JP2880953B2 - A / D converter - Google Patents

A / D converter

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JP2880953B2
JP2880953B2 JP16776496A JP16776496A JP2880953B2 JP 2880953 B2 JP2880953 B2 JP 2880953B2 JP 16776496 A JP16776496 A JP 16776496A JP 16776496 A JP16776496 A JP 16776496A JP 2880953 B2 JP2880953 B2 JP 2880953B2
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【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はA/D変換器に関
し、特に抵抗ストリング方式によるA/D変換器に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an A / D converter, and more particularly to an A / D converter using a resistor string system.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の抵抗ストリング方式によるA/D
変換器の構成が図4に示される。この従来例は、図4に
示されるように、基準電圧端子20より所定の基準電圧
refを入力し、入力端子21より入力されるアナログ
電圧VinをA/D変換して、出力端子22より8ビット
のデジタル電圧Vout として出力する8ビットのA/D
変換器の1構成例であり、基準電圧端子20と接地点と
の間に直列接続される複数の抵抗より成る抵抗ストリン
グ16と、制御信号106により選択出力される抵抗ス
トリング16の各抵抗の接続点の電圧レベルを、比較信
号105として出力するアナログ・スイッチ17と、ア
ナログ・スイッチ17より出力される比較信号105の
電圧レベルとアナログ電圧Vinの電圧レベルとを比較し
て比較結果信号107を出力する比較器18と、比較器
18より出力される比較結果信号107の入力を受け
て、アナログ・スイッチ17の切替制御を行う制御信号
106を出力するとともに、A/D変換されたデジタル
電圧Vout を、出力端子22を介して外部に出力する制
御部19とを備えて構成される。
2. Description of the Related Art A / D by a conventional resistor string system
The configuration of the converter is shown in FIG. This conventional example, as shown in FIG. 4, and inputs a predetermined reference voltage V ref from the reference voltage terminal 20, the analog voltage V in A / D conversion inputted from the input terminal 21, output terminal 22 8-bit A / D output as 8-bit digital voltage Vout
This is a configuration example of a converter, in which a resistor string 16 including a plurality of resistors connected in series between a reference voltage terminal 20 and a ground point, and connection of each resistor of the resistor string 16 selectively output by a control signal 106. the voltage level of the point, the analog switch 17 for outputting a comparison signal 105, the comparison result signal 107 by comparing the voltage level of the analog voltage V in of the comparison signal 105 output from analog switch 17 In response to the input of the comparator 18 to be output and the comparison result signal 107 output from the comparator 18, the comparator 18 outputs a control signal 106 for performing switching control of the analog switch 17, and outputs an A / D converted digital voltage V and a control unit 19 that outputs out to the outside via an output terminal 22.

【0003】図4において、本従来例においては、入力
端子21に入力されるアナログ電圧Vinは、アナログ・
スイッチ17より出力される比較信号105と比較器1
8においてレベル比較され、その比較結果信号107は
制御部19に入力される。比較結果信号107の入力を
受けて、制御部19より出力される制御信号106によ
り、アナログ・スイッチ17が切替え制御され、これに
より抵抗ストリング16により分圧された電圧が適宜選
択されて、選択された電圧レベルの比較信号105とし
て出力される。D/A変換の開始直後においては、制御
部19より出力される制御信号106により、アナログ
・スイッチ17により選択出力される比較信号105の
電圧レベルは、基準電圧Vref の1/2の電圧レベルと
なるように制御される。その際に、制御部19において
は、比較器18より出力される比較結果信号107を参
照することにより、入力端子21より入力されるアナロ
グ電圧Vinが、基準電圧Vref の1/2の電圧レベルよ
りも高レベルであるか、または低レベルであるかが判定
されて、出力端子22より出力されるデジタル電圧V
out の最上位ビットの値が決定される。即ち、前記最上
位ビットの値は、Vin>Vref /2の場合には“1”と
なり、Vin≦Vref /2の場合には“0”となる。
[0003] In FIG. 4, in this conventional example, an analog voltage V in input to the input terminal 21, an analog
Comparison signal 105 output from switch 17 and comparator 1
8, the levels are compared, and the comparison result signal 107 is input to the control unit 19. In response to the input of the comparison result signal 107, the analog switch 17 is switched and controlled by the control signal 106 output from the control unit 19, whereby the voltage divided by the resistor string 16 is appropriately selected and selected. This is output as a comparison signal 105 of the voltage level. Immediately after the start of the D / A conversion, the voltage level of the comparison signal 105 selectively output by the analog switch 17 by the control signal 106 output from the control unit 19 is the voltage level of 基準 of the reference voltage Vref. It is controlled so that At this time, the control unit 19 refers to the comparison result signal 107 outputted from the comparator 18, the analog voltage V in is input from the input terminal 21, half of the voltage of the reference voltage V ref It is determined whether the level is higher or lower than the level, and the digital voltage V output from the output terminal 22 is determined.
The value of the most significant bit of out is determined. That is, the value of the most significant bit, V in> the case of V ref / 2 is "1", in the case of V in ≦ V ref / 2 is "0".

【0004】次に、上記の電圧レベル判定において、ア
ナログ電圧Vinが、基準電圧Vrefの1/2の電圧レベ
ルよりも高レベルである場合(最上位ビットの値が
“1”)には、制御部19より出力される制御信号10
6により制御されて、アナログ・スイッチ17により選
択出力される比較信号105の電圧レベルは3Vref
4に設定され、比較器18に入力される。また、上記の
電圧レベル判定において、アナログ電圧Vinが、基準電
圧Vref の1/2の電圧レベルよりも低レベルの場合
(最上位ビットの値が“0”)には、制御信号106に
より制御されて、アナログ・スイッチ17により選択出
力される比較信号105の電圧レベルはVref/4に設
定されて比較器18に入力される。制御部19において
は、比較器18における比較結果信号107の入力を受
けて、最上位ビットの値が“1”の場合には、アナログ
電圧Vinが基準電圧Vref の3/4の電圧レベルよりも
高レベルであるか、または低レベルであるかが判定さ
れ、また、最上位ビットの値が“0”の場合には、アナ
ログ電圧Vinが基準電圧Vref の1/4の電圧レベルよ
りも高レベルであるか、または低レベルであるかが判定
される。即ち、制御部19においては、アナログ電圧V
inのレベルが、0〜Vref /4、Vref /4〜Vref
2、Vref /2〜3Vref /4、3Vref /4〜Vref
の何れのレベル範囲内にあるかが判定されて、デジタル
電圧Vout の前記最上位ビットの次のビットの値が決定
される。このようにして、デジタル電圧Vout の出力の
最下位ビットに至るまでの値が順次決定される。
[0004] Next, in the voltage level determination described above, the analog voltage V in, in the case of higher level than half the voltage level of the reference voltage V ref (the value of the most significant bit is "1") , The control signal 10 output from the control unit 19
6, the voltage level of the comparison signal 105 selectively output by the analog switch 17 is 3 V ref /
4 and input to the comparator 18. Further, the voltage level determined above, the analog voltage V in, than half the voltage level of the reference voltage V ref in the case of low-level (the value of the most significant bit is "0") by the control signal 106 Under control, the voltage level of the comparison signal 105 selected and output by the analog switch 17 is set to V ref / 4 and input to the comparator 18. The control unit 19 receives an input of the comparison result signal 107 in the comparator 18, when the value of the most significant bit is "1", 3/4 the voltage level of the analog voltage V in is the reference voltage V ref is determined whether a high level, or at low levels than, also in the case of the value of the most significant bit is "0", the 1/4 of the voltage level of the analog voltage V in the reference voltage V ref It is determined whether the level is higher or lower. That is, in the control unit 19, the analog voltage V
in level is 0 to V ref / 4, V ref / 4 to V ref /
2, V ref / 2~3V ref / 4,3V ref / 4~V ref
Is determined, and the value of the bit next to the most significant bit of the digital voltage Vout is determined. In this way, the values of the output of the digital voltage Vout up to the least significant bit are sequentially determined.

【0005】なお、図5は、当該従来例において、A/
D変換開始の時点から変換終了の時点に至るまでの、入
力端子21におけるアナログ電圧Vinおよび比較信号1
05の電圧レベルの変化の具合を示した図であり、目標
電圧は、比較信号105の理想電圧波形を示している。
なお、図5は、説明を簡略化して分かり易くするため
に、4ビット長のA/D変換器における電圧レベル変化
の推移が示されている。A/D変換開始直後において、
最上位ビットを決定するために、アナログ・スイッチ1
7により選択出力される比較信号105の電圧レベル
は、Vref /2の目標電圧に設定される。そして変換開
始から一定時間経過後において、比較信号105の電圧
はA/D変換の必要精度の範囲内の電圧レベルに上昇
し、この状態において、アナログ電圧Vinと比較信号1
05の電圧が比較器18において比較され、最上位ビッ
トの値が決定される(図5のタイミングT1 )。図5に
おいては、アナログ電圧Vinのレベルが比較信号105
の電圧レベルよりも高レベルであるために、最上位ビッ
トの値は“1”となる。このタイミングにおいて、次の
ビットの値を決定するために、目標電圧を変えて、再度
比較信号105の電圧を急速に上昇させる。そして、一
定時間経過後において、比較信号105の電圧が必要精
度の範囲内の電圧レベルに上昇し、この状態において、
アナログ電圧Vinと比較信号105の電圧が比較器18
において比較されて2ビット目のビット値が決定される
(タイミングT2 )。図5においては、アナログ電圧V
inのレベルが比較信号105の比較電圧レベルよりも低
レベルであるために、2ビット目のビット値は“0”と
なる。そして、このタイミングにおいて、次のビットの
値を決定するために目標電圧が変えられる。そして、一
定時間後において、比較回路6において比較信号105
の比較電圧とアナログ電圧Vinの電圧が比較され、次の
3ビット目のビット値が決定される。図5の例において
は、アナログ電圧Vinのレベルが比較信号105の比較
電圧レベルよりも高レベルであるために、3ビット目の
ビット値は“1”となる(タイミングT3 )。そして、
タイミングT3 において、次の4ビット目、即ち最下位
ビットの値を決定するために目標電圧が変えられる。そ
して、一定時間後において、比較回路18において比較
信号105の比較電圧とアナログ電圧Vinの電圧が比較
され、最下位ビットのビット値が決定される。図5の例
においては、アナログ電圧Vinのレベルが比較信号10
5の比較電圧レベルよりも低レベルであるために、最下
位ビットのビット値は“0”となる(タイミング
4 )。
[0005] FIG. 5 shows A / A in the conventional example.
From point D conversion start until the time of the end of conversion, the analog voltage V in and the comparison signal at the input terminal 21 1
FIG. 5 is a diagram showing how the voltage level changes in FIG. 5, and the target voltage shows an ideal voltage waveform of the comparison signal 105.
FIG. 5 shows a transition of a voltage level change in an A / D converter having a 4-bit length in order to simplify the description and make it easy to understand. Immediately after the start of A / D conversion,
Analog switch 1 to determine the most significant bit
7, the voltage level of the comparison signal 105 selectively output is set to the target voltage of V ref / 2. Then after a predetermined time has passed from the conversion starting, the voltage of the comparison signal 105 rises to a voltage level within the range of required accuracy of A / D conversion, in this state, compared to the analog voltage V in signals 1
05 is compared in the comparator 18 to determine the value of the most significant bit (timing T 1 in FIG. 5). Fig In 5, compares the level of the analog voltage V in signal 105
, The value of the most significant bit is “1”. At this timing, the target voltage is changed and the voltage of the comparison signal 105 is rapidly increased again to determine the value of the next bit. Then, after a lapse of a certain time, the voltage of the comparison signal 105 rises to a voltage level within the required accuracy range.
Voltage of the comparison signal 105 with the analog voltage V in the comparator 18
And the second bit value is determined (timing T 2 ). In FIG. 5, the analog voltage V
Since the level of in is lower than the comparison voltage level of the comparison signal 105, the bit value of the second bit is “0”. Then, at this timing, the target voltage is changed to determine the value of the next bit. After a certain time, the comparison signal 105 is output from the comparison circuit 6.
Is compared comparison voltage and the voltage of the analog voltage V in of the bit values of the third bit of the following is determined. In the example of FIG. 5, for the level of the analog voltage V in is high than the comparison voltage level of the comparison signal 105, the bit value of the third bit is "1" (timing T 3). And
At timing T 3, 4 bit of the following, that is, the target voltage in order to determine the value of the least significant bit is changed. Then, after a certain time, the voltage of the comparison voltage and the analog voltage V in of the comparison signal 105 in the comparison circuit 18 are compared, the bit value of the least significant bit is determined. In the example of FIG. 5, the level comparison of the analog voltage V in signal 10
Since the level is lower than the comparison voltage level of No. 5, the bit value of the least significant bit becomes “0” (timing T 4 ).

【0006】また、特開昭62−31224号公報に提
案されているD/A変換器においては、2本の抵抗スト
リングが使用されており、1回のD/A変換処理を行う
際に、当該変換の前半においては、前記2本の抵抗スト
リングを並列接続して使用することにより高速のD/A
変換処理を実現し、また後半の変換においては、その内
の1本の抵抗ストリングのみを使用し、他の1本の抵抗
ストリングは電源より切離すことによって低消費電力を
実現するという構成がとられている。この種のD/A変
換器の構成をA/D変換器に応用する場合には、A/D
変換における1ビットの値を決定するために、1回のD
/A変換動作が行われることになり、これにより、A/
D変換処理におけるビット数に対応する回数のD/A変
換を行って、全ビットを決定するという構成をとること
になる。
In the D / A converter proposed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-31224, two resistor strings are used, and when performing one D / A conversion process, In the first half of the conversion, high-speed D / A is achieved by using the two resistor strings connected in parallel.
In the latter half of the conversion, only one of the resistor strings is used, and the other resistor string is separated from the power supply to realize low power consumption. Have been. When this type of D / A converter configuration is applied to an A / D converter, the A / D converter
To determine the value of one bit in the conversion, one D
/ A conversion operation is performed, whereby A /
The configuration is such that D / A conversion is performed a number of times corresponding to the number of bits in the D conversion process, and all bits are determined.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】上述した従来のA/D
変換器においては、A/D変換に要する時間を短縮して
変換速度を上げるためには、アナログ・スイッチにより
切替え選択されて、比較器に入力される比較信号の電圧
が、規定電圧±1/2ビットに相当する変換精度に見合
う電圧レベル以内に収まるまでの所要時間を短縮するこ
とが必要となる。この所要時間は、抵抗ストリングの抵
抗値と配線容量の値による影響を受けるために、当該時
間を短縮するためには、抵抗ストリングを構成する抵抗
の抵抗値をより低い値とし、また配線容量を低減するこ
とが求められるが、抵抗ストリングの抵抗値を下げるこ
とにより、当該抵抗ストリングにより多くの電流が流入
し、結果として消費電力が増大するという欠点がある。
The above-described conventional A / D
In the converter, in order to shorten the time required for the A / D conversion and increase the conversion speed, the voltage of the comparison signal which is switched and selected by the analog switch and input to the comparator is set to the specified voltage ± 1 / It is necessary to reduce the time required until the voltage falls within the voltage level corresponding to the conversion accuracy corresponding to 2 bits. Since this required time is affected by the resistance value of the resistor string and the value of the wiring capacitance, in order to reduce the time, the resistance value of the resistor constituting the resistor string is set to a lower value, and the wiring capacitance is reduced. Although reduction is required, lowering the resistance value of the resistor string has a disadvantage in that more current flows into the resistor string, resulting in an increase in power consumption.

【0008】逆に、消費電力の増大を抑制するために、
抵抗ストリングの抵抗値を大きくすると、比較器に対し
て入力される比較結果信号の電圧レベルが、規定電圧±
1/2ビットに相当する電圧レベル以内に到達するまで
の時間が延伸し、A/D変換の変換速度が低下するとい
う欠点がある。
On the other hand, in order to suppress an increase in power consumption,
When the resistance value of the resistor string is increased, the voltage level of the comparison result signal input to the comparator becomes the specified voltage ±
There is a drawback that the time required to reach within a voltage level corresponding to 1/2 bit is extended and the conversion speed of A / D conversion is reduced.

【0009】また、前述の特開昭62−31224号公
報に提案されているD/A変換器の適用については、A
/D変換の前半において、目標電圧の変化が大きい場合
には、1ビットの決定中にアナログ・スイッチを切替え
るタイミングを設定することが必要となるが、このため
には、当該時間制御のための制御回路の構成が複雑化
し、実用に適さないという欠点がある。また、A/D変
換の後半においては、目標電圧の変化が小さい場合に
は、比較信号の電圧が必要精度の範囲内の電圧レベルに
上昇するまでの時間に余裕があるために、この間におい
てアナログ・スイッチを切替えることにより消費電力が
増大し、消費電力低減の改善効果が得られないという欠
点がある。
Regarding the application of the D / A converter proposed in the above-mentioned JP-A-62-31224,
If the change in the target voltage is large in the first half of the / D conversion, it is necessary to set the timing of switching the analog switch during the determination of one bit. There is a disadvantage that the configuration of the control circuit is complicated and is not suitable for practical use. In the latter half of the A / D conversion, if the change in the target voltage is small, there is a margin for the voltage of the comparison signal to rise to a voltage level within the required accuracy range. -There is a disadvantage that power consumption increases by switching the switch, and the effect of reducing power consumption cannot be obtained.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明のA/D変換器
は、アナログ電圧を複数ビットのデジタル信号に変換す
るA/D変換器において、直列接続される複数の抵抗に
より形成され、前記複数の抵抗の接続点において所定の
基準電圧の分圧電圧値を生成する第1の抵抗ストリング
と、所定の第1の制御信号により切替え制御されて、前
記第1の抵抗ストリングにおける分圧電圧値を任意に選
択して出力する第1のアナログ・スイッチと、直列接続
される複数の抵抗により形成され、前記複数の抵抗の接
続点において所定の基準電圧の分圧電圧値を生成する第
2の抵抗ストリングと、前記第2の抵抗ストリングの低
電位側の終端と接地点との間に接続され、所定の第2の
制御信号により開閉制御されて、前記第2の抵抗ストリ
ングの低電位側の終端と接地点との間の接続を任意に
「接」または「断」とする第2のアナログ・スイッチ
と、前記第2のアナログ・スイッチが「接」の状態にお
いて、前記第2の制御信号により切替え制御されて、前
記第2の抵抗ストリングにおける分圧電圧値を任意に選
択して、前記第1の抵抗ストリングにおける所定の分圧
点に伝達する第3のアナログ・スイッチと、前記アナロ
グ電圧のレベルと、前記第1のアナログ・スイッチより
選択出力される比較信号の比較電圧のレベルとを比較す
る比較器と、前記比較器より出力される比較結果信号の
入力を受けて、前記第1および第2の制御信号を生成し
て出力するとともに、前記アナログ電圧に対応するデジ
タル信号の各ビット値を決定して出力する制御部と、を
少なくとも備えて構成される。なお、前記第1の抵抗ス
トリングは、A/D変換ビット数がxの場合に直列接続
される2 x 個の抵抗により形成し、前記第2の抵抗スト
リングは、高速A/D変換ビット数がyの場合に直列接
続される2 y 個の抵抗により形成するようにしてもよ
い。
An A / D converter according to the present invention is an A / D converter for converting an analog voltage into a digital signal of a plurality of bits. The A / D converter is formed by a plurality of resistors connected in series. A first resistor string that generates a divided voltage value of a predetermined reference voltage at a connection point of the resistors, and a switching control performed by a predetermined first control signal to change a divided voltage value in the first resistor string. A first analog switch for arbitrarily selecting and outputting a second resistor formed by a plurality of resistors connected in series and generating a divided voltage value of a predetermined reference voltage at a connection point of the plurality of resistors; The second resistor string is connected between a low-potential end of the second resistor string and a ground point, and is controlled to open and close by a predetermined second control signal, so that the second resistor string has a low-potential end. A second analog switch that arbitrarily “connects” or “disconnects” the connection between the second analog switch and the ground, and the second control signal in a state where the second analog switch is “connected”. A third analog switch that is controlled to switch and arbitrarily selects a divided voltage value in the second resistor string and transmits the divided voltage value to a predetermined voltage dividing point in the first resistor string; A comparator for comparing a level with a level of a comparison voltage of a comparison signal selected and output from the first analog switch; and receiving the first and second signals when receiving a comparison result signal output from the comparator. A control unit that generates and outputs a second control signal, and that determines and outputs each bit value of a digital signal corresponding to the analog voltage. Note that the first resistor string is formed by 2 x resistors connected in series when the number of A / D conversion bits is x, and the second resistor string has a high speed A / D conversion bit number. In the case of y, it may be formed by 2 y resistors connected in series.

【0011】また、前記制御部は、A/D変換開始時に
最上位ビットのビット値のみが設定されるシフト・レジ
スタと、A/D変換処理過程において逐次変換出力され
るビット値を順次ラッチして格納保持する結果レジスタ
と、前記シフト・レジスタの出力値と前記結果レジスタ
の出力値との論理和をとり、前記第1の制御信号として
出力する第1のOR回路と、前記結果レジスタの出力値
と前記第1のOR回路より出力される第1の制御信号の
値とを入力し、前記比較結果信号のレベル値に依存する
選択制御作用を介して何れか一方の値を選択して、前記
結果レジスタに出力するデータ・セレクタと、前記シフ
ト・レジスタの出力値の論理和をとり、前記第2の制御
信号として出力する第2のOR回路とを備えて構成し、
A/D変換終了時に、前記結果レジスタにラッチされて
いるA/D変換結果のデジタル信号を出力するようにし
てもよく、更に、前記比較結果信号のレベル値が“1”
レベルの場合には、前記データ・セレクタにおいて、前
記第1のOR回路の出力値が選択されて結果レジスタに
ラッチされ、対応するデジタル信号のビット値が“1”
として決定されるともに、前記比較結果信号のレベル値
が“0”レベルの場合には、前記データ・セレクタにお
いて、前記結果レジスタの出力値が選択されて結果レジ
スタにラッチされ、対応するデジタル信号のビット値が
“0”として決定されるようにしてもよい。
The control unit sequentially latches a shift register in which only the bit value of the most significant bit is set at the start of A / D conversion and a bit value sequentially converted and output in the A / D conversion process. A first OR circuit for performing a logical sum of an output value of the shift register and an output value of the result register, and outputting the result as the first control signal; and an output of the result register. A value and a value of a first control signal output from the first OR circuit are input, and one of the values is selected through a selection control action depending on a level value of the comparison result signal, A data selector that outputs the result to the result register, and a second OR circuit that obtains a logical sum of an output value of the shift register and outputs the result as the second control signal,
At the end of the A / D conversion, a digital signal of the A / D conversion result latched in the result register may be output, and the level value of the comparison result signal is “1”.
In the case of the level, the output value of the first OR circuit is selected by the data selector and latched in the result register, and the bit value of the corresponding digital signal is "1".
When the level value of the comparison result signal is “0” level, the output value of the result register is selected by the data selector and latched by the result register, and the corresponding digital signal is output. The bit value may be determined as “0”.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】次に、本発明について図面を参照
して説明する。
Next, the present invention will be described with reference to the drawings.

【0013】図1は本発明の1実施形態を示すブロック
図である。図1に示されるように、本実施形態は、基準
電圧端子8より所定の基準電圧Vref を入力し、入力端
子9より入力されるアナログ電圧VinをA/D変換し、
出力端子10より8ビットのデジタル電圧Vout として
出力する8ビットのA/D変換器の1構成例であり、基
準電圧端子8と接地点との間に直列に接続される補助抵
抗ストリング1および制御信号102により開閉制御さ
れるアナログ・スイッチ2と、基準電圧端子8と接地点
との間に接続される抵抗ストリング3と、補助抵抗スト
リング1の各抵抗の接続点の電圧レベルを、制御信号1
02により選択出力して抵抗ストリング3の対応する抵
抗接続点に伝達するアナログ・スイッチ4と、抵抗スト
リング3の各抵抗の接続点の電圧レベルを、制御信号1
03により選択出力して比較信号101として出力する
アナログ・スイッチ5と、アナログ・スイッチ5より出
力される比較信号101の電圧レベルとアナログ電圧V
inの電圧レベルとを比較して比較結果信号104を出力
する比較器6と、比較器6より出力される比較結果信号
104の入力を受けて、アナログ・スイッチ4に対する
制御信号102およびアナログ・スイッチ5に対する制
御信号103を出力するとともに、A/D変換されたデ
ジタル電圧Vout を出力する制御部7とを備えて構成さ
れる。
FIG. 1 is a block diagram showing one embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, this embodiment receives a predetermined reference voltage V ref from the reference voltage terminal 8, the analog voltage V in is input from the input terminal 9 converts A / D,
This is an example of a configuration of an 8-bit A / D converter that outputs an 8-bit digital voltage Vout from an output terminal 10, and includes an auxiliary resistor string 1 connected in series between a reference voltage terminal 8 and a ground point. The analog switch 2 controlled to be opened and closed by the control signal 102, the resistor string 3 connected between the reference voltage terminal 8 and the ground, and the voltage level at the connection point of each resistor of the auxiliary resistor string 1 1
02, the analog switch 4 for selectively outputting the signal to the corresponding resistor connection point of the resistor string 3 and the voltage level of the connection point of each resistor of the resistor string 3 by the control signal 1
03, the analog switch 5 selectively outputting the comparison signal 101 and outputting the comparison signal 101, and the voltage level and analog voltage V of the comparison signal 101 output from the analog switch 5.
The comparator 6 outputs a comparison result signal 104 output from the comparator 6 by comparing with the voltage level of the control signal 102 and the control signal 102 for the analog switch 4 and the analog switch. And a control unit 7 that outputs a control signal 103 for the A / D converter 5 and outputs an A / D converted digital voltage Vout .

【0014】また、図2は、制御部7の1実施形態の構
成を示すブロック図であり、比較結果信号104の入力
に対応して結果レジスタ12の出力値またはOR回路1
4からの出力信号103いずれかを選択して結果レジス
タ12に出力するデータ・セレクタ11と、結果レジス
タ12と、シフト・レジスタ13と、OR回路14およ
び15とを備えて構成される。そして、図3は、本実施
形態の1具体例として、8ビットのA/D変換器の場合
に、A/D変換開始の時点から変換終了の時点に至るま
での、入力端子9におけるアナログ電圧Vinおよび比較
信号101の電圧レベルの変化の推移を示した図であ
り、前述の図5の場合と同様に、目標電圧は、比較信号
101の理想電圧波形を示している。なお、図1におい
て、比較信号101は、基準電圧Vref を、補助抵抗ス
トリング1と抵抗ストリング3により分圧して生成され
る複数の電圧出力レベルから、アナログ・スイッチ2、
アナログ・スイッチ4およびアナログ・スイッチ5によ
り選択出力される電圧レベルの信号として出力される。
また、抵抗ストリンク3を構成する抵抗の数は2x (x
は変換ビット数)であり、補助抵抗ストリング1を構成
する抵抗の数は2y (yは高速変換を行うビット数)で
ある。
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of the control unit 7 according to an embodiment. The output value of the result register 12 or the OR circuit 1 corresponds to the input of the comparison result signal 104.
4. Select one of the output signals 103 from
A data selector 11 for outputting to the data register 12, a result register 12, a shift register 13, and OR circuits 14 and 15. FIG. 3 shows, as a specific example of the present embodiment, the analog voltage at the input terminal 9 from the start of A / D conversion to the end of conversion in the case of an 8-bit A / D converter. FIG. 6 is a diagram showing transition of changes in the voltage level of Vin and the comparison signal 101, and the target voltage indicates an ideal voltage waveform of the comparison signal 101, as in the case of FIG. 5 described above. In FIG. 1, the comparison signal 101 is obtained by dividing the reference voltage Vref by a plurality of voltage output levels generated by dividing the reference voltage Vref by the auxiliary resistor string 1 and the resistor string 3,
It is output as a signal of the voltage level selected and output by the analog switch 4 and the analog switch 5.
The number of resistors constituting the resistor string 3 is 2 x (x
Is the number of conversion bits), and the number of resistors constituting the auxiliary resistance string 1 is 2 y (y is the number of bits for performing high-speed conversion).

【0015】次に、図1、図2および図3を参照して、
本実施形態の動作について説明する。A/D変換開始直
後に、図2に示される制御部7においては、最上位ビッ
トを決定するために、シフト・レジスタ13には、最上
位ビットのみがセットされた値が設定され、結果レジス
タ12の値は全てクリアされる。このような状態設定に
おいて、シフト・レジスタ13および結果レジスタ12
の値は、OR回路14において論理和がとられ、その論
理和出力が制御信号103として出力されて、アナログ
・スイッチ5に入力され、また同時に、シフト・レジス
タ13の値が、OR回路15を経由して制御信号102
として出力されて、アナログ・スイッチ2および4に入
力される。この制御信号102による制御作用を介し
て、アナログ・スイッチ2および4は「接」の状態とな
り、またアナログ・スイッチ5は制御信号103により
切替え制御される。この状態において、抵抗ストリング
3およびアナログ・スイッチ5を介して、電圧レベルが
ref /2のレベルに設定されて出力される比較信号1
01は、比較器6の負極入力端子に入力される。比較器
6においては、当該Vref /2のレベルと、入力端子9
を介して入力されるアナログ電圧Vinのレベルが比較さ
れ、Vin>Vref /2の時には比較結果信号104が
“1”レベルにて出力されて制御部7に入力される。図
2に示される制御部7においては、上記の“1”レベル
の比較結果信号104の入力を受けて、データ・セレク
タ11によりOR回路14の出力、即ち制御信号103
が選択され、結果レジスタ12にラッチされて、アナロ
グ電圧VinのA/D変換後の最上位ビットの値は“1”
として決定される。他方において、Vin<Vref /2の
時には比較結果信号104が“0”レベルにて出力され
て制御部7に入力される。この場合には、データ・セレ
クタ11により結果レジスタ12の出力が選択され、当
該結果レジスタ12にラッチされて、アナログ電圧Vin
のA/D変換後の最上位ビットの値は“0”として決定
される。このようにして、アナログ電圧VinのA/D変
換後の最上位ビットの値は“1”または“0”に決定さ
れる。次いで、シフト・レジスタ13は右サイドに1ビ
ットシフトされ、この状態において、アナログ・スイッ
チ5より切替え出力される比較信号101の電圧レベル
は、最上位ビットの値が“1”の時には3Vref /4の
レベルで比較器6に入力され、また最上位ビットの値が
“0”の時にはVref /4のレベルで比較器6に入力さ
れる。この時には、アナログ・スイッチ2および4は
「接」の状態となっており、制御部7に含まれるOR回
路14より出力される制御信号103により制御され
て、アナログ・スイッチ5による回路切替動作は高速に
て行われ、これにより、出力される比較信号101の電
圧レベルは高速にて変化する状態となる。
Next, referring to FIGS. 1, 2 and 3,
The operation of the present embodiment will be described. Immediately after the start of A / D conversion, the control unit 7 shown in FIG. 2 sets a value in which only the most significant bit is set in the shift register 13 to determine the most significant bit. All the values of 12 are cleared. In such a state setting, the shift register 13 and the result register 12
Is ORed by the OR circuit 14, the output of the OR is output as the control signal 103 and input to the analog switch 5, and at the same time, the value of the shift register 13 Via control signal 102
And input to the analog switches 2 and 4. Through the control action of the control signal 102, the analog switches 2 and 4 are brought into the "contact" state, and the analog switch 5 is controlled to be switched by the control signal 103. In this state, the comparison signal 1 is output via the resistor string 3 and the analog switch 5 with the voltage level set to the level of V ref / 2.
01 is input to the negative input terminal of the comparator 6. In the comparator 6, the level of V ref / 2 and the input terminal 9
Level of the analog voltage V in that is input through the are compared, when the V in> V ref / 2 is input to the control unit 7 is outputted by the comparison result signal 104 is "1" level. The control unit 7 shown in FIG. 2 receives the comparison result signal 104 at the “1” level and receives the output of the OR circuit 14 by the data selector 11, that is, the control signal 103.
Is selected and latched by the result register 12, the value of the most significant bit of the A / D converted analog voltage V in is "1"
Is determined as On the other hand, when V in <V ref / 2, the comparison result signal 104 is output at the “0” level and input to the control unit 7. In this case, the output of the result register 12 by the data selector 11 is selected and latched in the result register 12, the analog voltage V in
The value of the most significant bit after A / D conversion is determined as "0". In this way, the value of the most significant bits after A / D conversion of the analog voltage V in is determined to be "1" or "0". Next, the shift register 13 is shifted by one bit to the right side. In this state, the voltage level of the comparison signal 101 switched and output from the analog switch 5 is 3V ref / when the value of the most significant bit is "1". When the value of the most significant bit is "0", it is input to the comparator 6 at the level of Vref / 4. At this time, the analog switches 2 and 4 are in the “closed” state, and are controlled by the control signal 103 output from the OR circuit 14 included in the control unit 7, so that the circuit switching operation by the analog switch 5 is performed. This is performed at a high speed, whereby the voltage level of the output comparison signal 101 changes at a high speed.

【0016】次に、比較器6においては、上記の比較信
号101の電圧レベル3Vref /4またはVref /4
と、入力端子9を介して入力されるアナログ電圧Vin
レベルが比較され、Vin>3Vref /4またはVin>V
ref /4の時には、比較結果信号104が“1”レベル
にて出力されて制御部7に入力される。図2に示される
制御部7においては、上記の“1”レベルの比較結果信
号104の入力を受けて、データ・セレクタ11により
OR回路14より出力される制御信号103が選択さ
れ、結果レジスタ12にラッチされて、アナログ電圧V
inのA/D変換後の2ビット目のビット値は“1”とし
て決定される。また、Vin<3Vref /4またはVin
ref /4の時には、比較結果信号104が“0”レベ
ルにて出力されて制御部7に入力される。この場合に
は、データ・セレクタ11により結果レジスタ12の出
力が選択され、当該結果レジスタ12にラッチされて、
アナログ電圧VinのA/D変換後の2ビット目のビット
値は“0”として決定される。こうして、アナログ電圧
inのA/D変換後の2ビット目のビット値は“1”ま
たは“0”に決定される。このようにして、順次、アナ
ログ電圧VinのA/D変換後の最下位ビットの値まで決
定されてA/D変換処理が終了する。
Next, in the comparator 6, the voltage level of the comparison signal 101 is 3V ref / 4 or V ref / 4.
When the level of the analog voltage V in that is input via the input terminal 9 are compared, V in> 3V ref / 4 or V in> V
At ref / 4, the comparison result signal 104 is output at the “1” level and input to the control unit 7. In the control unit 7 shown in FIG. 2, upon receiving the above-mentioned "1" level comparison result signal 104, the control signal 103 output from the OR circuit 14 is selected by the data selector 11, and the result register 12 And the analog voltage V
bit value of the second bit after the A / D conversion in is determined as "1". In addition, V in <3V ref / 4 or V in <
At the time of V ref / 4, the comparison result signal 104 is output at “0” level and input to the control unit 7. In this case, the output of the result register 12 is selected by the data selector 11 and latched by the result register 12,
Bit value of the second bit after the A / D conversion of the analog voltage V in is determined as "0". Thus, the bit value of the second bit after the A / D conversion of the analog voltage V in is determined to be "1" or "0". In this manner, sequentially, A / D conversion processing is completed is determined until the value of the least significant bit of the A / D converted analog voltage V in.

【0017】なお、制御部7におけるOR回路15にお
いては、シフト・レジスタ13より出力される信号の入
力を受けて論理和がとられ、A/D変換されて出力され
る8ビットのデータを決定する際に、当該8ビットのデ
ータの前半の5ビットの値が決定される間においては制
御信号102が“1”レベルで出力され、また後半の3
ビットが決定される間においては制御信号102が
“0”レベルで出力されている。この制御信号102に
より、アナログ・スイッチ2および4は、8ビットのデ
ータの前半の5ビットの値が決定される間においては
「接」の状態となり、また、後半の3ビットが決定され
る間においては「断」の状態となる。即ち、本発明にお
いては、A/D変換処理過程において、適宜抵抗ストリ
ングの切替選択を行うことが可能となり、これにより、
A/D変換処理の高速化を図ることができるとともに、
抵抗ストリングに消費される電流を抑制することが可能
となり、消費電力を低減することができる。
The OR circuit 15 in the control section 7 receives a signal output from the shift register 13 and performs a logical OR operation on the signal, A / D converts the data and determines 8-bit data to be output. At this time, the control signal 102 is output at the “1” level while the value of the first five bits of the 8-bit data is determined,
While the bit is determined, the control signal 102 is output at the “0” level. By this control signal 102, the analog switches 2 and 4 are in the "closed" state while the value of the first 5 bits of the 8-bit data is determined, and while the 3 bits of the second half are determined. Is in the "disconnected" state. That is, in the present invention, it is possible to appropriately select and switch the resistor string in the A / D conversion process.
A / D conversion processing can be speeded up,
The current consumed by the resistor string can be suppressed, and the power consumption can be reduced.

【0018】次に、図3のアナログ電圧Vinおよび比較
信号101の比較電圧のレベル変化の推移を示す図を参
照して、本実施形態の動作について敷延して説明する。
なお、図3は、説明を簡略化して分かり易くするため
に、本実施形態の1具体例として、4ビット長のA/D
変換器における電圧レベル変化の推移が示されている。
まず、A/D変換開始直後において、最上位ビットを決
定するために、目標電圧がVref /2に設定される。こ
の時、アナログ・スイッチ2および4を「接」として、
アナログ・スイッチ5より出力される比較信号101の
レベルを急速に上昇させる。そして変換開始から一定時
間経過後において、比較信号101の電圧はA/D変換
の必要精度の範囲内の電圧レベルに上昇し、この状態に
おいて、アナログ電圧Vinと比較信号101の電圧が比
較器6において比較されて最上位ビットの値が決定され
る(タイミングT1 )。図3においては、アナログ電圧
inのレベルが比較信号101の電圧レベルよりも高レ
ベルであるために、最上位ビットの値は“1”となる。
このタイミングにおいて、次のビットの値を決定するた
めに、目標電圧を変えて、再度比較信号101の電圧を
急速に上昇させる。そして、一定時間経過後において、
比較信号101の電圧が必要精度の範囲内の電圧レベル
に上昇し、この状態において、アナログ電圧Vinと比較
信号101の電圧が比較器6において比較されて2ビッ
ト目のビット値が決定される(タイミングT2 )。図3
において、アナログ電圧Vinのレベルが比較信号101
の比較電圧レベルよりも低レベルであるために、2ビッ
ト目のビット値は“0”となる。そして、このタイミン
グにおいて、次のビットの値を決定するために目標電圧
が変えられる。図3の例においては、この時点におい
て、現在の目標電圧の値と変更後における目標電圧の値
との差異が小さいために、一定時間後に比較電圧を必要
精度の範囲内に入れるために、アナログ・スイッチ2お
よビ4を「接」の状態にしておくことは不要であり、こ
れにより、このタイミングにおいては、アナログ・スイ
ッチ2および4は「断」の状態に設定される。このこと
により、従来のA/D変換器においては、抵抗ストリン
グ16(図4参照)の抵抗値を変更する手段がないため
に、比較信号105(図3において、細い線にて示され
る)の比較電圧が急激に下降しているのに対比して、本
実施形態においては、比較信号105の電圧よりもに緩
やかに下降する。そして、一定時間後において、比較回
路6において比較信号101の比較電圧とアナログ電圧
inの電圧が比較され、次ぎの3ビット目のビット値が
決定される。図3の例においては、アナログ電圧Vin
レベルが比較信号101の比較電圧レベルよりも高レベ
ルであるために、3ビット目のビット値は“1”となる
(図3のタイミングT3 )。そして、このタイミングT
3 において、次の4ビット目、即ち最下位ビットの値を
決定するために目標電圧を変える。この場合、アナログ
・スイッチ2および4が「断」の状態に設定されている
ために、比較信号101の比較電圧は、前述のタイミン
グT3以降の場合と同様の理由により、従来のA/D変
換器における比較信号105(図3において、細い線に
て示される)の比較電圧よりも緩やかに上昇する。そし
て、一定時間後において、比較回路6において比較信号
101の比較電圧とアナログ電圧Vinの電圧が比較さ
れ、最下位ビットのビット値が決定される。図3の例に
おいては、アナログ電圧Vinのレベルが比較信号101
の比較電圧レベルよりも低レベルであるために、最下位
ビットのビット値は“0”となる(図3のタイミングT
4 )。
Next, with reference to FIG showing changes in the level change of the comparison voltage of the analog voltage V in and the comparison signal 101 of FIG. 3 will be described with cast sock operation of this embodiment.
FIG. 3 shows a 4-bit A / D as a specific example of the present embodiment for the sake of simplicity of explanation.
The transition of the voltage level change in the converter is shown.
First, immediately after the start of A / D conversion, the target voltage is set to V ref / 2 to determine the most significant bit. At this time, the analog switches 2 and 4 are set to “contact”,
The level of the comparison signal 101 output from the analog switch 5 is rapidly increased. Then after a predetermined time has passed from the conversion starting, the voltage of the comparison signal 101 rises to a voltage level within the range of required accuracy of A / D conversion, in this state, the voltage of the comparison signal 101 with the analog voltage V in the comparator 6 and the value of the most significant bit is determined (timing T 1 ). In Figure 3, for the level of the analog voltage V in is high than the voltage level of the comparison signal 101, the value of the most significant bit is "1".
At this timing, in order to determine the value of the next bit, the target voltage is changed and the voltage of the comparison signal 101 is rapidly increased again. Then, after a certain period of time,
Voltage of the comparator signal 101 rises to a voltage level within the range of required accuracy, in this state, the bit value of the second bit is compared in voltage comparator 6 of the comparison signal 101 with the analog voltage V in is determined (Timing T 2 ). FIG.
, The level of the analog voltage V in is
Is lower than the comparison voltage level, the bit value of the second bit is “0”. Then, at this timing, the target voltage is changed to determine the value of the next bit. In the example of FIG. 3, since the difference between the current target voltage value and the changed target voltage value is small at this time, the analog voltage is set to fall within the required accuracy range after a certain time. It is not necessary to keep the switches 2 and 4 in the “closed” state, so that the analog switches 2 and 4 are set to the “off” state at this timing. As a result, in the conventional A / D converter, there is no means for changing the resistance value of the resistor string 16 (see FIG. 4), so that the comparison signal 105 (shown by a thin line in FIG. 3) is not provided. In the present embodiment, the comparison voltage drops more gradually than the voltage of the comparison signal 105, in contrast to the comparison voltage that drops sharply. Then, after a certain time, is compared the voltage of the reference voltage and the analog voltage V in of the comparison signal 101 in the comparison circuit 6, the bit value of the third bit of the following is determined. In the example of FIG. 3, for the level of the analog voltage V in is high than the comparison voltage level of the comparison signal 101, the bit value of the third bit is "1" (timing T 3 in FIG. 3) . And this timing T
At 3 , the target voltage is changed to determine the value of the next fourth bit, the least significant bit. In this case, since the analog switch 2 and 4 are set to the state of "OFF", the comparison voltage of the comparison signal 101 for the same reason as the case of the timing T 3 after the foregoing, conventional A / D It rises more slowly than the comparison voltage of the comparison signal 105 (indicated by a thin line in FIG. 3) in the converter. Then, after a certain time, the voltage of the comparison voltage and the analog voltage V in of the comparison signal 101 in the comparison circuit 6 are compared, the bit value of the least significant bit is determined. In the example of FIG. 3, the level comparison signal of the analog voltage V in 101
Is lower than the comparison voltage level, the bit value of the least significant bit becomes “0” (at timing T in FIG. 3).
4 ).

【0019】以上のようにして、1回目のA/D変換処
理が行われる。なお、上記の説明において参照している
図3は、前述のように、説明の簡略化のために4ビット
長のA/D変換器の場合の動作例が示されているが、云
うまでもなく、他のビット長のA/D変換器の場合にお
いても、この場合と同様にA/D変換動作が行われる。
また、回路構成によっても変化はあるが、抵抗ストリン
グ3および補助抵抗ストリング1を使用してA/D変換
を行う際のビット数yと、抵抗ストリング3のみを使用
してA/D変換を行う際のビット数zとの比が1:1乃
至2:1で、抵抗ストリング3の抵抗値と補助抵抗スト
リングの抵抗値との比が1:1乃至1:2の場合が、消
費電力および変換速度の双方の点において有利である。
As described above, the first A / D conversion processing is performed. Although FIG. 3 referred to in the above description shows an operation example in the case of an A / D converter having a 4-bit length for simplification of the description as described above, it goes without saying that Also, in the case of an A / D converter having another bit length, the A / D conversion operation is performed in the same manner as in this case.
Although there is a change depending on the circuit configuration, the number of bits y when performing A / D conversion using the resistor string 3 and the auxiliary resistor string 1 and A / D conversion is performed using only the resistor string 3. And the ratio between the resistance value of the resistor string 3 and the resistance value of the auxiliary resistor string is 1: 1 to 1: 2, the power consumption and the conversion. It is advantageous in both aspects of speed.

【0020】[0020]

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、主たる
抵抗ストリングに加えて補助的な抵抗ストリングを設け
ることにより、A/D変換処理の動作途中過程において
前記補助抵抗ストリングを適宜切替えることにより、変
換処理の開始直後においては、振幅レベルの大きい内部
信号に対応して抵抗ストリングの抵抗値を下げ、変換処
理の進行に伴ない振幅レベルが小さくなってゆく内部信
号に対応して抵抗ストリングの抵抗値を上げることによ
り、無為の消費電力を抑制して消費電力の低減を図るこ
とができる効果がある。
As described above, according to the present invention, by providing an auxiliary resistor string in addition to a main resistor string, the auxiliary resistor string is appropriately switched during the operation of A / D conversion processing. Immediately after the start of the conversion process, the resistance value of the resistor string is reduced in accordance with the internal signal having a large amplitude level, and the resistance value of the resistor string is reduced in accordance with the internal signal in which the amplitude level decreases as the conversion process proceeds. Increasing the resistance value has the effect of reducing unnecessary power consumption and reducing power consumption.

【0021】また、同一の消費電力を条件とする場合に
は、抵抗ストリングの動作抵抗値を小さい値に選択する
ことができるために、A/D変換処理速度が向上される
という効果がある。
Further, under the same power consumption condition, the operating resistance value of the resistor string can be selected to be a small value, so that there is an effect that the A / D conversion processing speed is improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の1実施形態を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing one embodiment of the present invention.

【図2】前記実施形態における制御部の1実施形態を示
すブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing one embodiment of a control unit in the embodiment.

【図3】前記実施形態におけるA/D変換過程の電圧推
移を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a voltage transition in an A / D conversion process in the embodiment.

【図4】従来例を示すブロック図である。FIG. 4 is a block diagram showing a conventional example.

【図5】前記従来例におけるA/D変換過程の電圧推移
を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a voltage transition in an A / D conversion process in the conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 補助抵抗ストリング 2、4、5、17 アナログ・スイッチ 3、16 抵抗ストリング 6、18 比較器 7、19 制御部 8、20 基準電圧端子 9、21 入力端子 10、22 出力端子 11、23 データ・セレクタ 12、24 結果レジスタ 13、25 シフト・レジスタ 14、15、26 OR回路 101、105 比較信号 102、103、106 制御信号 104、107 比較結果信号 Vref 基準電圧 Vin アナログ電圧 Vout デジタル電圧1 Auxiliary resistor string 2, 4, 5, 17 Analog switch 3, 16 Resistor string 6, 18 Comparator 7, 19 Control unit 8, 20 Reference voltage terminal 9, 21 Input terminal 10, 22 Output terminal 11, 23 Data / selector 12, 24 result register 13, 25 shift registers 14,15,26 OR circuit 101 and 105 compare the signal 102,103,106 control signal 104 and 107 comparison result signal V ref reference voltage V in analog voltage V out digital voltage

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H03M 1/38 H03M 1/14 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) H03M 1/38 H03M 1/14

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 アナログ電圧を複数ビットのデジタル信
号に変換するA/D変換器において、 直列接続される複数の抵抗により形成され、前記複数の
抵抗の接続点において所定の基準電圧の分圧電圧値を生
成する第1の抵抗ストリングと、 所定の第1の制御信号により切替え制御されて、前記第
1の抵抗ストリングにおける分圧電圧値を任意に選択し
て出力する第1のアナログ・スイッチと、 直列接続される複数の抵抗により形成され、前記複数の
抵抗の接続点において所定の基準電圧の分圧電圧値を生
成する第2の抵抗ストリングと、 前記第2の抵抗ストリングの低電位側の終端と接地点と
の間に接続され、所定の第2の制御信号により開閉制御
されて、前記第2の抵抗ストリングの低電位側の終端と
接地点との間の接続を任意に「接」または「断」とする
第2のアナログ・スイッチと、 前記第2のアナログ・スイッチが「接」の状態におい
て、前記第2の制御信号により切替え制御されて、前記
第2の抵抗ストリングにおける分圧電圧値を任意に選択
して、前記第1の抵抗ストリングにおける所定の分圧点
に伝達する第3のアナログ・スイッチと、 前記アナログ電圧のレベルと、前記第1のアナログ・ス
イッチより選択出力される比較信号の比較電圧のレベル
とを比較する比較器と、 前記比較器より出力される比較結果信号の入力を受け
て、前記第1の制御信号および変換開始時に第2のアナ
ログスイッチを「接」とし所定のビットの変換が終了し
たタイミングで「断」するように制御する第2の制御信
号を生成して出力するとともに、前記アナログ電圧に対
応するデジタル信号の各ビット値を決定して出力する制
御部と、 を少なくとも備えて構成されることを特徴とするA/D
変換器。
1. An A / D converter for converting an analog voltage into a digital signal of a plurality of bits, comprising: a plurality of resistors connected in series; a divided voltage of a predetermined reference voltage at a connection point of the plurality of resistors. A first resistor string for generating a value, a first analog switch that is switched and controlled by a predetermined first control signal and arbitrarily selects and outputs a divided voltage value in the first resistor string. A second resistor string formed by a plurality of resistors connected in series and generating a divided voltage value of a predetermined reference voltage at a connection point of the plurality of resistors; a second resistor string on a low potential side of the second resistor string; It is connected between the terminal and the ground point, and is controlled to open and close by a predetermined second control signal to arbitrarily “connect” the connection between the low potential side terminal of the second resistor string and the ground point. Or a second analog switch to be turned off, and a switching control by the second control signal in a state where the second analog switch is in a “closed” state. A third analog switch for arbitrarily selecting a voltage value and transmitting the voltage value to a predetermined voltage dividing point in the first resistor string; a level of the analog voltage; and a selected output from the first analog switch. A comparator for comparing a level of a comparison voltage of a comparison signal to be inputted with a comparison result signal output from the comparator, and receiving a first control signal and a second analyzer at the start of conversion.
Set the log switch to "close" and complete the conversion of the specified bit.
A control unit that generates and outputs a second control signal for controlling to “ turn off ” at the timing set, and that determines and outputs each bit value of a digital signal corresponding to the analog voltage. A / D characterized by being constituted
converter.
【請求項2】 前記第1の抵抗ストリングが、A/D変
換ビット数がxの場合に直列接続される2 x 個の抵抗に
より形成され、前記第2の抵抗ストリングが、高速A/
D変換ビット数がyの場合に直列接続される2 y 個の抵
抗により形成される請求項1記載のA/D変換器。
2. The method according to claim 1, wherein the first resistor string is formed by 2 x resistors connected in series when the number of A / D conversion bits is x, and the second resistor string includes a high-speed A / D converter.
2. The A / D converter according to claim 1, wherein the A / D converter is formed by 2 y resistors connected in series when the number of D conversion bits is y.
【請求項3】 前記制御部が、A/D変換開始時に最上
位ビットのビット値のみが設定されるシフト・レジスタ
と、 A/D変換処理過程において逐次変換出力されるビット
値を順次ラッチして格納保持する結果レジスタと、 前記シフト・レジスタの出力値と前記結果レジスタの出
力値との論理和をとり、前記第1の制御信号として出力
する第1のOR回路と、 前記結果レジスタの出力値と前記第1のOR回路より出
力される第1の制御信号の値とを入力し、前記比較結果
信号のレベル値に依存する選択制御作用を介して何れか
一方の値を選択して、前記結果レジスタに出力するデー
タ・セレクタと、 前記シフト・レジスタの出力値の論理和をとり、前記第
2の制御信号として出力する第2のOR回路と、 を備えて構成され、A/D変換終了時に、前記結果レジ
スタにラッチされているA/D変換結果のデジタル信号
を出力することを特徴とする請求項1または請求項2記
載のA/D変換器。
3. A shift register in which only a bit value of a most significant bit is set at the start of A / D conversion, and a control unit sequentially latches bit values sequentially converted and output in an A / D conversion process. A result register that stores and holds the data; a first OR circuit that calculates a logical sum of an output value of the shift register and an output value of the result register and outputs the result as the first control signal; and an output of the result register. A value and a value of a first control signal output from the first OR circuit are input, and one of the values is selected through a selection control action depending on a level value of the comparison result signal, A / D converter comprising: a data selector that outputs to the result register; and a second OR circuit that performs a logical sum of output values of the shift register and outputs the result as the second control signal. End To the results claim 1 or claim 2 A / D converter, wherein the output digital signal of the A / D conversion result is latched in the register.
【請求項4】 前記比較結果信号のレベル値が“1”レ
ベルの場合には、前記データ・セレクタにおいて、前記
第1のOR回路の出力値が選択されて結果レジスタにラ
ッチされ、対応するデジタル信号のビット値が“1”と
して決定されるとともに、前記比較結果信号のレベル値
が“0”レベルの場合には、前記データ・セレクタにお
いて、前記結果レジスタの出力値が選択されて結果レジ
スタにラッチされ、対応するデジタル信号のビット値が
“0”として決定される請求項3記載のA/D変革器。
4. When the level value of the comparison result signal is “1”, the output value of the first OR circuit is selected by the data selector, latched in a result register, and the corresponding digital signal is output. When the bit value of the signal is determined to be “1” and the level value of the comparison result signal is “0” level, the output value of the result register is selected by the data selector and stored in the result register. 4. The A / D transformer according to claim 3, wherein the bit value of the latched digital signal is determined as "0".
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