JP2844617B2 - Cアレー型a/dコンバータ - Google Patents

Cアレー型a/dコンバータ

Info

Publication number
JP2844617B2
JP2844617B2 JP63275457A JP27545788A JP2844617B2 JP 2844617 B2 JP2844617 B2 JP 2844617B2 JP 63275457 A JP63275457 A JP 63275457A JP 27545788 A JP27545788 A JP 27545788A JP 2844617 B2 JP2844617 B2 JP 2844617B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
capacitor
converter
voltage
switch
inverting input
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.)
Expired - Fee Related
Application number
JP63275457A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH02121525A (ja
Inventor
寿之 堀田
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.)
NEC Corp
Original Assignee
Nippon Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Electric Co Ltd filed Critical Nippon Electric Co Ltd
Priority to JP63275457A priority Critical patent/JP2844617B2/ja
Publication of JPH02121525A publication Critical patent/JPH02121525A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2844617B2 publication Critical patent/JP2844617B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Analogue/Digital Conversion (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、A/Dコンバータに関し、更に詳述するなら
ば、スイッチドキャパシタ型のA/Dコンバータに関す
る。
従来の技術 従来、nビットCアレー型A/Dコンバータでは、第7
図に示すように、nビット分のコンデンサアレー(Cア
レー)を使用している。第7図において、コンデンサア
レーが、一端が共通接続されたコンデンサC1〜Cn+1で構
成されている。コンデンサC1〜Cn+1の共通接続端子は、
コンパレータ2の一方の入力に接続されており、そのコ
ンパレータ2の他方の入力は、基準電圧端子5に接続さ
れている。そして、コンパレータ2の出力は、コンパレ
ータ出力端子7に接続されている。
更に、スイッチSW1〜SWn+2が設けられており、その内
のスイッチSW1は、その固定端子が、コンパレータ2の
一方の入力に接続されており、一方の被選択端子が、基
準電圧端子5に接続されている。スイッチSW2〜SW
n+1は、固定端子が、対応するコンデンサC2〜Cn+1の他
方の端子に接続され、一方の被選択端子が、基準電圧端
子5に接続されている。更に、スイッチSW2〜SWnの他方
の被選択端子は、アナロググランド端子6に接続されて
いる。
スイッチSWn+1の他方の被選択端子は、スイッチSWn+2
の固定端子に接続され、そのスイッチSWn+2の一方の被
選択端子は、アナログ入力端子4に接続されており、他
方の被選択端子は、アナロググランド端子6に接続され
ている。
上記したA/Dコンバータの入出力の変換特性は、第8
図において参照番号12で示す通りであり、変換の安定点
13の電圧を安定して変換することができる。
発明が解決しようとする課題 上述した従来のnビットCアレー型A/Dコンバータ
は、アナログ入力電圧の変換の安定点が以下の(1)式
に示すように、1/2LSBオフセットしている。一方、計測
用のA/Dコンバータとしては、信号処理用のものと異な
り以下の(2)式に示すように、アナロググランドや基
準電圧が安定点に乗る変換特性をもつものが要求される
ことが多い。
そのため、従来型のCアレー型A/Dコンバータで計測
用を実現するためには、A/Dコンバータの系すべてに1/2
LSB相当のオフセットをかける必要があり、またこのよ
うな微小電圧を安定して供給するのは非常に難しいため
に、実現しにくいという欠点があった。
そこで、本発明は、上記した問題を解決したCアレー
型A/Dコンバータを提供せんとするものである。
課題を解決するための手段 本発明によると、アナログ電圧をデジタルデータに変
換するnビットCアレー型荷電再配分型のA/Dコンバー
タにおいて、コンデンサアレーの最小容量コンデンサと
は異なる容量値を有し、且つ、一端が該コンデンサアレ
ーと共通接続され、他端が該コンデンサアレーの充放電
とは逆相となるように基準電圧とアナロググランドとを
切り替える切替手段を介して接続されたコンデンサを具
備し、該アナログ電圧に対して該デジタルデータの入出
力変換特性をオフセットすることを特徴とするCアレー
型A/Dコンバータが提供される。
作用 従来のCアレー型A/Dコンバータでは、A/Dコンバータ
系全体に誤差やドリフトの発生が予想される微小なオフ
セット電圧をかけて、アナログ入力電圧の変換の安定点
をシフトさせていた。しかし、本発明では、Cアレーを
n+1ビット分使用することにより、誤差の発生を押さ
えつつ、アナログ入力電圧の安定変換点をシフトさせ
て、入出力変換特性をオフセットしている。
実施例 次に、本発明の実施例を添付図面を参照して説明す
る。
第1図は本発明の一実施例の3ビットのCアレー型A/
Dコンバータのアナログ部の回路図である。なお、第7
図に示す従来のCアレー型A/Dコンバータの構成要素に
対応する要素には同一の参照番号を付してある。
第1図において、コンデンサアレーは、一端が共通接
続されたコンデンサC1〜C5で構成されており、コンデン
サC1〜C5の共通接続端子3は、コンパレータ2の反転入
力に接続されており、そのコンパレータ2の非反転入力
は、基準電圧端子5に接続されている。そして、コンパ
レータ2の出力は、コンパレータ出力端子7に接続され
ている。
更に、コンデンサC1〜C5の共通接続端子3には、スイ
ッチSW1の固定端子が接続されており、そのスイッチSW1
の一方の被選択端子が、基準電圧端子5に接続されてい
る。コンデンサC2〜C5の他方の端子には、それぞれスイ
ッチSW2〜SW5の固定端子が接続され、それらスイッチSW
2〜SW5の一方の被選択端子が、基準電圧端子5に接続さ
れている。更に、スイッチSW2〜SW4の他方の被選択端子
は、アナロググランド端子6に接続されている。スイッ
チSW5の他方の被選択端子は、スイッチSW6の固定端子に
接続され、そのスイッチSW6の一方の被選択端子は、ア
