用することができる。これらの場合には、クロック生成回路も対応して構成すればよい。
【0054】
次に、図5〜図8を参照して、この実施の形態2によるA/D変換器の動作を説明する。なお、図8は、図5に示すA/D変換器の動作を説明するタイムチャートである。
【0055】
図8において、クロック生成回路402では、基準クロック信号CLKSazからサンプルホールド回路401に与えるクロック信号CLKSin、CLKSrefをこの順に生成する。基準クロック信号CLKSazに対して、クロック信号CLKSinは、同相の極性関係で変化し、クロック信号CLKSrefは、逆相の極性関係で変化している。
【0056】
サンプルホールド回路401は、SHC動作として示すように、基準クロック信号CLKSazがHレベル状態にあるときオートゼロ動作を行い、クロック信号CLKSinがLレベル状態でかつクロック信号CLKSrefがHレベル状態のときホールド動作を行うことを繰り返す。
【0057】
クロック生成回路402では、クロック信号CLKSrefがHレベル状態にある期間内、ラッチ回路105へのクロック信号CLKLiを、CLKL1,CLKL2,CLKL3,・・、CLKLnと順々に所定の間隔を置いて発生する。すなわち、ラッチ回路105へのクロック信号CLKLi(i=1〜n)は、サンプルホールド回路401のホールド動作期間において相対的な遅延を持って発生する。
【0058】
比較回路103では、ADC動作として示すように、サンプルホールド回路401がホールド動作を行っている期間内に比較動作を行なう。正確には、基準クロック信号CLKSazがLレベル状態にある期間内に比較動作を行なうが、各ビットの変換は、クロック信号CLKL1,CLKL2,CLKL3,…,CLKLnの立ち上がりによってラッチ回路(Latch1〜Latchn)105がラッチ動作に入るまでに終了するようになっている。
【0059】
したがって、この実施の形態2によるA/D変換器でのA/D変換手順は、実施の形態1にて説明した手順と同じ手順で進行するので、その説明は割愛する。
【0060】
以上のように、実施の形態2では、実施の形態1においてサンプルホールド回路をビット数分の比較回路と1対1対応に設け、実施の形態1と同様の手順でA/D変換が行えるので、実施の形態1と同様に、従来の逐次比較型A/D変換器に比べて変換速度の高速化を図ることができる。
【0061】
このとき、各サンプルホールド回路をチョッパ型アンプで構成する場合はサンプルホールド回路の高精度化が図れるので、当該A/D変換器の分解能を高めることができる。また、各サンプルホールド回路を図3に示したサンプルホールド回路で構成する場合は、サンプルホールド回路の低消費電力化、小サイズ化が図れる。
【0062】
実施の形態3.
図9は、この発明の実施の形態3であるA/D変換器の構成を示すブロック図である。なお、図9では、図1に示した構成と同一ないしは同等である構成要素には、同一の符号が付されている。ここでは、この実施の形態3に関わる部分を中心に説明する。
【0063】
図9に示すように、実施の形態3によるA/D変換器は、図1に示した構成において、比較回路(CMP1〜CMPn)103に代えて、A/D変換モジュール601が設けられている。それに伴い、ラッチ回路(Latch1〜Latchn)105に代えてラッチ回路602が設けられ、デコーダ回路106に代えてデコーダ回路603が設けられている。
【0064】
A/D変換モジュール601は、M1ビットA/D変換モジュール(M1bit ADCM)、M2ビットA/D変換モジュール(M2bitADCM)、M3ビットA/D変換モジュール(M3bitADCM)、・・・、MnビットA/D変換モジュール(MnbitADCM)で構成されている。
【0065】
ラッチ回路602は、M1ビットA/D変換モジュールが出力するM1ビットをラッチするラッチ回路(Latch M1)、M2ビットA/D変換モジュールが出力するM2ビットをラッチするラッチ回路(Latch M2)、M3ビットA/D変換モジュールが出力するM3ビットをラッチするラッチ回路(Latch M3)、・・・、MnビットA/D変換モジュールが出力するMnビットをラッチするラッチ回路(Latch Mn)で構成されている。
【0066】
デコーダ回路603は、ラッチ回路(Latch M1)が出力するM1ビットをデコードするデコーダ回路(M1 bit Decorder)、ラッチ回路(Latch M1、Latch M2)が出力するM1+M2ビットをデコードするデコーダ回路(M1+M2 bit Decorder)、ラッチ回路(Latch M1、Latch M2、Latch M3)が出力するM1+M2+M3ビットをデコードするデコーダ回路(M1+M2+M3 bit Decorder)、ラッチ回路(Latch M1〜Latch Mn−1)が出力するM1+・・・+Mn−1ビットをデコードするデコーダ回路(M1+…+Mn−1bitDecorder)で構成されている。
【0067】
図10は、図9に示すA/D変換モジュール(ADCM)の構成例を示すブロック図である。図10に示すように、Mi(i=1〜n)ビットのA/D変換モジュール(ADCM)は、2Mi−1個の比較回路(CMP1,CMP2,CMP3,…,CMP2Mi−1)701と、これらの出力をMiビットA/D変換コードに変換するエンコーダ回路(Encorder Circuit)702とによつて構成されている。
【0068】
次に、図9、図10を参照して、この実施の形態3によるA/D変換器の動作を説明する。サンプルホールド回路(SHC)104は、基準クロック信号CLK0がHレベル状態にあるときサンプル動作を行い、Lレベル状態にあるときホールド動作を行うことを繰り返す。
【0069】
A/D変換モジュール601は、サンプルホールド回路(SHC)104がホールド動作を行っている期間において、M1ビット、M2ビット、M3ビット、…、MnビットのA/D変換動作を順次行なう。M1ビット、M2ビット、M3ビット、…、Mnビットの各変換動作は、それぞれ、図4に示したクロック信号CLK1、CLK2、CLK3、‥、CLKnの立ち上がりによってラッチ回路(Latch M1〜Latch Mn)602がラッチ動作に入るまでに行なわれる。
【0070】
A/D変換動作は、次の手順で行われる。すなわち、A/D変換レンジを2M1分の1に分割した2M1−1個の参照電圧群Vrefiとアナログ入力信号VinがM1ビットA/D変換モジュール(M1bitADCM)に入力され、M1ビットのA/D変換が行なわれる。
【0071】
その変換結果は、クロック信号CLK1の立ち上がりによってラッチ回路(Latch M1)にラッチされる。M1ビットのデコーダ回路(M1 bit Decorder)は、ラッチ回路(Latch M1)のM1ビット出力から2M1ビットの出力制御信号を作りスイッチ選択回路102に与えるので、スイッチ選択回路102にて次に用いる参照電圧(上限値と下限値)が選択される。
【0072】
次いで、スイッチ選択回路102が選択した参照電圧の上限値と下限値の範囲を2M2分の1に分割した2M2−1個の参照電圧群Vrefiとアナログ入力信号VinがM2ビットA/D変換モジュール(M2bitADCM)に入力され、M2ビットのA/D変換が行なわれる。
【0073】
その変換結果は、クロック信号CLK2の立ち上がりによってラッチ回路(LatchM2)にラッチされる。M1+M2ビットデコーダ回路(M1+M2 bit Decorder)は、ラッチ回路(LatchM1)とラッチ回路(LatchM2)とにラッチされたM1+M2ビットから2M1+M2ビットの出力制御信号を作りスイッチ選択回路102に与えるので、スイッチ選択回路102にて次に用いる参照電圧(上限値と下限値)が選択される。
【0074】
同様の手順によって、Mn−1ビット目までのA/D変換動作が行われる。Mnビット目の変換では、MnビットA/D変換モジュール(MnbitADCM)の出力をラッチ回路(Latch Mn)に取り込む。これによって、ラッチ回路(Latch M1〜Latch Mn)602の出力から、M1+M2+M3+…+MnビットA/D変換器の出力(ADC Digital Output)が得られる。
【0075】
以上のように、実施の形態3によれば、多ビットのA/D変換モジュールをフラッシュ型のように並列に配置するとともに、基準クロック信号を遅延回路に通して基準クロック信号における1クロックのLレベル期間内に必要個数のラッチ用クロック信号を順々に発生させ、そのLレベル期間内に各多ビットのA/D変換モジュールが順々にビット変換するようにしたので、従来の2ステップ型A/D変換器やパイプライン型A/D変換器において必要とされる高速高精度なサンプルホールド回路やOPアンプ回路を使用せずに、従来の2ステップ型A/D変換器やパイプライン型A/D変換器と同内容のA/D変換が行える。したがって、従来の2ステップ型A/D変換器やパイプライン型A/D変換器に比べて小サイズ化や低消費電力化を図ることができる。
【0076】
実施の形態4.
図11は、この発明の実施の形態4であるA/D変換器の構成を示すブロック図である。なお、図11では、図9に示した構成と同一ないしは同等である構成要素には、同一の符号が付されている。ここでは、この実施の形態4に関わる部分を中心に説明する。
【0077】
図11に示すように、実施の形態4によるA/D変換器は、図9に示した構成において、1個のサンプルホールド回路(SHC)104に代えて、サンプルホールド回路801が設けられている。サンプルホールド回路801は、分散型サンプルホールド回路モジュール(Distributed SHC Module)で構成されている。分散型サンプルホールド回路モジュール(Distributed SHC Module)801の各サンプルホールド回路は、この実施の形態4では、図7に示したチョッパ型アンプで構成するとしている。したがって、図9に示した構成において、クロック生成回路(Clock Generator)107に代えてクロック生成回路(Clock Generator)402が設けられている。勿論、図3に示したサンプルホールド回路も使用することができる。その場合には、クロック生成回路(Clock Generator)107を使用すればよい。
【0078】
次に、図11を参照して、この実施の形態4によるA/D変換器の動作を説明する。分散型サンプルホールド回路モジュール(Distributed SHC Module)801の各サンプルホールド回路は、図8に示したように、基準クロック信号CLKSazがHレベル状態にあるときオートゼロ動作を行い、クロック信号CLKSinがLレベル状態でかつクロック信号CLKSrefがHレベル状態のときホールド動作を行うことを繰り返す。
【0079】
A/D変換モジュール601は、分散型サンプルホールド回路モジュール(Distributed SHC Module)801の各サンプルホールド回路がホールド動作を行っている期間にて、M1ビット、M2ビット、M3ビット、…、MnビットのA/D変換動作を順次行なう。M1ビット、M2ビット、M3ビット、…、Mnビットの変換動作は、それぞれ、図8に示したクロック信号CLKL1、CLKL2、CLKL3、‥、CLKLnの立ち上がりによってラッチ回路(Latch M1〜Latch
Mn)602がラッチ動作に入るまでに終了するようになっている。
【0080】
したがって、この実施の形態4によるA/D変換器でのA/D変換手順は、実施の形態3にて説明した手順と同じ手順で進行するので、その説明は割愛する。
【0081】
以上のように、実施の形態4では、実施の形態3においてサンプルホールド回路を分散型サンプルホールド回路モジュールで構成し、実施の形態3と同様の手順でA/D変換が行えるので、実施の形態3と同様に、従来の2ステップ型A/D変換器やパイプライン型A/D変換器に比べて小サイズ化や低消費電力化を図ることができる。
【0082】
このとき、分散型サンプルホールド回路モジュールの各サンプルホールド回路をチョッパ型アンプで構成する場合はサンプルホールド回路の高精度化が図れるので、当該A/D変換器の分解能を高めることができる。また、各サンプルホールド回路を図3に示したサンプルホールド回路で構成する場合は、サンプルホールド回路の低消費電力化、小サイズ化が図れる。
【0083】
実施の形態5.
図12は、この発明の実施の形態5であるA/D変換器の構成を示すブロック図である。なお、図12では、図1に示した構成と同一ないしは同等である構成要素には、同一の符号が付されている。
【0084】
図12に示すように、実施の形態5によるA/D変換器は、参照電圧発生回路(Reference Generator)101と、スイッチ選択回路(Switch Selector Matrix)102と、サンプルホールド回路(SHC)104と、クロック生成回路(Clock Generator)107と、入力レンジ変換回路(Input Range Modulator(2ytimes))901と、xビットの既存A/D変換器(x bit Conventinal ADC)902と、yビットのA/D変換拡張ビットモジュール(ybit Extended ADCM)903と、yビットのラッチ回路(Latchy)904と、yビットのデコーダ回路(ybit Decoder)905と、同期回路(Sync.)906とを備えている。
【0085】
参照電圧発生回路101は、A/D変換レンジの上限電圧値VRTと下限電圧値VRBとの間を複数に分割した参照電圧群Vrefiを発生し、スイッチ選択回路102とA/D変換拡張ビットモジュール903とに並列に供給する。
【0086】
スイッチ選択回路102は、デコーダ回路905からの出力制御信号に従い参照電圧群Vrefiから1つの参照電圧を選択して入力レンジ変換回路901に出力する。
【0087】
クロック生成回路107は、図2に示すように構成され、基準クロック信号CLK0からクロック信号CLKiを生成する。サンプルホールド回路104は、アナログ入力信号Vinを基準クロック信号CLK0に従ってサンプリングし、そのサンプリング値をホールドすることを各クロック期間において実行する。
【0088】
入力レンジ変換回路901は、サンプルホールド回路104の出力とスイッチ選択回路102にて選択された参照電圧群Vrefiの各参照電圧Vrefとの差分を2y倍し、既存A/D変換器902の入力レンジに合わせることを行う。
【0089】
A/D変換拡張ビットモジュール903は、図10に示すように構成され、サンプルホールド回路104がホールド動作を行っている期間内にyビットのA/D変換を行う。ラッチ回路904は、クロック信号CLK1に従ってA/D変換拡張ビットモジュール903のyビット出力をラッチし、デコーダ回路905と同期回路906とに出力する。
【0090】
同期回路906は、ラッチ回路904の出力と既存A/D変換器902の出力との同期を取り、x+yビットのA/D変換出力(ADCDigital Output)を行う。デコーダ回路905は、ラッチ回路904のyビット出力から出力制御信号を作成しスイッチ選択回路102に与える。
【0091】
次に、図12を参照して、この実施の形態5によるA/D変換器の動作を説明する。サンプルホールド回路104は、基準クロック信号CLK0がHレベル状態にあるときサンプル動作を行い、Lレベル状態にあるときホールド動作を行うことを繰り返す。
【0092】
A/D変換拡張ビットモジュール903は、サンプルホールド回路104がホールド動作を行っている期間において、参照電圧発生回路101からの参照電圧群Vrefiとサンプルホールド回路104と大小比較を実施してyビットのA/D変換動作を行う。このyビットのA/D変換動作は、クロック信号CLK1の立ち上がりによってラッチ回路904がラッチ動作に入るまでに終了するようなっている。
【0093】
A/D変換動作は、次のような手順で行われる。すなわち、A/D変換レンジを2y分の1に分割した2y−1個の参照電圧群Vrefiとアナログ入力信号VinがA/D変換拡張ビットモジュール903に入力され、yビットのA/D変換が行なわれる。その変換結果は、クロック信号CLK1の立ち上がりによってyビットのラッチ回路904にラッチされる。
【0094】
このラッチ回路904のyビット出力は、yビットのデコーダ回路903にてスイッチ選択回路102への出力制御信号となり、スイッチ選択回路102にて既存A/D変換器902用の参照電圧(上限値と下限値)が選択される。
【0095】
そこで、入力レンジ変換回路901では、このようにスイッチ選択回路102にて選択された参照電圧の上限値と下限値の範囲を2x分の1に分割した2x−1個の参照電圧群Vrefとアナログ入力信号Vinとの各差分を2y倍し、上限値VRTと下限値VRBの入力レンジを既存A/D変換器902のそれに一致させ、参照電圧群Vrefiを既存A/D変換器902に与える。これによって、既存A/D変換器902では、従前通りxビットのA/D変換を行うことができる。
【0096】
この既存A/D変換器902のxビット出力とラッチ回路904のyビット出力とを同期回路906にて同期させ、y+xビットのA/D変換出力を得る。
【0097】
以上のように、実施の形態5によれば、基準クロック信号における1クロックのLレベル期間内に必要個数のラッチ用クロック信号を順々に発生させ、そのLレベル期間内に拡張ビット用のA/D変換モジュールに拡張ビットの最上位ビットから最下位ビットまでを順々にビット変換させるようにし、その拡張ビットに基づき選択した参照電圧を、入力レンジを合わせる変換を行って既存のA/D変換器に与えて既存A/D変換器を従前通りに動作させ、両者の変換ビットを同期して取り出すようしたので、既存のA/D変換器に対して高ビット化拡張を行うことができる。
【0098】
実施の形態6.
図13は、この発明の実施の形態6であるA/D変換器の構成を示すブロック図である。なお、図13では、図12に示した構成と同一ないしは同等である構成要素には、同一の符号が付されている。ここでは、この実施の形態6に関わる部分を中心に説明する。
【0099】
図13に示すように、実施の形態6によるA/D変換器は、図12に示した構成において、1個のサンプルホールド回路(SHC)104に代えて、サンプルホールド回路950が設けられている。サンプルホールド回路950は、分散型サンプルホールド回路モジュール(Distributed SHC Module)で構成されている。分散型サンプルホールド回路モジュール(Distributed SHC Module)の各サンプルホールド回路は、この実施の形態6では、図7に示したチョッパ型アンプで構成するとしている。したがって、図12に示した構成において、クロック生成回路(Clock Generator)107に代えてクロック生成回路(Clock Generator)402が設けられている。勿論、図3に示したサンプルホールド回路も使用することができる。その場合には、クロック生成回路(Clock Generator)107を使用すればよい。
【0100】
次に、図13を参照して、この実施の形態6によるA/D変換器の動作を説明する。分散型サンプルホールド回路モジュール(Distributed SHC Module)950の各サンプルホールド回路は、図8に示したように、基準クロック信号CLKSazがHレベル状態にあるときオートゼロ動作を行い、クロック信号CLKSinがLレベル状態でかつクロック信号CLKSrefがHレベル状態のときホールド動作を行うことを繰り返す。
【0101】
A/D変換拡張ビットモジュール903は、サンプルホールド回路104がホールド動作を行っている期間において、yビットのA/D変換動作をクロック信号CLKL1の立ち上がりによってラッチ回路904がラッチ動作に入るまでに行うようなっている。
【0102】
したがって、この実施の形態6によるA/D変換器でのA/D変換手順は、実施の形態5にて説明した手順と同じ手順で進行するので、その説明は割愛する。
【0103】
以上のように、実施の形態6では、実施の形態5においてサンプルホールド回路を分散型サンプルホールド回路で構成し、実施の形態5と同様の手順でA/D変換が行えるので、実施の形態5と同様に、既存のA/D変換器に対して高ビット化拡張を行うことができる。
【0104】
このとき、各サンプルホールド回路をチョッパ型アンプで構成する場合はサンプルホールド回路の高精度化が図れるので、当該A/D変換器の分解能を高めることができる。また、各サンプルホールド回路を図3に示したサンプルホールド回路で構成する場合は、サンプルホールド回路の低消費電力化、小サイズ化が図れる。
【0105】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、サンプルホールド回路のホールド動作期間内に、フラッシュ型のように並列に配置した各比較回路にて順次比較動作が行われることにより、最上位ビットから最下位ビットまでのA/D変換が行われる。この比較回路におけるビット変換動作は、サンプルホールド回路のホールド動作期間内に相対的に遅延を持って発生するラッチ用クロック信号によって対応する各ラッチ回路がラッチ動作に入るまでには終了するので、各ラッチ回路では、サンプルホールド回路のホールド動作期間内に所定ビットのデジタル信号を出力することができる。したがって、従来の逐次比較型A/D変換器に比べて変換速度の高速化を図ることができる。
【0106】
つぎの発明によれば、サンプルホールド回路のホールド動作期間内に、フラッシュ型のように並列に配置した各多ビットのA/D変換モジュールにて順次比較動作が行われることにより、最上位ビットから最下位ビットまでのA/D変換が行われる。この各多ビットのA/D変換モジュールにおけるA/D変換動作は、サンプルホールド回路のホールド動作期間内に相対的に遅延を持って発生するラッチ用クロック信号によって対応する各ラッチ回路がラッチ動作に入るまでには終了するので、各ラッチ回路では、サンプルホールド回路のホールド動作期間内に所定ビットのデジタル信号を出力することができる。したがって、従来の2ステップ型A/D変換器やパイプライン型A/D変換器に比べて低消費電力化、小サイズ化を図ることができる。
【0107】
つぎの発明によれば、サンプルホールド回路のホールド動作期間内に、拡張ビット用の多ビットA/D変換モジュールに拡張ビットの最上位ビットから最下位ビットまでを順々にビット変換させ、その得られた拡張ビットに基づき選択した参照電圧を、入力レンジを合わせる変換を行って既存のA/D変換器に与えて既存A/D変換器を従前通りに動作させ、両者の変換ビットを同期して取り出すことができるので、既存のA/D変換器に対して高ビット化拡張を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施の形態1であるA/D変換器の構成を示すブロック図である。
【図2】図1に示すクロック生成回路(Clock Generator)の構成例を示す回路図である。
【図3】図1に示すサンプルホールド回路(SHC)の構成例を示す回路図である。
【図4】図1に示すA/D変換器の動作を説明するタイムチャートである。
【図5】この発明の実施の形態2であるA/D変換器の構成を示すブロック図である。
【図6】図5に示すクロック生成回路(Clock Generator)の構成例を示す回路図である。
【図7】図5に示すサンプルホールド回路(SHC1〜SHCn)の構成例を示す回路図である。
【図8】図5に示すA/D変換器の動作を説明するタイムチャートである。
【図9】この発明の実施の形態3であるA/D変換器の構成を示すブロック図である。
【図10】図9に示すA/D変換モジュール(ADCM)の構成例を示すブロック図である。
【図11】この発明の実施の形態4であるA/D変換器の構成を示すブロック図である。
【図12】この発明の実施の形態5であるA/D変換器の構成を示すブロック図である。
【図13】この発明の実施の形態6であるA/D変換器の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
101 参照電圧発生回路(Reference Generator)、102 スイッチ選択回路(Switch Selector Matrix)、103 比較回路(CMP1〜CMPn)、104 サンプルホールド回路(SHC)、105 ラッチ回路(Latch1〜Latchn)、106 デコーダ回路(1bit Decoder〜n−1bit Decoder)、107,402 クロック生成回路(Clock Generator)、201−1〜201−n,401−1〜401−n 遅延回路(Delay Circuit)、401 サンプルホールド回路(SHC1〜SHCn)、601 A/D変換モジュール(M1bit ADCM〜Mnbit ADCM)、602 ラッチ回路(LatchM1〜LatchMn)、603 デコーダ回路(M1bit Decoder〜M1+…Mn−1bit Decoder)、801,950 サンプルホールド回路(Distributed SHC Module)、901 入力レンジ変換回路(Input Range Modulator(2ytimes))、902 既存A/D変換器(x bit Conventinal ADC)、903 A/D変換拡張ビットモジュール(ybit Extended ADCM)、904 ラッチ回路(Latchy)、905 デコーダ回路(ybit Decoder)、906 同期回路(Sync.)。
Claims (4)
- A/D変換レンジから参照電圧群を生成する参照電圧発生回路と、
生成された参照電圧群から1つの参照電圧を出力制御信号に従って選択する選択回路と、
アナログ入力信号を基準クロック信号に従ってサンプリングし保持出力するサンプルホールド回路と、
前記サンプルホールド回路の出力と前記選択回路が選択した参照電圧との大小比較を行う比較回路であって、前記サンプルホールド回路のホールド動作期間内において、最上位ビットから最下位ビットまでの比較動作を順々に行うビット数分の比較回路と、
前記基準クロック信号に従って前記サンプルホールド回路のホールド動作期間において相対的に遅延を持った必要数のラッチ用クロック信号を順々に発生するクロック生成回路と、
前記比較回路毎に設けられ、対応する比較回路の出力を対応する前記ラッチ用クロックに従って取り込み保持出力するラッチ回路と、
前記ラッチ回路の出力ビットの論理状態に基づき、前記選択回路が最上位ビット判定用の参照電圧から最下位ビット判定用の参照電圧に向かって順々に選択することになる前記出力制御信号を発生するデコーダ回路と、
を備えたことを特徴とするA/D変換器。 - A/D変換レンジから参照電圧群を生成する参照電圧発生回路と、
生成された参照電圧群から1つの参照電圧を出力制御信号に従って選択する選択回路と、
アナログ入力信号を基準クロック信号に従ってサンプリングし保持出力するサンプルホールド回路と、
前記サンプルホールド回路の出力と前記選択回路が選択した参照電圧との大小比較を行う多ビットのA/D変換モジュールであって、前記サンプルホールド回路のホールド動作期間内において、比較動作を順々に行う複数のA/D変換モジュールと、
前記基準クロック信号に従って前記サンプルホールド回路のホールド動作期間において相対的に遅延を持った必要数のラッチ用クロック信号を順々に発生するクロック生成回路と、
前記A/D変換モジュール毎に設けられ、対応するA/D変換モジュールの多ビット出力を対応する前記ラッチ用クロックに従って取り込み保持出力するラッチ回路と、
前記ラッチ回路の出力ビットの論理状態に基づき、前記選択回路が最上位側の前記A/D変換モジュール用の参照電圧から最下位側の前記A/D変換モジュール用の参照電圧に向かって順々に選択することになる前記出力制御信号を発生するデコーダ回路と、
を備えたことを特徴とするA/D変換器。 - A/D変換レンジから参照電圧群を生成する参照電圧発生回路と、
生成された参照電圧群から1つの参照電圧を出力制御信号に従って選択する選択回路と、
アナログ入力信号を基準クロック信号に従ってサンプリングし保持出力するサンプルホールド回路と、
任意の分解能を持つA/D変換器と、
前記サンプルホールド回路の出力と前記選択回路で選択された参照電圧群との差分を前記既存A/D変換器の入力レンジに適合させる入力レンジ変換回路と、
前記サンプルホールド回路の出力と参照電圧発生回路が生成する参照電圧群との大小比較を行う多ビットのA/D変換モジュールであって、前記サンプルホールド回路のホールド動作期間内において、最上位ビットから最下位ビットまでの比較動作を行うA/D変換モジュールと、
前記基準クロック信号に従って前記サンプルホールド回路のホールド動作期間において相対的に遅延を持った必要数のラッチ用クロック信号を順々に発生するクロック生成回路と、
前記A/D変換モジュールの多ビット出力を前記ラッチ用クロックに従って取り込み保持出力するラッチ回路と、
前記ラッチ回路の出力ビットの論理状態に基づき、前記選択回路が前記既存A/D変換器の最上位ビット判定用の参照電圧から最下位ビット判定用の参照電圧に向かって順々に選択することになる前記出力制御信号を発生するデコーダ回路と、
前記ラッチ回路の出力と前記既存のA/D変換器の出力コードとの同期を取って出力する同期回路と、
を備えたことを特徴とするA/D変換器。 - 前記サンプルホールド回路は、ビット数分設けられるチョッパ型で構成されていることを特徴とする請求項1または2に記載のA/D変換器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003170728A JP4236519B2 (ja) | 2003-06-16 | 2003-06-16 | A/d変換器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003170728A JP4236519B2 (ja) | 2003-06-16 | 2003-06-16 | A/d変換器 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005012250A true JP2005012250A (ja) | 2005-01-13 |
JP4236519B2 JP4236519B2 (ja) | 2009-03-11 |
Family
ID=34095453
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003170728A Expired - Fee Related JP4236519B2 (ja) | 2003-06-16 | 2003-06-16 | A/d変換器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4236519B2 (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7893857B2 (en) | 2008-02-14 | 2011-02-22 | Hynix Semiconductor Inc. | Analog to digital converter using successive approximation |
JP2012169923A (ja) * | 2011-02-15 | 2012-09-06 | Toshiba Corp | アナログデジタル変換器 |
KR101199574B1 (ko) | 2010-11-02 | 2012-11-12 | 한국과학기술원 | 아날로그 디지털 변환기 |
US8319677B2 (en) | 2009-10-09 | 2012-11-27 | Renesas Electronics Corporation | Semiconductor integrated circuit device having A/D converter with impedance matching circuit |
CN107658292A (zh) * | 2016-07-25 | 2018-02-02 | 精工爱普生株式会社 | 比较器、电路装置、物理量传感器、电子设备以及移动体 |
-
2003
- 2003-06-16 JP JP2003170728A patent/JP4236519B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7893857B2 (en) | 2008-02-14 | 2011-02-22 | Hynix Semiconductor Inc. | Analog to digital converter using successive approximation |
US8319677B2 (en) | 2009-10-09 | 2012-11-27 | Renesas Electronics Corporation | Semiconductor integrated circuit device having A/D converter with impedance matching circuit |
KR101199574B1 (ko) | 2010-11-02 | 2012-11-12 | 한국과학기술원 | 아날로그 디지털 변환기 |
US8421664B2 (en) | 2010-11-02 | 2013-04-16 | Korea Electronics Technology Instutitute | Analog-to-digital converter |
JP2012169923A (ja) * | 2011-02-15 | 2012-09-06 | Toshiba Corp | アナログデジタル変換器 |
CN107658292A (zh) * | 2016-07-25 | 2018-02-02 | 精工爱普生株式会社 | 比较器、电路装置、物理量传感器、电子设备以及移动体 |
CN107658292B (zh) * | 2016-07-25 | 2023-08-08 | 精工爱普生株式会社 | 比较器、电路装置、物理量传感器、电子设备以及移动体 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP4236519B2 (ja) | 2009-03-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9106243B2 (en) | Successive approximation analog-to-digital converter and method of analog-to-digital conversion | |
US7324038B2 (en) | Subranging analog to digital converter with multi-phase clock timing | |
US7215274B2 (en) | Reference voltage pre-charge in a multi-step sub-ranging analog-to-digital converter | |
KR101690060B1 (ko) | 연속 접근 방식 아날로그-디지털 변환기 및 아날로그-디지털 변환 방법 | |
KR101020672B1 (ko) | 비동기 전류모드 순환 비교를 이용한 아날로그-디지털 변환 | |
US8907834B2 (en) | Apparatus and methods for converting analog signal to N-bit digital data | |
US20100156692A1 (en) | Multi-stage dual successive approximation register analog-to-digital convertor and method of performing analog-to-digital conversion using the same | |
US7443333B2 (en) | Single stage cyclic analog to digital converter with variable resolution | |
WO2008069144A1 (ja) | A/dコンバータ | |
US9467161B1 (en) | Low-power, high-speed successive approximation register analog-to-digital converter and conversion method using the same | |
US20050174277A1 (en) | Analog-digital converter with advanced scheduling | |
US7791523B2 (en) | Two-step sub-ranging analog-to-digital converter and method for performing two-step sub-ranging in an analog-to-digital converter | |
KR101861059B1 (ko) | 가변 분해능을 갖는 단일 스테이지 순환 아날로그-디지털 컨버터에서의 전류 감소 | |
JP2005051481A (ja) | 逐次比較型a/dコンバータ | |
JP4402108B2 (ja) | アナログ・ディジタル変換装置、アナログ・ディジタル変換のための方法、又は当該変換装置がもたらされる信号処理システム | |
US10812098B1 (en) | Analog-to-digital converter decision control | |
TWI605689B (zh) | 類比至數位轉換裝置 | |
CN113114257B (zh) | 次高位超前逐次逼近模数转换器及控制方法 | |
JP4236519B2 (ja) | A/d変換器 | |
US6700523B2 (en) | Analog to digital converter selecting reference voltages in accordance with feedback from prior stages | |
Atchaya et al. | Design of High Speed Time–Interleaved SAR Analog to Digital Converter | |
US7652612B2 (en) | Cyclic pipeline analog-to-digital converter | |
KR102140007B1 (ko) | 연속 근사 레지스터 아날로그 디지털 변환기 및 이를 이용한 아날로그 디지털 변환 방법 | |
Ramalatha et al. | A high speed 12-bit pipelined ADC using switched capacitor and fat tree encoder | |
JP2924740B2 (ja) | A/d変換器 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060523 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20080402 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080603 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080722 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20081216 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20081216 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111226 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111226 Year of fee payment: 3 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111226 Year of fee payment: 3 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111226 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121226 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121226 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131226 Year of fee payment: 5 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |