JP2636861B2 - Analog / digital converter - Google Patents

Analog / digital converter

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JP2636861B2
JP2636861B2 JP62304069A JP30406987A JP2636861B2 JP 2636861 B2 JP2636861 B2 JP 2636861B2 JP 62304069 A JP62304069 A JP 62304069A JP 30406987 A JP30406987 A JP 30406987A JP 2636861 B2 JP2636861 B2 JP 2636861B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [発明の分野] 本発明は、アナログ/デジタル変換装置に関し、特に
非線形の変換特性に設定しうるアナログ/デジタル変換
装置に関する。
Description: FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to an analog / digital converter, and more particularly, to an analog / digital converter that can be set to have non-linear conversion characteristics.

[従来の技術] 例えば、画像情報を読取ってその結果を表示する場
合、画像入力装置としてはCCDイメージセンサが、画像
表示装置としてCRT(ブラウン管)表示装置がよく用い
られる。ところで、CCDイメージセンサの撮像特性は線
形であるが、CRT表示装置の入力信号レベルと輝度との
関係は指数関数状になっている。従って、入力画像の濃
度と表示する画像の輝度とを対応付けるためには、CRT
表示装置の指数関数特性の影響を打ち消すために、イメ
ージセンサCRT表示装置との間に、指数関数の逆関数で
ある対数関数の特性を有する補正回路を設ける必要があ
る。この種の補正回路は、一般にγ補正回路と呼ばれて
いる。
[Related Art] For example, when reading image information and displaying the result, a CCD image sensor is often used as an image input device, and a CRT (CRT) display device is often used as an image display device. By the way, although the imaging characteristics of the CCD image sensor are linear, the relationship between the input signal level and the luminance of the CRT display device has an exponential function. Therefore, in order to associate the density of the input image with the brightness of the displayed image, the CRT
In order to cancel the influence of the exponential function characteristic of the display device, it is necessary to provide a correction circuit having a logarithmic function characteristic which is an inverse function of the exponential function between the image sensor CRT display device. This type of correction circuit is generally called a γ correction circuit.

従来より、デジタル画像処理回路においては、入力レ
ベルの各々に1つのアドレスを割当てたメモリの全ての
アドレスに、変換すべき出力レベルの情報を予め書き込
んだROMなどのメモリテーブルを利用して入力レベルと
出力レベルとの非線形変換を行なうγ補正方法が一般的
に利用されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, in a digital image processing circuit, an input level is determined using a memory table such as a ROM in which information of an output level to be converted is previously written to all addresses of a memory in which one address is assigned to each input level. A gamma correction method for performing a non-linear conversion between an output level and an output level is generally used.

ところが、この種の方法においては、変換特性が曲線
状であるため、量子化誤差が増大するという不都合があ
る。例えば、8ビットの画像情報をγ補正する場合、第
4図に示す変換特性から明らかなように、入力レベルの
小さい領域では出力レベルのステップ間隔大きく、また
出力レベルの大きい領域では入力レベルのステップ間隔
が大きくなっているので、256階調の全てが有効に利用
されない。実際にはこの種の変換を行なうと、入力階調
数が256の場合、出力の階調数は140程度に減小し、量子
化誤差がかなり増大してしまう。
However, this type of method has a disadvantage that the quantization error increases because the conversion characteristic is curved. For example, in the case of gamma correction of 8-bit image information, as is apparent from the conversion characteristics shown in FIG. 4, the step interval of the output level is large in the region of small input level, and the input level is large in the region of large output level. Since the interval is large, all of the 256 gradations are not effectively used. Actually, when this kind of conversion is performed, when the number of input gradations is 256, the number of output gradations is reduced to about 140, and the quantization error is considerably increased.

また、他の補正方法が例えば特開昭62−183678号公報
及び特開昭62−183679号公報に開示されている。これら
は、アナログ信号をデジタル信号に変換するA/D変換器
の部分に補正機能を持たせたものである。即ち、A/D変
換器内部のラダー抵抗の一部に外部から抵抗を並列に接
続することによって、A/D変換特性を、折線近似の非線
形特性に設定し、それによってγ補正を行なうものであ
る。
Further, other correction methods are disclosed in, for example, JP-A-62-183678 and JP-A-62-183679. In these, an A / D converter for converting an analog signal into a digital signal has a correction function. That is, by connecting an external resistor in parallel to a part of the ladder resistor inside the A / D converter, the A / D conversion characteristic is set to a non-linear characteristic approximated by a broken line, thereby performing γ correction. is there.

もう少し分かり易く説明する。8ビットA/D変換の内
部構造は第5a図のようになっている。つまり、端子とし
ては、アナログ入力端子Vin、デジタル出力端子(B1〜B
8)、変換タイミングを定めるクロックの入力端子(CL
K)、チップイネーブル端子、基準電圧端子(REF+,REF
−,R/4,R/2,3R/4)などを有している。
I explain it a little more clearly. The internal structure of the 8-bit A / D conversion is as shown in FIG. 5a. That is, as the terminals, the analog input terminal Vin and the digital output terminals (B1 to B1
8), Clock input pin (CL
K), chip enable terminal, reference voltage terminal (REF +, REF
−, R / 4, R / 2, 3R / 4).

内部には、256個のコンパレータ、該コンパレータの
出力情報を保持するラッチ、該ラッチの出力を8ビット
の2進コードに変換するエンコーダ、及びフリップフロ
ップが備わっている。コンパレータの各々の片方の入力
端子には、アナログ入力電圧が共通に印加される。コン
パレータの他方の入力端子には、基準電圧端子REF+とR
EF−との間に接続された256個のラダー抵抗器で均等に
分圧された256種の基準電圧が各々印加される。基準電
圧端子R/4,R/2及び3R/4は、端子REF+とREF−との間に
接続された256個のラダー抵抗器を4等分する位置にそ
れぞれ接続されている。
Inside, there are provided 256 comparators, a latch for holding output information of the comparator, an encoder for converting the output of the latch into an 8-bit binary code, and a flip-flop. An analog input voltage is commonly applied to one input terminal of each of the comparators. The other input terminals of the comparator are the reference voltage terminals REF + and R
256 reference voltages equally divided by 256 ladder resistors connected to the EF- are applied. The reference voltage terminals R / 4, R / 2, and 3R / 4 are connected to positions that divide the 256 ladder resistors connected between the terminals REF + and REF− into four equal parts.

A/D変換器の入出力特性は、通常は線形であるが、端
子R/4,R/2,3R/4に外部抵抗器を接続することにより、折
線近似の非線形特性に変更できる。例えば、第5b図に示
すように、端子REF−と端子R/2との間に、その部分のラ
ダー抵抗の合成抵抗値と同一の抵抗値を有する外部抵抗
器を接続すれば、端子R/2の電位は、端子REF+とREF−
との間の1/4電位になる。従って、A/D変換のフルスケー
ルに対し、下位レベルの1/4に対して出力値の0〜127が
割当てられ、上記の3/4に対して出力値の128〜255が割
り当てられる。
The input / output characteristics of the A / D converter are usually linear, but by connecting an external resistor to the terminals R / 4, R / 2, and 3R / 4, the characteristics can be changed to a non-linear characteristic approximated to a broken line. For example, as shown in FIG. 5b, if an external resistor having the same resistance value as the combined resistance value of the ladder resistance in that portion is connected between the terminal REF− and the terminal R / 2, the terminal R / 2 is connected to terminals REF + and REF−
And 1/4 potential between them. Accordingly, for the full scale of the A / D conversion, output values 0 to 127 are assigned to 1/4 of the lower level, and output values 128 to 255 are assigned to 3/4.

つまり、入出力特性は、第5c図に示すような折線にな
り、フルスケールの1/4のレベルを境にして特性の傾き
が変わる。他の端子も利用することにより、更に他段の
折線が得られ、必要とする補正特性に近似した特性を実
現することができる。しかしながら、この種の補正はあ
くまでも近似であって、高精度なγ補正は期待できな
い。
In other words, the input / output characteristic becomes a broken line as shown in FIG. 5c, and the inclination of the characteristic changes at a level of 1/4 of the full scale. By using other terminals, further broken lines can be obtained, and characteristics similar to the required correction characteristics can be realized. However, this type of correction is only an approximation and high-precision γ correction cannot be expected.

[発明の目的] 本発明は、高精度の非線形の入出力特性を有しγ補正
などに利用しうる比較的量子化誤差の小さいアナログ/
デジタル変換装置を提供することを第1の目的とし、目
標とするカーブへの特性の設定変更が容易なアナログ/
デジタル変換装置を提供することを第2の目的とする。
[Object of the Invention] The present invention relates to an analog / digital converter having a highly accurate nonlinear input / output characteristic and a relatively small quantization error which can be used for γ correction and the like.
A first object of the present invention is to provide a digital converter, and an analog / digital converter in which characteristic setting change to a target curve is easy.
A second object is to provide a digital conversion device.

〔発明の構成〕[Configuration of the invention]

(1)本発明のアナログ/デジタル変換装置は、複数の
アナログ比較器を有し、各々のアナログ比較器の一方の
入力端子にアナログ入力電圧を印加し、他方の入力端子
にそれぞれ異なる基準電圧を印加し、アナログ比較器が
出力する複数の比較結果を複数ビットの信号にコード化
して出力するアナログ/デジタル変換装置において: 所定電圧(Vref)の印加からの経過時間(t)に従っ
てレベルが変化するアナログ電圧(V)を発生し、前記
アナログ比較器それぞれ宛てのアナログ電圧を保持する
機能を有し、保持したアナログ電圧をアナログ比較器に
与える電圧発生手段(Rcc); 該電圧発生手段(Rcc)にリセット電圧(アース電
位)を与えてそれが保持するアナログ電圧を基底値(ア
ース電位)に初期化し該電圧発生手段(Rcc)に前記所
定電圧(Vref)を与えてアナログ比較器それぞれ宛ての
アナログ電圧を保持させるためのスイッチ手段(AS1,AS
2);および、 各々のアナログ比較器に与える各基準電圧を指定する
しきい値データを、前記電圧発生手段の、経過時間対ア
ナログ電圧の特性に従って、各基準電圧となる経過時間
を表わす各時間データに変換し、前記スイッチ手段(AS
1,AS2)を介して前記電圧発生手段(Rcc)に、リセット
電圧(アース電位)を与えた後に前記所定電圧(Vref)
を与えてそれから各時間データ表わす時間後にアナログ
電圧を各アナログ比較器宛てに保持させる、基準電圧設
定手段(CPU); を備えることを特徴とする。
(1) The analog / digital converter of the present invention has a plurality of analog comparators, applies an analog input voltage to one input terminal of each analog comparator, and applies a different reference voltage to the other input terminal. In an analog-to-digital converter that applies and outputs a plurality of comparison results output from an analog comparator into a plurality of bits of a signal, the level changes according to an elapsed time (t) from the application of a predetermined voltage (Vref). Voltage generating means (Rcc) for generating an analog voltage (V) and holding the analog voltage addressed to each of the analog comparators, and applying the held analog voltage to the analog comparator; , A reset voltage (earth potential) is applied thereto, and an analog voltage held by the reset voltage (earth potential) is initialized to a base value (earth potential). Switch means for holding the analog voltage of the analog comparator each destined giving pressure (Vref) (AS1, AS
2); and threshold data specifying each reference voltage to be given to each analog comparator is converted into each time representing an elapsed time to become each reference voltage according to the elapsed time versus analog voltage characteristics of the voltage generating means. The data is converted to data and the switch means (AS
After applying a reset voltage (earth potential) to the voltage generating means (Rcc) through the first voltage (Vref)
And a reference voltage setting means (CPU) for holding an analog voltage to each analog comparator after a time represented by each time data.

なお、理解を容易にするためにカッコ内には、図示に
示し後述する実施例の対応要素の符号等を、参考までに
付記した。
In addition, in order to facilitate understanding, reference numerals and the like of corresponding elements of the embodiment shown in the drawings and described later are added for reference in parentheses.

このようにすれば、各々のアナログ比較器に与える各
基準電圧を指定するしきい値データを個々に変更又は調
整することにより、各アナログ比較器の基準電圧をそれ
ぞれ任意に調整できる。そして、これらの基準電圧を所
定の非線形カーブに従って各々設定すれば、折線近似で
はない正確な補正カーブが得られる。この場合、特性の
変更によって量子化誤差が増大することはなく、例えば
8ビットのA/D変換であれば、出力データのとりうる階
調数は26になる。
With this configuration, the reference voltage of each analog comparator can be arbitrarily adjusted by individually changing or adjusting the threshold data specifying each reference voltage to be applied to each analog comparator. If these reference voltages are set in accordance with a predetermined nonlinear curve, an accurate correction curve that is not a broken line approximation can be obtained. In this case, the quantization error does not increase due to the change in the characteristics. For example, in the case of 8-bit A / D conversion, the number of possible gradations of the output data is 26.

例えば、ラダー抵抗器の各々の抵抗器に可変抵抗器を
含めることによって基準電圧を変更又は調整する場合、
8ビットのA/D変換器では256個の可変抵抗器が必要であ
り、特性を調整するためには256個全ての可変抵抗器を
調整しなければならず、膨大な手間と時間を要するが、
本発明では、各々のアナログ比較器の基準電圧が、基準
電圧設定手段(CPU)に与えるしきい値データで指定さ
れ、基準電圧は自動的に設定され、オペレータによる可
変抵抗器の調整作業は不要である。
For example, when changing or adjusting the reference voltage by including a variable resistor in each of the ladder resistors,
An 8-bit A / D converter requires 256 variable resistors, and in order to adjust the characteristics, it is necessary to adjust all 256 variable resistors, which requires enormous effort and time. ,
In the present invention, the reference voltage of each analog comparator is specified by threshold data given to the reference voltage setting means (CPU), and the reference voltage is automatically set, so that the operator does not need to adjust the variable resistor. It is.

〔発明の実施の形態〕[Embodiment of the invention]

(2)電圧発生手段(Rcc)は、それぞれが前記スイッ
チ手段(AS1,AS2)とアナログ比較器(CMP)のそれぞれ
との間に介挿された複数の、リセット電圧(アース電
位)により基底値(アース電位)に初期化され所定電圧
(Vref)が印加されるとそれからの時間経過に従って電
位が変化するコンデンサを含むコンデンサ充放電型の時
定数回路、である(第1図)。
(2) The voltage generating means (Rcc) is based on a plurality of reset voltages (earth potentials) each interposed between the switch means (AS1, AS2) and each of the analog comparators (CMP). This is a capacitor charge / discharge type time constant circuit including a capacitor that is initialized to (ground potential) and changes in potential with the passage of time when a predetermined voltage (Vref) is applied (FIG. 1).

このれによれば、各時定数回路に、リセット電圧(ア
ース電位)を印加して基底値(アース電位)に初期化し
てから、所定電圧(Vref)を印加すると、各時定数回路
が例えば指数関数カーブのアナログ電圧を発生する。各
基準電圧となる経過時間となったときに各時定数回路の
所定電圧印加端を開放すると、各時定数回路のアナログ
電圧は各基準電圧に留まる。すなわち、各時定数回路
が、基準電圧を保持した状態となる。
According to this, when a reset voltage (earth potential) is applied to each time constant circuit to initialize it to a base value (earth potential) and then a predetermined voltage (Vref) is applied, each time constant circuit becomes, for example, an exponent. Generate an analog voltage for the function curve. When the predetermined voltage application terminal of each time constant circuit is opened when the elapsed time reaches each reference voltage, the analog voltage of each time constant circuit remains at each reference voltage. That is, each time constant circuit is in a state of holding the reference voltage.

(3)電圧発生手段(Rcc)は、リセット電圧(アース
電位)により基底値(アース電位)に初期化され所定電
圧(Vref)が印加されるとそれからの時間経過に従って
電位が変化するコンデンサを含むコンデンサ充放電型の
時定数回路、および、それぞれが前記コンデンサの電圧
をサンプルホールドし、保持電圧をアナログ比較器(CM
P)のそれぞれに基準電圧として与える複数のサンプル
ホールド手段、を含む。
(3) The voltage generating means (Rcc) includes a capacitor which is initialized to a base value (earth potential) by a reset voltage (earth potential) and changes in potential with the passage of time after a predetermined voltage (Vref) is applied. A capacitor charge / discharge type time constant circuit, each of which samples and holds the voltage of the capacitor, and compares the held voltage with an analog comparator (CM
P), and a plurality of sample-and-hold means for giving a reference voltage to each of P.

これによれば、時定数回路に、リセット電圧(アース
電位)を印加して基底値(アース電位)に初期化してか
ら、所定電圧(Vref)を印加すると、時定数回路が例え
ば指数関数カーブのアナログ電圧を発生する。各基準電
圧となる経過時間となったときに各サンプルホールド手
段に該アナログ電圧をホールドにすることにより、各サ
プルホールド手段の各ホールド電圧が各基準電圧とな
る。すなわち基準電圧をサンプルホールド手段に設定し
た状態となる。
According to this, a reset voltage (earth potential) is applied to the time constant circuit to initialize it to a base value (earth potential), and then a predetermined voltage (Vref) is applied. Generates analog voltage. By holding the analog voltage in each sample and hold unit when the elapsed time becomes the reference voltage, each hold voltage of each sample and hold unit becomes each reference voltage. That is, the reference voltage is set in the sample and hold means.

本発明の他の目的及び特徴は、以下の、図面を参照し
た実施例説明により明らかになろう。
Other objects and features of the present invention will become apparent from the following description of embodiments with reference to the drawings.

[実施例] 第1図に、本発明を実施する一形式のA/D変換装置の
構成を示す。第1図を参照すると、このA/D変換装置に
は、アナログスイッチユニットAS1,AS2,積分回路ユニッ
トRCC,コンパレータユニットCMP,ラッチLT,エンコーダE
NC,フリップフロップFF,スリーステートバッファ及びマ
イクロコンピュータCPUが備わっており、8ビットのデ
ジタル出力が得られる構成になっている。
[Embodiment] FIG. 1 shows a configuration of an A / D converter of a type for carrying out the present invention. Referring to FIG. 1, this A / D converter includes an analog switch unit AS1, AS2, an integrating circuit unit RCC, a comparator unit CMP, a latch LT, and an encoder E.
An NC, a flip-flop FF, a three-state buffer, and a microcomputer CPU are provided, and an 8-bit digital output is obtained.

第1図において、ラッチLT,エンコーダENC,フリップ
フロップFF及びスリーステートバッファは、従来より存
在するA/D変換器のものと同様の構成を有し同様に動作
する。
In FIG. 1, a latch LT, an encoder ENC, a flip-flop FF, and a three-state buffer have a configuration similar to that of a conventional A / D converter and operate similarly.

8ビットのデジタル出力を得るために、コンパレータ
ユニットCMPには256個のアナログ比較器が備わってい
る。アナログ比較器の一方の入力端子は、A/D変換装置
のアナログ信号入力端子Ainに全て共通に接続されてい
る。アナログ比較器の他方の入力端子に、それぞれ異な
る基準電圧が印加される。
In order to obtain an 8-bit digital output, the comparator unit CMP has 256 analog comparators. One input terminal of the analog comparator is commonly connected to an analog signal input terminal Ain of the A / D converter. Different reference voltages are applied to the other input terminals of the analog comparator.

その基準電圧は、積分回路ユニットRCCが出力する。
積分回路ユニットRCCは、1つの抵抗器と1つのコンデ
ンサとでなる各々独立したRC積分回路を256組備えてお
り、攪拌のRC積分回路の出力端子が、コンパレータユニ
ットCMPの攪拌のアナログ比較器の入力端子に接続され
ている。
The reference voltage is output by the integrating circuit unit RCC.
The integrating circuit unit RCC has 256 independent RC integrating circuits each including one resistor and one capacitor, and the output terminal of the stirring RC integrating circuit is connected to the stirring analog comparator of the comparator unit CMP. Connected to input terminal.

一方のアナログスイッチユニットAS1は2つのアナロ
グスイッチを備えており、他方のアナログスイッチユニ
ットAS2は256個のアナログスイッチを備えている。アナ
ログスイッチユニットAS2の256個のアナログスイッチの
一端(入力側)は、アナログスイッチユニットAS1の出
力端子に全て共通に接続されており、AS2の各アナログ
スイッチの他端(出力側)が、積分回路ユニットRCCの
各入力端子に接続されている。アナログスイッチユニッ
トAS2の各アナログスイッチのオン/オフは、マイクロ
コンピュータCPUによって制御される。アナログスイッ
チユニットAS1は、マイクロコンピュータCPUからの制御
信号(二値信号)に応じて、アナログスイッチユニット
AS2の入力端子に印加するレベルを、所定の基準電位Vre
fとアース電位のいずれかに設定する。
One analog switch unit AS1 has two analog switches, and the other analog switch unit AS2 has 256 analog switches. One end (input side) of the 256 analog switches of the analog switch unit AS2 is commonly connected to the output terminal of the analog switch unit AS1, and the other end (output side) of each analog switch of the AS2 is an integration circuit. Connected to each input terminal of unit RCC. ON / OFF of each analog switch of the analog switch unit AS2 is controlled by the microcomputer CPU. The analog switch unit AS1 responds to a control signal (binary signal) from the microcomputer CPU.
The level applied to the input terminal of AS2 is set to a predetermined reference potential Vre
Set to either f or earth potential.

次に、このA/D変換装置においてγ補正などの処理を
行なう場合の基本原理を説明する。γ補正を行なうため
には、例えば第4図に示すように、入力と出力との関係
を非線形にすればよい。しかし、デジタル信号を処理し
てγ補正を行なうと、量子化誤差の増大が避けられな
い。そこで、この実施例においては、256個のアナログ
比較器の各々の基準電圧(即ちしきい値レベル)をそれ
ぞれ調整することによって、アナログ信号をデジタル信
号に変換する際に非線形の特性が得られるように構成し
てある。従って、γ補正処理を含むこのA/D変換装置の
量子化誤差は、通常のA/D変換器と同様であり、γ補正
によって特に悪化することはない。
Next, a description will be given of a basic principle in a case where processing such as γ correction is performed in the A / D converter. In order to perform γ correction, for example, as shown in FIG. 4, the relationship between input and output may be made nonlinear. However, when a digital signal is processed and γ correction is performed, an increase in quantization error is inevitable. Therefore, in this embodiment, by adjusting the reference voltage (that is, the threshold level) of each of the 256 analog comparators, a non-linear characteristic can be obtained when an analog signal is converted into a digital signal. It is configured in. Therefore, the quantization error of the A / D converter including the γ correction processing is the same as that of a normal A / D converter, and is not particularly deteriorated by the γ correction.

各々のアナログ比較器に印加される基準電圧は、マイ
クロコンピュータCPUによって自動的に設定される。積
分回路ユニットRCCは、基準電圧の変更と、設定した基
準電圧の保持の機能を有している。即ち、各積分回路に
直流電圧を印加すると、その出力端子には、時間ととも
に変化し、指数関数状に変化する電圧が得られる。
The reference voltage applied to each analog comparator is automatically set by the microcomputer CPU. The integration circuit unit RCC has a function of changing the reference voltage and holding the set reference voltage. That is, when a DC voltage is applied to each integrating circuit, a voltage that changes with time and changes exponentially is obtained at its output terminal.

つまり、各積分回路のコンデンサが完全に放電してい
る状態で、該回路にアナログスイッチユニットAS1,AS2
を介して一定電圧Vrefを印加する場合、コンデンサの容
量C、抵抗値をRとすれば、積分回路の出力電圧Vは次
の第(1)式で表わされる。
In other words, while the capacitors of each integrating circuit are completely discharged, the analog switch units AS1 and AS2
When the constant voltage Vref is applied through the following equation, the output voltage V of the integration circuit is expressed by the following equation (1), where the capacitance C of the capacitor and the resistance value are R.

つまり、積分回路から出力される電圧Vは、第2図に
示すように時間とともに増大する。ところが、ユニット
AS2のアナログスイッチをオフにすると、積分回路の出
力端子に接続されたアナログ比較器の入力インピーダン
スが非常に大きいので、積分回路のコンデンサに蓄えら
れた電荷は、ほとんど放電しない。従って、アナログ比
較器に印加される基準電圧は、ユニットAS2のアナログ
スイッチをオフした時点で積分回路が出力する電圧に保
持される。
That is, the voltage V output from the integration circuit increases with time as shown in FIG. However, the unit
When the analog switch of AS2 is turned off, the input impedance of the analog comparator connected to the output terminal of the integration circuit is very large, so that the charge stored in the capacitor of the integration circuit is hardly discharged. Therefore, the reference voltage applied to the analog comparator is held at the voltage output by the integration circuit when the analog switch of the unit AS2 is turned off.

そこで、第2図に示すように、ユニットAS2内の各ア
ナログスイッチSWa,SWb,SWc,SWd,SWe,・・・を、それぞ
れ時間Ta,Tb,Tc,Td,Te,・・・だけオンして、一定電圧V
refを積分回路に印加すると、各アナログスイッチが接
続された積分回路の出力には、それぞれVa,Vb,Vc,Vd,V
e,・・・の互いに異なる電圧が保持される。従って、ア
ナログスイッチをオンする時間の制御によって、化々の
アナログ比較器の基準電圧が、個別に設定できる。
Therefore, as shown in FIG. 2, each analog switch SWa, SWb, SWc, SWd, SWe,... In the unit AS2 is turned on for a time Ta, Tb, Tc, Td, Te,. And constant voltage V
When ref is applied to the integrating circuit, the output of the integrating circuit to which each analog switch is connected is Va, Vb, Vc, Vd, V
The different voltages e,... are held. Therefore, the reference voltage of each analog comparator can be individually set by controlling the time during which the analog switch is turned on.

この時間は、マイクロコンピュータCPUが制御する。
マイクロコンピュータCPUには、γ補正のためのしきい
値データが外部から印加される。即ち、256階調の各階
調レベルを定める256個のしきい値が、デジタルデータ
としてマイクロコンピュータCPUに印加される。このし
きい値データンDV0〜VD255は、第3a図に示すしきい値テ
ーブルM1に格納される。
This time is controlled by the microcomputer CPU.
Threshold data for γ correction is externally applied to the microcomputer CPU. That is, 256 threshold values that determine each of the 256 gradation levels are applied to the microcomputer CPU as digital data. These threshold data DV0 to VD255 are stored in a threshold table M1 shown in FIG. 3a.

マイクロコンピュータCPUの動作を概略を、第3b図に
示す。第3b図を参照して説明する。まず、外部から入力
されるしきい値データを、その内部メモリ(RAM)のテ
ーブルM1の領域にストアする。次に、電圧と時間との関
係を示す前記第(1)式に基づき、テーブルM1上の各々
のしきい値を時間データT0〜T255に変換し、それらをテ
ーブルM2の領域にストアする。
The operation of the microcomputer CPU is schematically shown in FIG. 3b. This will be described with reference to FIG. 3b. First, the threshold data input from the outside is stored in the area of the table M1 of the internal memory (RAM). Next, based on the above equation (1) showing the relationship between voltage and time, each threshold on the table M1 is converted into time data T0 to T255, and these are stored in the area of the table M2.

次に、積分回路RCCに保持された基準電圧をリセット
する。即ち、コンデンサの電荷を放電させるために、ア
ナログスイッチユニットAS2の全てのスイッチをオン
し、アナログスイッチユニットAS1を制御して、AS2の入
力端子をアース電位に設定する。これにより、所定時間
内に、積分回路RCCの出力電荷0になる。出力電圧が0
になったら、リセット状態を解除するために、アナログ
スイッチユニットAS1を制御して、ユニットAS2の入力端
子に、一定電圧Vrefを印加する。
Next, the reference voltage held in the integration circuit RCC is reset. That is, in order to discharge the electric charge of the capacitor, all the switches of the analog switch unit AS2 are turned on, the analog switch unit AS1 is controlled, and the input terminal of AS2 is set to the ground potential. Thus, the output charge of the integrating circuit RCC becomes 0 within a predetermined time. Output voltage is 0
Then, to release the reset state, the analog switch unit AS1 is controlled to apply a constant voltage Vref to the input terminal of the unit AS2.

次に、カウンタレジスタCNを0にクリアし、アナログ
スイッチユニットAS2の全てのスイッチSW(0)〜SW(2
55)をオンに設定し、内部タイマTMをスタートする。
Next, the counter register CN is cleared to 0, and all switches SW (0) to SW (2) of the analog switch unit AS2 are cleared.
Set 55) to ON and start the internal timer TM.

そして、タイマTMの計数値を監視する。即ち、テーブ
ルM2上のカウントレジスタCNによって示される時間デー
タを、TMの計数値と比較する。TM≧M2(CN)になるまで
待ち、その状態になったら、カウントレジスタCNで示さ
れるアナログスイッチSW(CN)をオフし、カウントレジ
スタCNをインクリメントし、CNが255を越えるまでこの
処理を繰り返す。
Then, the count value of the timer TM is monitored. That is, the time data indicated by the count register CN on the table M2 is compared with the count value of TM. Wait until TM ≧ M2 (CN), and when that state is reached, turn off the analog switch SW (CN) indicated by the count register CN, increment the count register CN, and repeat this process until CN exceeds 255. .

これにより、256個のアナログスイッチが順次にオフ
し、その度にそれぞれ1つの積分回路の出力電圧が決定
(固定)される。この電圧が、基準電圧としてアナログ
比較器に印加される。
As a result, the 256 analog switches are sequentially turned off, and each time the output voltage of one integration circuit is determined (fixed). This voltage is applied to the analog comparator as a reference voltage.

従って、マイクロコンピュータCPUに印加するしきい
値データDV0〜DV255を変更することにより、このA/D変
換装置の変換特性(入出力特性)を任意に変更すること
ができる。
Therefore, the conversion characteristics (input / output characteristics) of the A / D converter can be arbitrarily changed by changing the threshold data DV0 to DV255 applied to the microcomputer CPU.

なお、上記実施例においては、時定数回路として、C
とRで構成される積分回路を用いたが、同様に時間とと
もに出力レベルが変化する特性が得られるものであれ
ば、他の回路を用いてもよい。また、前記第(1)式か
ら明らかなように、積分回路の出力電圧Vは、時間の他
に時定数(CR)及び入力電圧(Vref)によって変化する
ので、これらのパラメータをも変更して各アナログ比較
器に印加される基準電圧を設定するような回路構成にし
てもよい。
In the above embodiment, the time constant circuit is C
Although an integrating circuit composed of R and R is used, another circuit may be used as long as the characteristic that the output level changes with time is obtained. Further, as is apparent from the above equation (1), the output voltage V of the integrating circuit changes not only with time but also with the time constant (CR) and the input voltage (Vref). The circuit configuration may be such that the reference voltage applied to each analog comparator is set.

更に、上記実施例では256個の全てのアナログ比較器
の入力端子に、それぞれ独立した256個の積分回路を設
けて、それらの共通の入力端子に一定電圧(Vref)を印
加する構成になっているが、次のような構成に変更して
もよい。即ち、時定数回路(例えば積分回路)を1つの
みとし、その入力端子に一定電圧Vrefを印加しその出力
端子に256個のサンプルホールド回路を接続し、該サン
プルホールド回路の各々の出力端子に得られる電圧を、
基準電圧として各アナログ比較器に印加してもよい。
Further, in the above embodiment, 256 independent integrating circuits are provided at the input terminals of all the 256 analog comparators, and a constant voltage (Vref) is applied to the common input terminals. However, it may be changed to the following configuration. That is, there is only one time constant circuit (for example, an integrating circuit), a constant voltage Vref is applied to its input terminal, 256 sample-hold circuits are connected to its output terminal, and each output terminal of the sample-hold circuit is connected to each output terminal. The resulting voltage is
The reference voltage may be applied to each analog comparator.

[効果] 以上のとおり、本発明によれば、A/D変換を行なうた
めの多数の比較器に印加されるアナログ基準電圧をそれ
ぞれ調整することによって任意の変換特性を得るので、
量子化誤差の増大は生じない。しかも、量子化レベルの
全てをそれぞれ調整できるので、近似でない正確な補正
特性が得られる。
[Effects] As described above, according to the present invention, an arbitrary conversion characteristic can be obtained by adjusting the analog reference voltages applied to a large number of comparators for performing A / D conversion.
No increase in quantization error occurs. In addition, since all of the quantization levels can be adjusted, accurate correction characteristics that are not approximate can be obtained.

【図面の簡単な説明】 第1図は、本発明を実施する一形式のA/D変換装置の電
気回路構成を示すブロック図である。 第2図は、第1図の装置における基準電圧の設定動作を
示すタイミングチャートである。 第3a図は第1図に示すマイクロコンピュータCPU上のテ
ーブルを示すメモリマップ、第3b図はCPUの動作の概略
を示すフローチャートである。 第4図は、デジタル処理によるγ補正特性の一例を示す
グラフである。 第5a図はA/D変換器の従来例を示すブロック図、第5b図
は折線変換特性を得るA/D変換器の構成例を示すブロッ
ク図、第5c図は第5b図の回路の入出力特性を示すグラフ
である。 AS1:アナログスイッチユニット AS2:アナログスイッチユニット RCC:積分回路ユニット(電圧調整手段) CMP:コンパレータユニット LT:ラッチ ENC:エンコーダ FF:フリップフロップ CPU:マイクロコンピュータ RX:ラダー抵抗器(電圧調整手段)
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram showing an electric circuit configuration of one type of A / D converter embodying the present invention. FIG. 2 is a timing chart showing the setting operation of the reference voltage in the apparatus shown in FIG. FIG. 3a is a memory map showing a table on the microcomputer CPU shown in FIG. 1, and FIG. 3b is a flowchart showing an outline of the operation of the CPU. FIG. 4 is a graph showing an example of a gamma correction characteristic by digital processing. FIG. 5a is a block diagram showing a conventional example of an A / D converter, FIG. 5b is a block diagram showing an example of a configuration of an A / D converter for obtaining a broken line conversion characteristic, and FIG. 5c is an input of the circuit shown in FIG. 5b. 4 is a graph showing output characteristics. AS1: Analog switch unit AS2: Analog switch unit RCC: Integrator circuit unit (voltage adjusting means) CMP: Comparator unit LT: Latch ENC: Encoder FF: Flip-flop CPU: Microcomputer RX: Ladder resistor (Voltage adjusting means)

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】複数のアナログ比較器を有し、各々のアナ
ログ比較器の一方の入力端子にアナログ入力電圧を印加
し、他方の入力端子にそれぞれ異なる基準電圧を印加
し、アナログ比較器が出力する複数の比較結果を複数ビ
ットの信号にコード化して出力するアナログ/デジタル
変換装置において: 所定電圧の印加からの経過時間に従ってレベルが変化す
るアナログ電圧を発生し、前記アナログ比較器それぞれ
宛てのアナログ電圧を保持する機能を有し、保持したア
ナログ電圧をアナログ比較器に与える電圧発生手段; 該電圧発生手段にリセット電圧を与えてそれが保持する
アナログ電圧を基底値に初期化し該電圧発生手段に前記
所定電圧を与えてアナログ比較器それぞれ宛てのアナロ
グ電圧を保持させるためのスイッチ手段;および、 各々のアナログ比較器に与える各基準電圧を指定するし
きい値データを、前記電圧発生手段の、経過時間対アナ
ログ電圧の特性に従って、各基準電圧となる経過時間を
表わす各時間データに変換し、前記スイッチ手段を介し
て前記電圧発生手段に、リセット電圧を与えた後に前記
所定電圧を与えてそれから各時間データが表わす時間後
にアナログ電圧を各アナログ比較器宛てに保持させる、
基準電圧設定手段; を備えることを特徴とするアナログ/デジタル変換装
置。
An analog comparator having a plurality of analog comparators, wherein an analog input voltage is applied to one input terminal of each analog comparator, and a different reference voltage is applied to the other input terminal. An analog / digital converter that encodes and outputs a plurality of comparison results into a signal of a plurality of bits to generate an analog voltage whose level changes according to the elapsed time from the application of a predetermined voltage, and outputs an analog voltage to each of the analog comparators Voltage generating means having a function of holding a voltage, and applying a held analog voltage to an analog comparator; applying a reset voltage to the voltage generating means to initialize an analog voltage held by the reset voltage to a base value; Switch means for applying the predetermined voltage to hold an analog voltage addressed to each of the analog comparators; The threshold value data specifying each reference voltage to be supplied to the analog comparator is converted into time data representing an elapsed time to become each reference voltage according to the characteristic of the elapsed time versus the analog voltage of the voltage generating means, Applying the predetermined voltage to the voltage generating means via the means after applying the reset voltage, and then holding the analog voltage to each analog comparator after a time represented by each time data,
Reference voltage setting means; and an analog / digital conversion device.
【請求項2】前記電圧発生手段は、それぞれが前記スイ
ッチ手段とアナログ比較器のそれぞれとの間に介挿され
た複数の、リセット電圧により基底値に初期化され所定
電圧が印加されるとそれからの時間経過に従って電位が
変化するコンデンサを含むコンデンサ充放電型の時定数
回路、である前記特許請求の範囲第(1)項記載のアナ
ログ/デジタル変換装置。
2. The method according to claim 1, wherein the voltage generating means is initialized to a base value by a plurality of reset voltages interposed between the switch means and each of the analog comparators, and then applied when a predetermined voltage is applied. 2. The analog / digital conversion device according to claim 1, wherein the analog / digital conversion device is a capacitor charge / discharge type time constant circuit including a capacitor whose potential changes with time.
【請求項3】前記電圧発生手段は、リセット電圧により
基底値に初期化され所定電圧が印加されるとそれからの
時間経過に従って電位が変化するコンデンサを含むコン
デンサ充放電型の時定数回路、および、それぞれが前記
コンデンサの電圧をサンプルホールドし、保持電圧をア
ナログ比較器のそれぞれに基準電圧として与える複数の
サンプルホールド手段、を含む前記特許請求の範囲第
(1)項記載のアナログ/デジタル変換装置。
3. A capacitor charging / discharging type time constant circuit including a capacitor which is initialized to a base value by a reset voltage and changes in potential as time elapses from the application of a predetermined voltage, and 2. The analog / digital converter according to claim 1, further comprising a plurality of sample-and-hold means each of which samples and holds the voltage of said capacitor and applies the held voltage as a reference voltage to each of the analog comparators.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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