ナログ入力端子4に接続されており、他方の被選択端子
は、アナロググランド端子6に接続されている。
第1図からわかるように、スイッチSW2とSW3〜SW4
は、スイッチSW2が基準電圧端子5を選択しているとき
には、スイッチSW3〜SW4がアナロググランド端子6を選
択し、スイッチSW2がアナロググランド端子6を選択し
ているときには、スイッチSW3〜SW4が基準電圧端子5を
選択するように逆の接続関係にある。
上記したCアレー型A/Dコンバータにおいて、コンデ
ンサとスイッチとがD/A変換部1を構成しており、A/D変
換は、スイッチSW1〜SW6をデジタルロジック部で操作す
ることで行なう。
第1図においてサンプリングしたアナログ入力端子4
の電圧をD/A変換部1によって走査し、コンパレータ2
の反転入力と非反転入力の電圧を逐次比較してA/D変換
を行なう。スイッチSW1、SW3〜SW6とキャパシタC1、C3
〜C5が従来のCアレーで、スイッチSW2とキャパシタC2
が本発明により付加したCアレーである。
A/D変換はサンプリングと逐次比較の2つのシーケン
スで実施される。第1図の各スイッチの位置はサンプリ
ング時の位置である。これらのスイッチSW1からSW6に対
して関数SW(n)を、スイッチが左側に接続されている
状態をSW(n)=0、右側に接続されている状態をSW
(n)=1と定義すると、サンプリング時のスイッチの
位置は、SW(n)=0(n=1〜6)とあらわすことが
出来る。以下に、A/D変換の過程を順に説明する。
・ サンプリング時 各スイッチの位置は、SW(n)=0(n=1〜6)で
ある。コンパレータ2の反転入力の電圧は、基準電圧5
(VRF)と同電位で、非反転入力の電圧も基準電圧5と
同電位である。
・ 逐次比較時 逐次比較を実行する前に、アナログ入力端子4の電圧
を電荷としてサンプリングしたキャパシタC5の電荷の再
分配と、本発明によるスイッチSW2の切り換えを行な
う。
この時、各スイッチの位置は、SW(n)=0(n=3,
4,5)、SW(n)=1(n=1,2,6)となる。
コンパレータの反転入力(VIN−)18の電圧は、 (電圧は全てアナロググランド6を基準とする) ここでキャパシタの容量比は、次式の通りである。
8・C1=8・C2=4・C3=2・C4=C5 よって、 次にMSBより3ビット分逐次比較を行なう。この逐次
比較のアルゴリズムを以下に示す。
コンデンサCn(n=3〜5)について、対応するスイ
ッチSW(n)を、n=5(MSBに対応)から降べきの順
に、n=3(LSBに対応)まで、SW(n)=0からSW
(n)=1に順次切り換える。そして、それぞれの場合
に (VIN−)≦(VIN+)ならばSW(n)=1を保持して次
の比較を行なう。
(VIN−)>(VIN+)ならばSW(n)=0にもどして次
の比較を行なう。
以上の比較作業をコンデンサC5から順にコンデンサC3
まで繰り返す。ここで、SW(n)を1とした後の反転入
力(VIN−)と非反転入力(VIN+)の電圧は次式であら
わすことが出来る。
(VIN+)=VRF また、変換後のデジタルデータは、スイッチSW3〜SW5
の状態として得られ、その値は、 となる。
以上が変換のアルゴリズムである。
ここで、本発明により追加したキャパシタC2とスイッ
チSW2により(3)式の中の項−1/16VRFの電圧が反転入
力18に加えられて比較されるが、この値はLSBに相当す
るキャパシタC3とスイッチSW3により操作される電圧の の1/2である。これは、アナログ入力に−1/2LSB分のオ
フセットを加えたことに相当する。
その結果、本発明によるA/Dコンバータの変換特性は
キャパシタC2とスイッチSW2の効果により、従来のA/Dコ
ンバータの変換特性が第2図の変換特性8であるのに対
し、第3図の変換特性9に示す特性をとることになる。
実施例2 第4図は本発明の実施例2の8ビットのCアレー型A/
Dコンバータのアナログ部の回路図である。基本的な動
作は全て実施例1の3ビットのCアレー型A/Dコンバー
タと同じである。また、キャパシタC2とスイッチSW2
本発明により付加したものである。なお、第1図に示す
Cアレー型A/Dコンバータの構成要素に対応する要素に
は同一の参照番号を付してあり、また、コンデンサCと
スイッチSWの添字は、処理可能なビット数に合わせてず
らしてある。従って、構成の説明は省略する。
まず、A/D変換の過程から説明する。
・ サンプリング時 各スイッチの位置は、SW(n)=0(n=1〜11)で
ある。コンパレータ2の反転入力(VIN−)の電圧は、
基準電圧5(VRF)と同電位で、非反転入力(VIN+)の
電圧も基準電圧5と同電位である。
・ 逐次比較時 比較前の各スイッチの位置は、SW(n)=0(n=2
〜10)SW(n)=1(n=1、11)である。コンパレー
タ2の反転入力(VIN−)18の電圧は、 (電圧は全てアナロググランド6を基準とする) ここでキャパシタの容量比は、次式の通りである。
256・C1=256・C2=128・C3=64・C4=32・C5=16・C
6=8・C7=4・C8・2・C9=C10 よって、 次にMSBより8ビット分逐次比較を行なう。アルゴリ
ズムは実施例1と同じである。SW(n)を1とした後の
コンパレータ2の反転入力(VIN−)と非反転入力(VIN
+)の電圧は次式であらわすことができる。
(VIN+)=VRF また、変換したデジタルデータは、スイッチSW1〜SW
11の状態として得られる。その値は、 となる。
ここで、本発明により追加したコンデンサC2とスイッ
チSW2により(4)式の中の項−1/512VRFの電圧が、コ
ンパレータ2の反転入力に加えられて比較されるが、こ
の値はLSBに相当するコンデンサC3とスイッチSW3により
操作される電圧の の1/2である。これは、アナログ入力に−1/2LSB分のオ
フセットを加えたことに相当する。その結果、本発明に
よるA/Dコンバータの変換特性はキャパシタC2とスイッ
チSW2の効果により、従来のA/Dコンバータの変換特性が
第5図の変換特性10であるのに対し、第6図の変換特性
11に示す特性をとることになる。
発明の効果 以上説明したように本発明は、nビットのA/D変換に
n+1ビットのCアレーを使用することにより、A/Dコ
ンバータの電源電圧や基準電圧源に手を加えることな
く、アナログ入力電圧の安定変換点をシフトさせること
ができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の第1の実施例である3ビットCアレ
ー型A/Dコンバータのアナログ部回路図、 第2図は、従来の3ビットCアレー型A/Dコンバータの
変換特性を示す図、 第3図は、本発明の3ビットCアレー型A/Dコンバータ
の変換特性を示す図、 第4図は、本発明の第2の実施例である8ビットCアレ
ー型A/Dコンバータのアナログ部回路図、 第5図は、従来の8ビットCアレー型A/Dコンバータの
変換特性を示す図、 第6図は、本発明の8ビットCアレー型A/Dコンバータ
の変換特性を示す図、 第7図は、従来のnビットCアレー型A/Dコンバータア
ナログ部回路図、 第8図は、従来のnビットCアレー型A/Dコンバータの
変換特性を示す図である。 (主な参照番号) 1……D/A変換部、2……コンパレータ、 3……D/A変換部出力、 4……コンパレータ出力、 5……基準電圧(VRF)、 6……アナロググランド(AGND)、

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】単位容量の1倍、2倍、4倍、・・・、2n
    倍(但し、nは正の整数)となるような容量に重み付け
    された複数のコンデンサからなるコンデンサーアレイ
    と、その反転入力に該コンデンサアレイの一端が共通に
    接続され非反転入力に基準電圧が接続されたコンパレー
    タとを備え、 サンプリング時には該反転入力を充電し、逐次比較時に
    は該反転入力の電圧と該非反転入力の基準電圧とを比較
    することによりアナログ電圧をデジタルデータに変換す
    る電荷再配分型のnビットA/Dコンバータにおいて; 更に、該コンデンサアレイの最小容量のコンデンサとは
    異なる容量を有し、且つ、一端を該コンデンサアレイの
    一端に接続されたコンデンサと、 サンプリング時には基準電圧を両端に印加されたことに
    より該コンデンサに蓄積された電荷を放電し、逐次比較
    時には該コンデンサの他端の接続をアナロググランドに
    切り換えて充電させる切替手段とを備え、 入力されたアナログ電圧に対して出力するデジタルデー
    タの変換特性をオフセットするように構成されているこ
    とを特徴とするコンデンサアレイ型A/Dコンバータ。
JP63275457A 1988-10-31 1988-10-31 Cアレー型a/dコンバータ Expired - Fee Related JP2844617B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63275457A JP2844617B2 (ja) 1988-10-31 1988-10-31 Cアレー型a/dコンバータ

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63275457A JP2844617B2 (ja) 1988-10-31 1988-10-31 Cアレー型a/dコンバータ

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH02121525A JPH02121525A (ja) 1990-05-09
JP2844617B2 true JP2844617B2 (ja) 1999-01-06

Family

ID=17555794

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP63275457A Expired - Fee Related JP2844617B2 (ja) 1988-10-31 1988-10-31 Cアレー型a/dコンバータ

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2844617B2 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0774635A (ja) * 1993-07-02 1995-03-17 Mitsubishi Electric Corp アナログ・デジタル変換装置
JP2013059105A (ja) * 2012-11-19 2013-03-28 Fujitsu Ltd アナログデジタル回路及びそのアナログデジタル回路を用いた受信機

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5357734A (en) * 1976-11-04 1978-05-25 Fujitsu Ltd Analog-to-digital converter
JPS5493954A (en) * 1978-01-06 1979-07-25 Hitachi Ltd Interpolating pcm decoder
CA1144653A (en) * 1980-08-27 1983-04-12 Adrian Worsman Codec
JPS6169217A (ja) * 1984-09-11 1986-04-09 Oki Electric Ind Co Ltd アナログ・デイジタル変換器
JPS62142421A (ja) * 1985-12-17 1987-06-25 Oki Electric Ind Co Ltd 符号化回路
JPH0627247B2 (ja) * 1986-01-23 1994-04-13 東レ株式会社 難燃性ポリエステル組成物

Also Published As

Publication number Publication date
JPH02121525A (ja) 1990-05-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107493104B (zh) 连续逼近暂存器模拟数字转换器及其模拟至数字信号转换方法
US10778242B2 (en) Analog-to-digital converter device
US20100085225A1 (en) Successive approximation adc with binary error tolerance mechanism
US6229472B1 (en) A/D converter
JP2003124809A (ja) 改良形スイッチトキャパシタにもとづく電荷再分布逐次近似型アナログ−ディジタル変換器(adc)
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
US5248974A (en) Dielectric relaxation correction circuit for charge-redistribution a/d converters
JP2003152541A (ja) 差動入力a/d変換器
JPH11308082A (ja) チョッパ型コンパレータ
JP3709640B2 (ja) 電圧比較回路およびそれを用いたアナログ/ディジタル変換回路
JP2844617B2 (ja) Cアレー型a/dコンバータ
KR100696945B1 (ko) 아날로그 디지털 변환기의 단위 블록을 재사용하여고해상도를 구현하는 축차근사형 아날로그 디지털 변환 장치
JP2001024509A (ja) 自己補正方式電荷再配分逐次比較型ad変換器
JP2001267925A (ja) 逐次比較型ad変換器
KR101834975B1 (ko) 분리형 단조 연속 근사 아날로그 디지털 변환기
JPS6011491B2 (ja) Ad変換回路
JP2001053612A (ja) 逐次比較型adコンバータ及びそれを組み込んだマイクロコンピュータ
JP2002314419A (ja) A/d変換回路
JPS6177430A (ja) アナログ・デジタル変換器
KR101879328B1 (ko) 이중 분리형 단조 연속 근사 아날로그 디지털 변환기
KR100947249B1 (ko) 디지털-아날로그 변환기 및 그것을 이용한 아날로그-디지털변환기
JPH1070463A (ja) アナログ/ディジタル変換回路
US4791405A (en) Data converter for directly providing outputs in two's complement code
KR19990036595A (ko) 선형성을 향상시키기 위한 멀티플라잉 디지털-아날로그 변환기
JP3331081B2 (ja) サブレンジング型a/d変換器

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees