JP2009290302A - A/d converting circuit - Google Patents

A/d converting circuit Download PDF

Info

Publication number
JP2009290302A
JP2009290302A JP2008138218A JP2008138218A JP2009290302A JP 2009290302 A JP2009290302 A JP 2009290302A JP 2008138218 A JP2008138218 A JP 2008138218A JP 2008138218 A JP2008138218 A JP 2008138218A JP 2009290302 A JP2009290302 A JP 2009290302A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pulse
gates
circuit
signal
conversion
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
JP2008138218A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shuichi Nakamura
修一 中村
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.)
Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
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 Denso Corp filed Critical Denso Corp
Priority to JP2008138218A priority Critical patent/JP2009290302A/en
Publication of JP2009290302A publication Critical patent/JP2009290302A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an A/D converting circuit capable of selecting improvement in resolution or suppression of increase in power consumption, as the need arises. <P>SOLUTION: Each of inverse gates F and R is arranged in the shape of a square matrix and each inverse gate R in the column direction is connected in the shape of a ring to configure pulse circulating circuits OC1-OC7 for each column. Each terminal of the inverse gate R is connected mutually in the row direction by the inverse gate F of the row direction, and an output terminal of inverse gates F11-F71 located at the last stage in each row is connected to an input terminal of inverse gates R72-R77 located at the next stage of the corresponding column to configure a pulse circulating circuit 2. When an analog voltage signal Vin is impressed on a voltage signal input terminal for analog-to-digital conversion, the inverse gates for causing a pulse signal to circulate at the pulse circulating circuit 2 are switched between seven gates of a single column and all of 49 gates. Thereby, resolution of data obtained by an encoder portion 6 is changed. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、アナログの電圧信号を二進数のデジタルデータに変換するA/D変換回路に関する。   The present invention relates to an A / D conversion circuit that converts an analog voltage signal into binary digital data.

特許文献1には、インバータゲートのような論理反転ゲートを奇数個リング状に接続することでパルス周回回路(リングディレイライン,またはリングオシレータ)を構成し、それら論理反転ゲートの電源電圧をA/D変換対象のアナログ電圧として、所定のA/D変換時間に前記パルス周回回路をパルス信号が周回する回数をカウントすると共に、前記パルス周回回路の内部においてパルス信号のエッジが到達していた位置をエンコードすることで、入力されたアナログ電圧のA/D変換データを得る構成のA/D変換回路が開示されている。   In Patent Document 1, a pulse circuit (ring delay line or ring oscillator) is configured by connecting an odd number of logic inversion gates such as inverter gates in a ring shape, and the power supply voltage of these logic inversion gates is A / As an analog voltage to be D-converted, the number of times the pulse signal circulates in the pulse circuit is counted during a predetermined A / D conversion time, and the position where the edge of the pulse signal has reached in the pulse circuit is determined. An A / D conversion circuit configured to obtain A / D conversion data of an input analog voltage by encoding is disclosed.

上記のように構成されるA/D変換回路の分解能は、パルス周回回路の内部で発生する位相差で決まるため、その位相差が小さいほど分解能が高くなり、位相差は、パルス周回回路を構成する論理反転ゲート1段分の遅延時間で決まる。論理反転ゲートの遅延時間は、半導体集積回路の製造プロセスで決まり、一般的にはプロセスが微細になるほど短くなる。したがって、A/D変換分解能の向上限界は、製造プロセスによって規定されることになる。   Since the resolution of the A / D conversion circuit configured as described above is determined by the phase difference generated inside the pulse circuit, the smaller the phase difference, the higher the resolution, and the phase difference constitutes the pulse circuit. This is determined by the delay time for one stage of the logic inversion gate. The delay time of the logic inversion gate is determined by the manufacturing process of the semiconductor integrated circuit, and generally becomes shorter as the process becomes finer. Therefore, the improvement limit of the A / D conversion resolution is defined by the manufacturing process.

また、特許文献2には、上記のパルス周回回路を構成する論理反転ゲートを行列状に配置することで行列型に展開した発振装置が開示されている。したがって、特許文献2の発振装置を特許文献1のA/D変換回路に適用すれば、製造プロセスに規定される限界を超えて、A/D変換分解能を更に向上できると想定される。
特開平5−259907号公報 特開2006−114969号公報
Patent Document 2 discloses an oscillation device developed in a matrix form by arranging logic inversion gates constituting the above-described pulse circulation circuit in a matrix. Therefore, if the oscillation device of Patent Document 2 is applied to the A / D conversion circuit of Patent Document 1, it is assumed that the A / D conversion resolution can be further improved beyond the limit specified in the manufacturing process.
JP-A-5-259907 JP 2006-114969 A

しかしながら、特許文献2のように構成されるパルス周回回路は、多数の論理反転ゲートが同時に動作して発振出力を行うため消費電力が大きく、そのパルス周回回路を用いてA/D変換回路を構成すれば、やはり消費電力が大きくなることが問題となる。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、必要に応じて、分解能の向上と、消費電力の上昇抑制とを選択できるA/D変換回路を提供することにある。
However, the pulse circuit configured as in Patent Document 2 consumes a large amount of power because a large number of logic inversion gates operate simultaneously to generate an oscillation output, and the A / D converter circuit is configured using the pulse circuit. In this case, the problem is that the power consumption increases.
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an A / D conversion circuit capable of selecting resolution improvement and power consumption increase suppression as necessary.

請求項1記載のA/D変換回路によれば、反転ゲートをn次(nは3以上の奇数)の正方行列状に配列し、列方向の反転ゲートをそれぞれリング状に連結すると共に、前記反転ゲートの各端子を行方向の反転ゲートにより行方向に接続し、各行の最終段に位置する反転ゲートの出力端子を、対応する列の次段に位置する反転ゲートの入力端子に接続してパルス周回回路を構成する。すると、行方向の反転ゲートも全体としてリング状に接続されることになる。そして、各反転ゲートの電源端子に接続される電圧信号入力端子にアナログ電圧信号を印加し、所定のA/D変換時間に対し、パルス周回回路の列方向についてパルス信号の周回数をカウントしたデータと、パルス周回回路内でのパルス信号の周回位置に応じたデータとを、前記アナログ電圧信号のA/D変換結果とする。   According to the A / D conversion circuit according to claim 1, the inversion gates are arranged in an n-order (n is an odd number of 3 or more) square matrix, the inversion gates in the column direction are connected in a ring shape, and the Each terminal of the inverting gate is connected in the row direction by the inverting gate in the row direction, and the output terminal of the inverting gate located at the last stage of each row is connected to the input terminal of the inverting gate located at the next stage of the corresponding column. Configure a pulse circuit. Then, the inversion gates in the row direction are connected in a ring shape as a whole. Data obtained by applying an analog voltage signal to the voltage signal input terminal connected to the power supply terminal of each inverting gate and counting the number of laps of the pulse signal in the column direction of the pulse circulator circuit for a predetermined A / D conversion time The data corresponding to the circulating position of the pulse signal in the pulse circulating circuit is used as the A / D conversion result of the analog voltage signal.

この場合、列方向に配置される反転ゲートの遅延時間(反転動作時間)を、行方向に配置される反転ゲートの遅延時間のn倍とするように設定する。そして、制御手段は、パルス周回回路において、パルス信号を周回させる反転ゲートを、n個の一列分のみとするか(n×n)個の全てとするかを切り換えることで、周回位置検出手段によって得られるデータの分解能を変更する。したがって、A/D変換分解能を向上させたい場合には、パルス周回回路を全て動作させ、高い分解能が不要である場合は、パルス周回回路を一列分のみ動作させて消費電力を抑制するように選択することができる。   In this case, the delay time (inversion operation time) of the inversion gate arranged in the column direction is set to be n times the delay time of the inversion gate arranged in the row direction. Then, the control means switches the inversion gate that circulates the pulse signal in the pulse circulation circuit between only n rows (n × n) or all of the inversion gates by the circulation position detection means. Change the resolution of the obtained data. Therefore, if you want to improve the A / D conversion resolution, select all of the pulse circuit to operate, and if high resolution is not required, select only one column to operate the pulse circuit to reduce power consumption. can do.

請求項2記載のA/D変換回路によれば、制御手段は、次数切換え手段を介してパルス周回回路における正方行列配置の次数を奇数単位で切り換える。したがって、例えば次数nを3,5,7,9…等に切り替えることで、動作させる反転ゲートの段数を切り換えてA/D変換分解能をより詳細に変更することができる。但し、この場合、カウンタによりカウントされるパルス周回数データ並びに周回位置検出手段により得られるデータについては、重み付けを変更する必要がある。   According to the A / D conversion circuit of the second aspect, the control means switches the order of the square matrix arrangement in the pulse circuit in odd units via the order switching means. Therefore, for example, by switching the order n to 3, 5, 7, 9,..., The number of inversion gates to be operated can be switched to change the A / D conversion resolution in more detail. However, in this case, it is necessary to change the weighting of the pulse circulation number data counted by the counter and the data obtained by the circulation position detection means.

請求項3記載のA/D変換回路によれば、次数切換え手段を、複数のNANDゲートとNORゲートとの組合せで構成し、制御手段は、NANDゲートに対して切り換え制御信号を与えてA/D変換分解能を変更する。すなわち、パルス周回回路における途中段に、NANDゲートの入力端子の一方を接続すれば、入力端子の他方によりパルス信号の出力可否を制御できる。そして、複数のNANDゲートからの出力信号を、NORゲートを介してパルス周回回路の初段に与えるようにすれば、パルス周回回路の次数を変更できる。この場合、次数切換え手段を構成するNANDゲート,NORゲートの2段分は、パルス周回回路の一部を構成することになる。   According to the A / D conversion circuit of the third aspect, the order switching means is constituted by a combination of a plurality of NAND gates and NOR gates, and the control means gives a switching control signal to the NAND gates to provide the A / D conversion circuit. Change the D conversion resolution. That is, if one of the input terminals of the NAND gate is connected to the intermediate stage in the pulse circuit, whether or not the pulse signal can be output can be controlled by the other input terminal. If the output signals from the plurality of NAND gates are given to the first stage of the pulse circuit through the NOR gates, the order of the pulse circuit can be changed. In this case, two stages of the NAND gate and NOR gate constituting the order switching means constitute a part of the pulse circuit.

(第1実施例)
以下、本発明の第1実施例について図1及び図2を参照して説明する。パルス位相差符号化回路1は、パルス周回回路2、カウンタ3、ラッチ回路4、パルスセレクタ部(周回位置検出手段)5、エンコーダ部(周回位置検出手段)6、データセレクタ7,信号処理回路8で構成されている。
(First embodiment)
A first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. The pulse phase difference encoding circuit 1 includes a pulse circulation circuit 2, a counter 3, a latch circuit 4, a pulse selector unit (circulation position detection unit) 5, an encoder unit (circulation position detection unit) 6, a data selector 7, and a signal processing circuit 8. It consists of

パルス周回回路2は、特許文献2に開示されている発振装置をベースにしたn(=7)次の正方行列型で構成され、7×7=49個の反転ゲートR11〜R17,R21〜R27,R31〜R37,R41〜R47,R51〜R57,R61〜R67,R71〜R77,F11〜F17,F21〜F27,F31〜F37,F41〜F47,F51〜F57,F61〜F67,F71〜F77から構成されている。尚、図1では、図示が煩雑となるのを回避するため、中間部に配置されているゲートについては符号を省略している(詳細は、特許文献1の図1参照)。   The pulse circuit 2 is configured in an n (= 7) order square matrix type based on the oscillation device disclosed in Patent Document 2, and 7 × 7 = 49 inversion gates R11 to R17, R21 to R27. , R31 to R37, R41 to R47, R51 to R57, R61 to R67, R71 to R77, F11 to F17, F21 to F27, F31 to F37, F41 to F47, F51 to F57, F61 to F67, F71 to F77 Has been. In FIG. 1, reference numerals are omitted for the gates arranged in the intermediate portion in order to avoid the complicated illustration (see FIG. 1 of Patent Document 1 for details).

但し本実施例では、特許文献1の図1とは異なり、ゲートR11,R21,R31,R41,R51,R61,R71と、ゲートF11,F21,F31,F41,F51,F61,F71とがNANDゲートで構成されている。その他のゲートは全てインバータゲートである。各反転ゲートR,Fは、行方向および列方向に7個ずつ行列状に配列され、行方向に配列された各ゲートF11〜F77と、列方向に配列された各ゲートR11〜R77とは、それぞれ同一構造のCMOSゲートで構成されている。すなわち、列方向に並ぶ反転ゲートRの遅延時間Trは、行方向に並ぶ反転ゲートFの遅延時間Tfの7倍となるように設定されている(Tr=7×Tf)。   However, in this embodiment, unlike FIG. 1 of Patent Document 1, the gates R11, R21, R31, R41, R51, R61, R71 and the gates F11, F21, F31, F41, F51, F61, F71 are NAND gates. It consists of All other gates are inverter gates. Each of the inversion gates R and F is arranged in a matrix of seven in the row direction and the column direction, and the gates F11 to F77 arranged in the row direction and the gates R11 to R77 arranged in the column direction are: Each is composed of CMOS gates having the same structure. That is, the delay time Tr of the inverting gates R arranged in the column direction is set to be seven times the delay time Tf of the inverting gates F arranged in the row direction (Tr = 7 × Tf).

列方向に配列されたゲートR11〜R77は、7個ずつリング状に連結(直列接続)されて7段パルス周回回路OC1〜OC7を構成しており、各パルス周回回路OC1〜OC7の各ゲートの端子は、各ゲートF12〜F17,F22〜F27,F32〜F37,F42〜F47,F52〜F57,F62〜F67,F72〜F77によって接続されている。
そして、パルス周回回路OC1の各段のゲートR11〜R17の入力端子と、パルス周回回路OC7における前記各段の次段のゲートR72〜R77,R71の入力端子とは、各ゲートF11,F21,F31,F41,F51,F61,F71によって接続されている。
Seven gates R11 to R77 arranged in the column direction are connected in a ring shape (seven in series) to form a seven-stage pulse circuit OC1 to OC7, and each gate of each pulse circuit OC1 to OC7 The terminals are connected by gates F12 to F17, F22 to F27, F32 to F37, F42 to F47, F52 to F57, F62 to F67, and F72 to F77.
The input terminals of the gates R11 to R17 at each stage of the pulse circuit OC1 and the input terminals of the gates R72 to R77 and R71 at the next stage of the pulse circuit OC7 are the gates F11, F21, and F31. , F41, F51, F61, and F71.

例えば、パルス周回回路OC1における1段目:ゲートR11の入力端子と、パルス周回回路OC7における2段目(1段目の次段):ゲートR72の入力端子とは、NANDゲートF11により接続され、パルス周回回路OC1における7段目:ゲートR17の入力端子と、パルス周回回路OC7における1段目(7段目の次段):ゲートR71の入力端子とは、NANDゲートF71により接続されている。そして、ゲートF71の出力端子は、パルス周回回路OC7の各ゲートR77,R71間の端子を介して、ゲートF17の入力端子に接続されており、各ゲートF11〜F77は、全てが1つのリング状に連結(直列接続)されている。   For example, the first stage in the pulse circuit OC1: the input terminal of the gate R11 and the second stage (next stage of the first stage) in the pulse circuit OC7: the input terminal of the gate R72 are connected by the NAND gate F11. The seventh stage in the pulse circuit OC1: the input terminal of the gate R17 and the first stage (next stage of the seventh stage) in the pulse circuit OC7: the input terminal of the gate R71 are connected by a NAND gate F71. The output terminal of the gate F71 is connected to the input terminal of the gate F17 via a terminal between the gates R77 and R71 of the pulse circuit OC7, and each of the gates F11 to F77 has a single ring shape. Are connected (in series).

すなわち、パルス周回回路2は、行方向および列方向に7個ずつ行列状に配列された反転ゲートF,Rを備え、列方向に配列されたゲートR11〜R77がそれぞれリング状に連結されて各列毎に7段パルス周回回路OC1〜OC7を構成している。また、各パルス周回回路OC1〜OC7の各段のゲートR間の端子は行方向に配列されたゲートFによって接続され、行方向に配列されたゲートF11〜F77がリング状に連結されることで、それらの全体としてパルス周回回路2が構成されている。
また、図面が煩雑となるため図示を省略しているが、これら49個のゲートの電源端子は一括して、A/D変換対象となるアナログ電圧Vinが印加される電圧信号入力端子に接続されており、アナログ電圧Vinが各ゲートの動作電源として供給される。
That is, the pulse circuit 2 includes inversion gates F and R arranged in a matrix of seven in the row direction and the column direction, and gates R11 to R77 arranged in the column direction are connected in a ring shape, respectively. A seven-stage pulse circuit OC1 to OC7 is configured for each column. Further, the terminals between the gates R of each stage of each of the pulse circulation circuits OC1 to OC7 are connected by the gates F arranged in the row direction, and the gates F11 to F77 arranged in the row direction are connected in a ring shape. As a whole, the pulse circuit 2 is configured.
Further, although not shown in the drawing because the drawing is complicated, the power supply terminals of these 49 gates are collectively connected to a voltage signal input terminal to which an analog voltage Vin to be A / D converted is applied. The analog voltage Vin is supplied as an operating power source for each gate.

そして、パルス周回回路2のNANDゲートR71と、その他のNANDゲートR11,R21,R31,R41,R51,R61,F11,F21,F31,F41,F51,F61,F71の一方の入力端子には、制御回路(制御手段)9より信号PAL,PAHがそれぞれ出力されて発振動作(パルス信号の周回動作)を開始する。すなわち、信号PALだけが出力されるとパルス周回回路OC7のみが発振動作し、信号PAL,PAHが共に出力されるとパルス周回回路2の全体が発振動作する。   Then, one input terminal of the NAND gate R71 of the pulse circuit 2 and the other NAND gates R11, R21, R31, R41, R51, R61, F11, F21, F31, F41, F51, F61, and F71 is controlled. Signals PAL and PAH are output from the circuit (control means) 9 to start the oscillation operation (circulation operation of the pulse signal). That is, when only the signal PAL is output, only the pulse circuit OC7 oscillates, and when both the signals PAL and PAH are output, the entire pulse circuit 2 oscillates.

カウンタ3は、パルス周回回路2内でリング状に伝送されるパルス信号の周回数をカウントし、そのカウントデータは、制御回路9により信号PBが出力されるとラッチ回路4によりラッチされる。すなわち、信号PAが出力された時点から、信号PBが出力されるまでの時間がA/D変換時間となる。   The counter 3 counts the number of circulations of the pulse signal transmitted in a ring shape in the pulse circuit 2, and the count data is latched by the latch circuit 4 when the signal PB is output by the control circuit 9. That is, the time from when the signal PA is output until the signal PB is output is the A / D conversion time.

パルスセレクタ部5は、パルス周回回路2内を周回しているパルス信号の位置を示す信号を発生する。そのため、パルスセレクタ部5の入力端子には、パルス周回回路2を構成する49個のゲートの各格子点がそれぞれ接続されている。エンコーダ部6は、パルスセレクタ部5からの出力信号に対応したデジタルデータを発生する。尚、パルスセレクタ部5並びにエンコーダ部6は、A/D変換分解能の切換えに対応するため、後述するように、内部にそれぞれ2個のセレクタ,2個のエンコーダを備えている。そして、データセレクタ7は、制御回路9が出力する信号PAHによって、エンコーダ部6が出力する2系統のデータの一方を選択して、信号処理回路8に出力する。   The pulse selector unit 5 generates a signal indicating the position of the pulse signal that circulates in the pulse circuit 2. Therefore, the lattice points of 49 gates constituting the pulse circuit 2 are connected to the input terminal of the pulse selector unit 5. The encoder unit 6 generates digital data corresponding to the output signal from the pulse selector unit 5. Note that the pulse selector unit 5 and the encoder unit 6 are each provided with two selectors and two encoders, as will be described later, in order to cope with switching of the A / D conversion resolution. Then, the data selector 7 selects one of the two systems of data output from the encoder unit 6 based on the signal PAH output from the control circuit 9 and outputs the selected data to the signal processing circuit 8.

信号処理回路8は、ラッチ回路4からのデジタルデータとエンコーダ部6からのデジタルデータとを合成することで、制御回路9より出力されるパルス信号PA,PBの位相差(A/D変換時間)に応じて変換された電圧信号Vinの二進数デジタルデータを生成出力する。この場合、信号処理回路8は、ラッチ回路4からのデータを上位ビット側とし、エンコーダ6からのデータを下位ビット側として連結したデータに対し、ラッチ回路4の出力データをLSB詰めで桁合わせして減算を行う。そして、パルス位相差符号化回路1と制御回路9とがA/D変換回路10を構成している。   The signal processing circuit 8 synthesizes the digital data from the latch circuit 4 and the digital data from the encoder unit 6 to thereby obtain a phase difference (A / D conversion time) between the pulse signals PA and PB output from the control circuit 9. Binary digital data of the voltage signal Vin converted according to the above is generated and output. In this case, the signal processing circuit 8 aligns the output data of the latch circuit 4 with LSB justification with respect to the data concatenated with the data from the latch circuit 4 as the upper bit side and the data from the encoder 6 as the lower bit side. Subtract. The pulse phase difference encoding circuit 1 and the control circuit 9 constitute an A / D conversion circuit 10.

図2は、パルスセレクタ部5並びにエンコーダ部6の内部構成を示すものである。パルスセレクタ5Hの入力端子には、パルス周回回路2を構成する49個の格子点が全て接続されている。エンコーダ6Hは、パルス位置(パルス信号のエッジ)が、それら49個の格子点の何れに到達しているかを示すデータをエンコードする。一方、パルスセレクタ5Lの入力端子には、パルス周回回路OC7を構成する各ゲートR71〜R77の端子間を接続する7点だけが接続されており、エンコーダ6Lは、パルス位置が、それら7点の何れに到達しているかを示すデータをエンコードする。そして、データセレクタ7は、信号PAHがアクティブであればエンコーダ6H側を選択し、信号PAHがインアクティブであればエンコーダ6L側を選択するようになっている。   FIG. 2 shows the internal configuration of the pulse selector unit 5 and the encoder unit 6. All the 49 lattice points constituting the pulse circuit 2 are connected to the input terminal of the pulse selector 5H. The encoder 6H encodes data indicating which of the 49 lattice points the pulse position (the edge of the pulse signal) has reached. On the other hand, the input terminal of the pulse selector 5L is connected to only seven points that connect the terminals of the gates R71 to R77 constituting the pulse circuit OC7. The encoder 6L has a pulse position of the seven points. Encode the data indicating which is reached. The data selector 7 selects the encoder 6H side when the signal PAH is active, and selects the encoder 6L side when the signal PAH is inactive.

次に、本実施例の作用について説明する。制御回路9は、A/D変換を高分解能で行う場合には、信号PAH,PALを同時にアクティブ(ハイ)とし、所定のA/D変換時間の経過後に信号PBをアクティブにして、電圧信号入力端子に与えられるアナログ電圧VinをA/D変換する。この場合、パルス周回回路2はその全体が動作するため、A/D変換分解能は、パルス周回の1周期をTとすると、T/49に対応したものとなる。即ち、ゲートR71の入力端子に与えられた信号が、反転されてその出力端子に伝達される間に、行方向においては前記信号がゲートF17〜F11に伝達されて、同時にゲートR71の出力端子,ゲートR72の入力端子,ゲートF27の入力端子に到達する。   Next, the operation of this embodiment will be described. When performing A / D conversion with high resolution, the control circuit 9 activates the signals PAH and PAL simultaneously (high), activates the signal PB after a predetermined A / D conversion time, and inputs a voltage signal. The analog voltage Vin applied to the terminal is A / D converted. In this case, since the entire pulse circulation circuit 2 operates, the A / D conversion resolution corresponds to T / 49, where T is one period of the pulse circulation. That is, while the signal applied to the input terminal of the gate R71 is inverted and transmitted to the output terminal, the signal is transmitted to the gates F17 to F11 in the row direction and simultaneously the output terminal of the gate R71, It reaches the input terminal of the gate R72 and the input terminal of the gate F27.

また、制御回路9は、A/D変換に高い分解能が不要な場合は信号PALだけをアクティブとし、A/D変換時間の経過後に信号PBをアクティブにしてアナログ電圧VinをA/D変換する。この場合、パルス周回回路2では1つのパルス周回回路OC7だけが動作するので、A/D変換分解能はT/7に対応したものとなる。   Further, when high resolution is not required for A / D conversion, the control circuit 9 activates only the signal PAL, and activates the signal PB after the A / D conversion time has elapsed to A / D convert the analog voltage Vin. In this case, since only one pulse circuit OC7 operates in the pulse circuit 2, the A / D conversion resolution corresponds to T / 7.

以上のように本実施例によれば、反転ゲートF,Rを正方行列状に配列し、列方向の反転ゲートRをそれぞれリング状に連結して各列毎にパルス周回回路OC1〜OC7を構成し、反転ゲートRの各端子を行方向の反転ゲートFにより行方向に接続し、各行の最終段に位置する反転ゲートF11〜F71の出力端子を、対応する列の次段に位置する反転ゲートR72〜R77の入力端子に接続してパルス周回回路2を構成する。
そして、電圧信号入力端子にアナログ電圧信号Vinを印加してA/D変換する場合に、パルス周回回路2においてパルス信号を周回させる反転ゲートを、7個の一列分のみ、すなわちパルス周回回路OC7のみとするか、49個の全て、すなわちパルス周回回路2の全体とするかを切り換えることで、パルスセレクタ部5及びエンコーダ部6によって得られるデータの分解能を変更するようにした。したがって、A/D変換分解能を向上させたい場合には、パルス周回回路2を全て動作させ、高い分解能が不要である場合は、パルス周回回路2を1列分のみ動作させて消費電力を抑制するように選択することができる。
As described above, according to the present embodiment, the inversion gates F and R are arranged in a square matrix, and the inversion gates R in the column direction are connected in a ring shape to form the pulse circuit OC1 to OC7 for each column. Then, the terminals of the inverting gate R are connected in the row direction by the inverting gate F in the row direction, and the output terminals of the inverting gates F11 to F71 located at the last stage of each row are inverted gates located at the next stage of the corresponding column. The pulse circuit 2 is configured by connecting to the input terminals of R72 to R77.
When the analog voltage signal Vin is applied to the voltage signal input terminal and A / D conversion is performed, only one column of the inverting gate that circulates the pulse signal in the pulse circuit 2 is provided, that is, only the pulse circuit OC7. The resolution of data obtained by the pulse selector unit 5 and the encoder unit 6 is changed by switching between all 49 units, that is, the entire pulse circuit 2. Therefore, when it is desired to improve the A / D conversion resolution, all the pulse circuit 2 is operated, and when high resolution is unnecessary, the pulse circuit 2 is operated only for one column to suppress power consumption. Can be selected.

(第2実施例)
図3は本発明の第2実施例を示すものであり、第1実施例と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、以下異なる部分について説明する。図3は、図1の一部相当図である。第2実施例のA/D変換回路11は、パルス周回回路12において、反転ゲートをリング状に接続する数(正方行列の次数nに対応)を、奇数単位でダイナミックに変更可能となるように構成している。
(Second embodiment)
FIG. 3 shows a second embodiment of the present invention. The same parts as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, the description thereof is omitted, and different parts will be described below. FIG. 3 is a partial equivalent diagram of FIG. The A / D conversion circuit 11 according to the second embodiment can dynamically change the number of inversion gates connected in a ring shape (corresponding to the order n of the square matrix) in the pulse circuit 12 in odd units. It is composed.

図3は、パルス周回回路12の一列分であるOC7についてのみ示すが、パルス周回回路OC7には、3個のNANDゲートR7A,R7B,R7Cと、1個のNORゲートR7Dとで構成される次数切換え回路(次数切換え手段)13(R7)が付加されている。そして、NANDゲートR7A,R7B,R7Cの一方の入力端子は、NANDゲートR71,インバータゲートR73,R75の出力端子にそれぞれ接続されている。また、インバータゲートR76,R77は削除されている。   FIG. 3 shows only OC7 that is one column of the pulse circuit 12, but the pulse circuit OC7 includes an order composed of three NAND gates R7A, R7B, and R7C and one NOR gate R7D. A switching circuit (order switching means) 13 (R7) is added. One input terminal of each of the NAND gates R7A, R7B, and R7C is connected to the output terminal of each of the NAND gate R71 and the inverter gates R73 and R75. Further, the inverter gates R76 and R77 are omitted.

NANDゲートR7A,R7B,R7Cの各出力端子は、3入力NORゲートR7Dの入力端子にそれぞれ接続されており、NORゲートR7Dの出力端子は、NANDゲートR71及びインバータゲートF17の入力端子に接続されている。NANDゲートR7A,R7B,R7Cの他方の入力端子には、制御回路9(図3では図示せず)により次数切換え信号ENB_×3,ENB_×5,ENB_×7が与えられている。そして、具体的には図示しないが、同様に構成される次数切換え回路13(R1〜R6,F1〜F7)は、各列,各行のパルス周回回路毎に付加されている。   The output terminals of the NAND gates R7A, R7B, and R7C are connected to the input terminals of the 3-input NOR gate R7D, respectively, and the output terminals of the NOR gate R7D are connected to the input terminals of the NAND gate R71 and the inverter gate F17. Yes. The order switching signals ENB_ × 3, ENB_ × 5, and ENB_ × 7 are given to the other input terminals of the NAND gates R7A, R7B, and R7C by the control circuit 9 (not shown in FIG. 3). Although not specifically shown, order switching circuits 13 (R1 to R6, F1 to F7) configured in the same manner are added to the pulse circuit in each column and each row.

また、上記の次数切換えに対応して、パルスセレクタ部及びエンコーダ部も個別のパルスセレクタ及びエンコーダが用意されており、それらの選択切り替えは、次数切換え信号ENBによりデータセレクタにおいて行われるようになっている。尚、この場合、次数切換え回路13のNANDゲート7RA〜7RC,NORゲート7RDの2段分は、パルス周回回路12の一部を構成することになる。   Corresponding to the above order switching, the pulse selector unit and the encoder unit are also provided with individual pulse selectors and encoders, and the selection switching is performed in the data selector by the order switching signal ENB. Yes. In this case, the two stages of the NAND gates 7RA to 7RC and the NOR gate 7RD of the order switching circuit 13 constitute a part of the pulse circuit 12.

次に、第2実施例の作用について説明する。制御回路9は、A/D変換を行うためのパルス周回回路13の段数を、3,5,7の何れにするかに応じて、次数切換え信号ENB_×3,ENB_×5,ENB_×7の何れか1つだけをアクティブ(ハイ)にする。そして、第1実施例と同様に、要求されるA/D変換分解能に応じて、信号PAH,PALをアクティブにしてA/D変換を行う。
例えば、パルス周回回路12の段数を「3」とする場合は、次数切換え信号ENB_×3をアクティブにする。すると、パルス周回回路OC7では、ゲートR71,R7A,R7Dの経路でパルス信号が周回するので、分解能の切換えによって3×3の行列型で動作させるか、3個の一列分のみで動作させるかを選択できる。
Next, the operation of the second embodiment will be described. The control circuit 9 sets the order switching signals ENB_ × 3, ENB_ × 5, ENB_ × 7 according to which of 3, 5, and 7 the number of stages of the pulse circuit 13 for performing A / D conversion is set. Only one of them is active (high). Similarly to the first embodiment, the signals PAH and PAL are activated to perform A / D conversion according to the required A / D conversion resolution.
For example, when the number of stages of the pulse circuit 12 is set to “3”, the order switching signal ENB_ × 3 is made active. Then, in the pulse circulator circuit OC7, since the pulse signal circulates through the paths of the gates R71, R7A, R7D, it is determined whether to operate in a 3 × 3 matrix type by switching the resolution or to operate only for three columns. You can choose.

また、上記段数を「7」とする場合は、次数切換え信号ENB_×7をアクティブにすれば、パルス周回回路OC7では、ゲートR71〜R75,R7C,R7Dの経路でパルス信号が周回する。したがって、第1実施例と同様に、分解能の切換えに応じて7×7の行列型で動作させるか、7個の一列分のみで動作させるかを選択できる。但し、この場合、カウンタ3によりカウントされるパルス周回数のデータ並びにエンコーダ部により得られるパルス位置データについて重み付けを変更する必要がある。   Further, when the number of stages is “7”, if the order switching signal ENB_ × 7 is activated, the pulse circuit circulates along the path of the gates R71 to R75, R7C, and R7D in the pulse circuit OC7. Therefore, as in the first embodiment, it is possible to select whether to operate in a 7 × 7 matrix type or to operate in only one column according to switching of resolution. However, in this case, it is necessary to change the weighting for the data of the number of pulse laps counted by the counter 3 and the pulse position data obtained by the encoder unit.

以上のように第2実施例によれば、制御回路9は、次数切換え回路13を介してパルス周回回路12における正方行列配置の次数を奇数単位で切り換えるので、A/D変換分解能をより詳細に変更することができる。そして、次数切換え回路13を、NANDゲート7RA〜7RCとNORゲート7RDとの組合せで構成し、制御回路9は、NANDゲート7RA〜7RCに対して次数切り換え信号を与えてA/D変換分解能を変更するので、NANDゲート7RA〜7RCからの出力信号を、NORゲート7RDを介してパルス周回回路OC7の初段に与えて、パルス周回回路12の次数を変更できる。   As described above, according to the second embodiment, the control circuit 9 switches the order of the square matrix arrangement in the pulse circuit 12 through the order switching circuit 13 in odd units, so that the A / D conversion resolution is more detailed. Can be changed. Then, the order switching circuit 13 is composed of a combination of NAND gates 7RA to 7RC and NOR gate 7RD, and the control circuit 9 gives an order switching signal to the NAND gates 7RA to 7RC to change the A / D conversion resolution. Therefore, the output signal from the NAND gates 7RA to 7RC is given to the first stage of the pulse circuit OC7 via the NOR gate 7RD, and the order of the pulse circuit 12 can be changed.

本発明は前記し且つ図面に記載した実施例にのみ限定されるものではなく、以下のような変形または拡張が可能である。
パルス周回回路のゲート段数nは一例であり、3以上の奇数であれば適宜変更して実施すれば良い。
データセレクタ7を設ける代わりに、パルスセレクタ部及びエンコーダ部に信号PAHを与えることで、それらの信号選択ロジックやエンコードロジック自体を変更するように構成しても良い。
The present invention is not limited to the embodiments described above and shown in the drawings, and the following modifications or expansions are possible.
The number n of gate stages of the pulse circuit is an example, and if it is an odd number of 3 or more, it may be changed as appropriate.
Instead of providing the data selector 7, the signal selection logic and the encoding logic itself may be changed by giving the signal PAH to the pulse selector unit and the encoder unit.

本発明の第1実施例であり、A/D変換回路の構成を示す図1 is a diagram illustrating a configuration of an A / D conversion circuit according to a first embodiment of the present invention. パルスセレクタ部並びにエンコーダ部の内部構成を示す図The figure which shows the internal structure of a pulse selector part and an encoder part 本発明の第2実施例を示す図1の一部相当図FIG. 1 is a partial equivalent diagram of FIG. 1 showing a second embodiment of the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

図面中、1はパルス位相差符号化回路、2はパルス周回回路、3はカウンタ、4はラッチ回路、5はパルスセレクタ部(周回位置検出手段)、6はエンコーダ部(周回位置検出手段)、9は制御回路(制御手段)、10,11はA/D変換回路、12はパルス周回回路、13は次数切換え回路(次数切換え手段)、R7A,R7B,R7CはNANDゲートと、R7DはNORゲートを示す。   In the drawings, 1 is a pulse phase difference encoding circuit, 2 is a pulse circulation circuit, 3 is a counter, 4 is a latch circuit, 5 is a pulse selector section (circulation position detection means), 6 is an encoder section (circulation position detection means), 9 is a control circuit (control means), 10 and 11 are A / D conversion circuits, 12 is a pulse circuit, 13 is an order switching circuit (order switching means), R7A, R7B and R7C are NAND gates, and R7D is a NOR gate. Indicates.

Claims (3)

アナログの電圧信号を二進数のデジタルデータに変換するA/D変換回路であって、
入力信号を反転して出力すると共に反転動作時間が電源電圧により変化する反転ゲートがn次(nは3以上の奇数)の正方行列状に配列され、列方向の反転ゲートが各列毎にリング状に連結されると共に前記反転ゲートの各端子が行方向の反転ゲートにより行方向に接続され、各行の最終段に位置する反転ゲートの出力端子が、対応する列の次段に位置する反転ゲートの入力端子に接続されて構成されるパルス周回回路と、
前記各反転ゲートの電源端子に接続され、前記電圧信号が印加される電圧信号入力端子と、
前記パルス周回回路をパルス信号が周回した回数をカウントし、そのカウント結果をデジタルデータとして出力するカウンタと、
前記反転ゲートからの出力信号に基づいて前記パルス周回回路内での前記パルス信号の周回位置を検出し、その周回位置に応じたデジタルデータを発生する周回位置検出手段と、
前記パルス周回回路のパルス周回動作を起動させた時点から所定のA/D変換時間が経過した時点で、前記カウンタによりカウントされたデジタルデータを上位ビット,前記周回位置検出手段により発生されるデジタルデータを下位ビットとするA/D変換結果を出力させる制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記パルス周回回路においてパルス信号を周回させる反転ゲートを、n個の一列分のみとするか、(n×n)個の全てとするかを切り換えて、前記周回位置検出手段によって得られるデータの分解能を変更することを特徴とするA/D変換回路。
An A / D conversion circuit for converting an analog voltage signal into binary digital data,
The inversion gates that invert the input signal and output and change the inversion operation time according to the power supply voltage are arranged in an n-order (n is an odd number of 3 or more) square matrix, and the inversion gates in the column direction ring for each column. Inverted gates connected to each other in the row and connected in the row direction by the inverted gates in the row direction, and the output terminal of the inverted gate located at the last stage of each row is located at the next stage of the corresponding column A pulse circuit configured to be connected to the input terminal of
A voltage signal input terminal to which the voltage signal is applied, connected to a power supply terminal of each inversion gate;
A counter that counts the number of times the pulse signal circulates the pulse circuit, and outputs the count result as digital data;
A circulating position detecting means for detecting a circulating position of the pulse signal in the pulse circulating circuit based on an output signal from the inversion gate, and generating digital data corresponding to the circulating position;
When a predetermined A / D conversion time has elapsed from the time when the pulse circulation operation of the pulse circulation circuit is started, the digital data counted by the counter is the upper bit, and the digital data generated by the circulation position detection means And a control means for outputting an A / D conversion result having a lower bit as
The control means switches whether the number of inversion gates that circulate a pulse signal in the pulse circuit is only for one row of n or all of (n × n), and the circuit position detection means An A / D conversion circuit characterized by changing the resolution of the obtained data.
前記パルス周回回路における正方行列配置の次数を、奇数単位で切換える次数切換え手段を備え、
前記制御手段は、前記次数切換え手段に対して切り換え制御信号を与えることで、A/D変換解能を変更することを特徴とする請求項1記載のA/D変換回路。
Order switching means for switching the order of the square matrix arrangement in the pulse circuit in odd units;
2. The A / D conversion circuit according to claim 1, wherein the control means changes the A / D conversion resolution by giving a switching control signal to the order switching means.
前記次数切換え手段は、複数のNANDゲートとNORゲートとの組合せで構成され、
前記制御手段は、前記NANDゲートに対して切り換え制御信号を与えることで、前記A/D変換分解能を変更することを特徴とする請求項2記載のA/D変換回路。
The order switching means is composed of a combination of a plurality of NAND gates and NOR gates,
3. The A / D conversion circuit according to claim 2, wherein the control means changes the A / D conversion resolution by giving a switching control signal to the NAND gate.
JP2008138218A 2008-05-27 2008-05-27 A/d converting circuit Pending JP2009290302A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008138218A JP2009290302A (en) 2008-05-27 2008-05-27 A/d converting circuit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008138218A JP2009290302A (en) 2008-05-27 2008-05-27 A/d converting circuit

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2009290302A true JP2009290302A (en) 2009-12-10

Family

ID=41459126

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008138218A Pending JP2009290302A (en) 2008-05-27 2008-05-27 A/d converting circuit

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2009290302A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012100161A (en) * 2010-11-04 2012-05-24 Olympus Corp A/d conversion device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012100161A (en) * 2010-11-04 2012-05-24 Olympus Corp A/d conversion device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7116131B1 (en) High performance programmable logic devices utilizing dynamic circuitry
JP5807333B2 (en) Delay latch circuit and delay flip-flop
US9405510B2 (en) Random number generator
KR102400967B1 (en) Circuits for and methods of controlling power within an integrated circuit
KR102268023B1 (en) Circuits for and methods of providing voltage level shifting in an integrated circuit device
JP2009296548A (en) Semiconductor integrated circuit device
JP5753013B2 (en) Ring oscillator circuit, A / D conversion circuit, and solid-state imaging device
TW201618095A (en) Reconfigurable semiconductor device
US6879185B2 (en) Low power clock distribution scheme
JP2008283526A (en) Multiplexer circuit
JP2010103952A (en) Delay clock generating apparatus
JP2009290302A (en) A/d converting circuit
KR100186342B1 (en) Parallel adder
US7271616B2 (en) FPGA-based digital circuit for reducing readback time
US6172530B1 (en) Decoder for generating N output signals from two or more precharged input signals
JP2007124084A (en) Three-valued pulse generating circuit
JP4713130B2 (en) Flip-flop with scan, semiconductor device, and method for manufacturing semiconductor device
EP1903678A2 (en) Sequence independent non-overlapping digital signal generator with programmable delay
JP4668591B2 (en) High frequency counter circuit
JP2005210683A5 (en)
JP3601428B2 (en) selector
US6784712B2 (en) Variable circuit capable of changing the connected states of its flipflops
JP4706042B2 (en) Macro cell circuit
US7893721B2 (en) Dual rail domino circuit and logic circuit
JPH0815392A (en) Test mode setting circuit