JP2970087B2 - A/d変換器 - Google Patents
A/d変換器Info
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Description
に直並列型A/D変換器に関する。
に示したように、アナログ入力端子(AIN),ディジタ
ル出力端子(DOUT ),D/A変換器,6個の電圧比較
回路(C0 〜C5 )及びエンコーダを備え、電圧比較回
路(C0 〜C5 )の入力はスイッチ回路(SA0〜SA
5)を介してアナログ入力端子(AIN)に接続されると
共に、スイッチ回路(SB0〜SB2,SC3〜SC
5)を介してD/A変換器の出力に接続され、電圧比較
回路(C0 〜C5 )の出力はエンコーダに入力され、エ
ンコーダの出力はD/A変換器に入力されると共にディ
ジタル出力端子(DOUT )に接続して構成された4bi
tの直並列型A/D変換器がある。本A/D変換器を構
成しているD/A変換器は+VREF 〜−VREF 間に接続
された抵抗素子(R)をエンコーダの出力で制御される
スイッチ(S0 〜S3 )で構成されている。尚電圧比較
回路(C0 〜C5 )は図5(a)に示したようにPチャ
ネル型MOS−FET(P1 )とNチャネル型MOS−
FET(N1 )より成るインバータと、インバータの入
力〜出力(OUT)間に接続されゲートにサンプリング
信号(φS )が印加されたNチャネル型MOS−FET
(N2 )と、インバータの入力〜出力(OUT)間に接
続されゲートに反転されたゲート信号が印加されたPチ
ャネル型MOS−FET(P2 )及びインバータの入力
〜入力(IN)間に接続された容量素子(C1 )で構成
されている。又図5(b)に示したように、差動増幅器
(DAMP)と、差動増幅器(DAMP)の2入力(−
及び+)をゲートにサンプリング信号(φS )が印加さ
れたNチャネルMOS−FET(N3 及びN4 )とゲー
トに反転されたサンプリング信号が印加されたPチャネ
ル型MOS−FET(P3 及びP4 )を介してバイアス
電圧端子(VB )に接続されると共に容量素子(C2 及
びC3 )を介して入力(IN)及びGNDに接続して構
成された電圧比較回路を用いてもよい。
いて説明する。まずサンプリング期間、スイッチ回路
(SA0〜SA5)を閉じてアナログ入力端子(AIN)
に入力されているアナログ入力(VAIN )が電圧比較回
路(C0 〜C5 )の入力に印加される。ここで電圧比較
回路(C0 〜C5 )として図5(a)に示した回路を使
用した場合、サンプリング信号(φS )がハイに、反転
されたサンプリング信号がロウとなり、Nチャネル型M
OS−FET(N2 )及びPチャネル型MOS−FET
(P2 )がオンしてインバータの入力を出力(OUT)
が短絡され、インバータの論理しきい値電圧(約1/2
VCC)にバイアスされ、容量素子(C1 )にはアナログ
入力(VAIN )に比例した電荷:(VAIN −1/2
VCC)×C1 が蓄えられる。又電圧比較回路(C0 〜C
5 )として図5(b)に示した回路を使用した場合はサ
ンプリング信号(φS )がハイに反転されたサンプリン
グ信号がロウとなりNチャネル型MOS−FET(N3
及びN4 )及びPチャネル型MOS−FET(P3 及び
P4 )がオンして差動増幅器(DAMP)の入力(−及
び+)はバイアス電圧(VB )にバイアスされ、容量素
子(C2 )にはアナログ入力(VAIN )に比例した電
荷:(VAIN −VB )×C2 が蓄えられる。そして、ス
イッチ回路(SA0〜SA5)が開くと共にサンプリン
グ信号(φS )がロウに、反転されたサンプリング信号
がハイになってNチャネル型MOS−FET(N2 )P
チャネル型MOS−FET(P2 )及びNチャネル型M
OS−FET(N3 及びN4 )がオフしてサンプリング
が終了する。
〜SB2)が閉じて2bit精度のD/A変換器出力が
電圧比較回路(C0 〜C2 )の入力に印加され、アナロ
グ入力とD/A変換器出力が電圧比較回路(C0 〜
C2 )で比較される。ここでD/A変換器出力がアナロ
グ入力よりも低い場合はハイが、D/A変換器出力がア
ナログ入力よりも高い場合にはロウが電圧比較回路(C
0 〜C2 )から出力され、エンコーダでエンコードされ
て2bit精度の荒い変換結果が得られる。
SC5)が閉じると共に、ステップ1で得られた変換結
果によりS0 かS1 がS2 か若しくはS3 の何れか1組
のスイッチを閉じて4bit精度のD/A変換器出力が
電圧比較回路(C3 〜C5 )の入力に印加され、電圧比
較回路(C3 〜C5 )の出力がエンコーダでエンコード
されて4ビット精度の変換結果が得られる。
器において、図5(a)に示した電圧比較回路を用いた
場合、サンプリング期間容量素子(C1 )の入力(I
N)側の電圧はアナログ入力(VAIN )にインバータ側
の電圧はインバータの論理しきい値電圧(約1/2
VCC)にバイアスされ、続くステップ1で入力(IN)
側の電圧が所定のD/A変換器の出力電圧(VD/A )と
なった場合インバータ側の電圧(va )は次式(1)で
与えられる。
VD/A >1/2VCCでva は電源電圧(VCC)以上とな
りPチャネル型MOS−FET(P2 )のドレイン(P
型拡散層)が順方向バイアスされ容量素子(C1 )に蓄
えられた電荷が失われ、VAIN =VCCの場合VD/A <1
/2VCCでva は負電圧となりNチャネル型MOS−F
ET(N2 )のドレイン(N型拡散層)が順方向バイア
スされ容量素子(C1 )に電荷が注入される。又、図5
(b)に示した電圧比較回路を用いた場合、サンプリン
グ期間容量素子(C2 )の入力(IN)側の電圧はアナ
ログ入力(VAIN )に、差動増幅器(DAMP)側はバ
イアス電圧(VB )にバイアスされ、続いてステップ1
で入力(IN)側の電圧がD/A変換器の出力電圧(V
D/A )となった場合差動増幅器(DAMP)側の電圧
(VB )は次式(2)で与えられる。
>(VCC−VB )でvb は電源電圧(VCC)以上となり
Pチャネル型MOS−FET(P3 )のドレイン(P型
拡散層)が順方向バイアスされ容量素子(C2 )に蓄え
られた電荷が失われ、VAIN =VCCの場合VD/A <(V
CC−VB )でvb は負電圧となりNチャネル型MOS−
FET(N3 )のドレイン(N型拡散層)が順方向バイ
アスされ容量素子(C2 )に電荷が注入される。
電圧比較回路の容量素子においてステップ1の期間で、
電荷の散失若しくは注入があり、容量素子に蓄えられた
アナログ入力値が破壊される為、ステップ1で使用され
た電圧比較回路をステップ2で使用することができずス
テップ1で使用する電圧比較回路の他にステップ2で使
用する電圧比較回路を構成しなければならないという問
題点があった。
板にキャリアが注入され、この注入されたキャリアがイ
ンピーダンスの高い接続点に吸収され変換精度を低下さ
せるという問題点もあった。
が入力される入力端子と、複数の基準電位を生成するD
/A変換器と、前記アナログ信号の電位と前記複数の基
準電位のうち選択された基準電位とをそれぞれ比較する
複数の比較器と、前記複数の基準電位のうち中間電位で
ある基準電位以外の他の基準電位を選択することなく前
記中間電位のみを選択し、当該中間電位と前記アナログ
信号の電位との比較を前記複数の比較器のうちの所定の
比較器に許可するとともに、前記他の基準電位と前記ア
ナログ信号の電位との比較を全ての比較器に対して禁止
する第1の手段と、少なくとも前記所定の比較器の比較
結果に基づいて前記他の基準電位のうちの複数の基準電
位を選択し、当該選択された複数の基準電位と前記アナ
ログ信号の電位との比較を前記所定の比較器を含む複数
の比較器にそれぞれ許可する第2の手段とを備えること
を特徴とする。
る。
路図であり、アナログ入力端子(AIN),ディジタル出
力端子(DOUT ),D/A変換器,3個の電圧比較回路
(C0 〜C2 )及びエンコーダを備え、電圧比較回路
(C0 〜C2 )の入力はスイッチ回路(SA0〜SA
2)を介してアナログ入力端子(AIN)に接続されると
共にスイッチ回路(SB0〜SB2及びSC0〜SC
2)で構成されたスイッチ回路群(SG0〜SG2)を
介してD/A変換器の出力に接続され、電圧比較回路
(C0 〜C2 )の出力はエンコーダに入力され、エンコ
ーダの出力はD/A変換器に入力されると共にディジタ
ル出力端子(DOUT )に接続して構成された4bitの
直並列型D/A変換器を示している。本実施例における
D/A変換器は+VREF 〜−VREF 間に接続された抵抗
素子(R)とエンコーダの出力で制御されるスイッチ
(S0 〜S3 )で構成されている。尚電圧比較回路(C
0 〜C2 )は図5(a)に示したようにPチャネル型M
OS−FET(P1 )とNチャネル型MOS−FET
(N1 )より成るインバータと、インバータの入力〜出
力(OUT)間に接続されゲートにサンプリング信号
(φS )が印加されたNチャネル型MOS−FET(N
2 )と、インバータの入力〜出力(OUT)間に接続さ
れゲートに反転されたサンプリング信号が印加されたP
チャネル型MOS−FET(P2 )及びインバータの入
力〜入力(IN)間に接続された容量素子(C1 )で構
成されている。又図5(b)に示したように、差動増幅
器(DAMP)と、差動増幅器の2入力(−及び+)を
ゲートにサンプリング信号(φS )が印加されたNチャ
ネル型MOS−FET(N3 及びN4 )とゲートに反転
されたサンプリング信号が印加されたPチャネル型MO
S−FET(P3 及びP4 )を介してバイアス電圧端子
(VB )に接続されると共に容量素子(C2 及びC3 )
を介して入力(IN)及びGNDに接続して構成された
電圧比較回路を用いてもよい。
作について説明する。まずサンプリング期間,スイッチ
回路(SA0〜SA2)を閉じてアナログ入力端子(A
IN)に入力されているアナログ入力(VAIN )が電圧比
較回路(C0 〜C2 )の入力に印加される。ここで電圧
比較回路(C0 〜C2 )として図4(a)に示した回路
を使用した場合、サンプリング信号(φS )がハイに、
反転されたサンプリング信号がロウとなりNチャネル型
MOS−FET(N2 )及びPチャネル型MOS−FE
T(P2 )がオンしてインバータの入力と出力(OU
T)が短絡され、インバータの論理しきい値電圧(約1
/2VCC)にバイアスされ、容量素子(C1 )にはアナ
ログ入力(VAIN )に比例した電荷:(VAIN −1/2
VCC)×C1 が蓄えられる。又電圧比較回路(C0 〜C
2 )として図5(b)に示した回路を使用した場合はサ
ンプリング信号(φS )がハイに、反転されたサンプリ
ング信号がロウとなり、Nチャネル型MOS−FET
(N3 及びN4 )及びPチャネル型MOS−FET(P
3 及びP4 )がオンして差動増幅器(DAMP)の入力
(−及び+)はバイアス電圧(VB )にバイアスされ、
容量素子(C2 )にはアナログ入力(VAIN )に比例し
た電荷:(VAIN −VB )×C2 が蓄えられる。そして
スイッチ回路(SA0〜SA2)が開くと共に、サンプ
リング信号(φS )がロウに、反転されたサンプリング
信号がハイになってNチャネル型MOS−FET(N3
及びN4 )及びPチャネル型MOS−FET(P3 及び
P4 )がオフしてサンプリングが終了する。
1)を閉じてD/A変換器の出力:1/2{(+
VREF )−(−VREF )}とサンプリングされたアナロ
グ入力(VAIN )を比例する期間(ステップ0)を新た
に設け、続くステップ1において、ステップ0における
比較結果がVAIN <1/2{+VREF )−(−
VREF )}ならばスイッチ回路(SB1)の他にスイッ
チ回路(SB0)を閉じて2bit精度のD/A変換器
出力を電圧比較回路(C0 及びC1 )の入力に印加する
ことによりアナログ入力と比較する。ここでD/A変換
器出力がアナログ入力よりも低い場合はハイが、D/A
変換器出力がアナログ入力よりも高い場合にはロウが電
圧比較回路(C0 )から出力され、エンコーダでエンコ
ードされて2bit精度の荒い変換結果が得られる。こ
の場合、スイッチ回路(SB2)は開いており電圧比較
回路(C2 )の入力にはD/A変換器の出力が印加され
ていないが、ステップ0でVAIN <1/2{(+
VREF )−(−VREF )}であることが判明している
為、電圧比較回路(C2 )からはロウが出力されること
が期待され、エンコーダに電圧比較回路(C2 )の比較
結果としてロウを入力すればエンコードされた変換結果
は正しい。又ステップ0における比較結果がVAIN >1
/2{(+VREF )−(−VREF )}ならばスイッチ回
路(SB1)の他にスイッチ回路(SB2)を閉じて2
bit精度のD/A変換器出力を電圧比較回路(C1 及
びC2 )の入力に印加することにより同様にして2bi
t精度の荒い変換結果が得られる。この場合、スイッチ
回路(SB0)は開いており電圧比較回路(C0 )の入
力にはD/A変換器の出力が印加されていないが、ステ
ップ0でVAIN >1/2{(+VREF )−(−
VREF ))であることが判明している為、電圧比較回路
(C0 )からはハイが出力されることが期待され、エン
コーダに電圧比較回路(C0 )の比較結果としてハイを
入力すればエンコードされた変換結果は正しい。
SC2)が閉じると共に、ステップ1で得られた変換結
果によりS0 からS1 かS2 か若しくはS3 の何れか1
組のスイッチを閉じて4bit精度のD/A変換器出力
が電圧比較回路(C0 〜C2 )の入力に印加され、電圧
比較回路(C0 〜C2 )の出力がエンコーダでエンコー
ドされて4bit精度の変換結果が得られる。
(a)に示した電圧比較回路を用いた場合、ステップ1
で容量素子(C1 )におけるインバータ側の電圧
(va )は前述したように(式1)で与えられる。ここ
で例えばVAIN =0[V]の場合、本発明による第1の
実施例では1/2{(+VREF )−(−VREF )}より
高い電圧が電圧比較回路の入力に印加されることはな
い。+VREF =VCC,−VREF =0[V]の場合、電圧
比較回路の入力に1/2VCCより高い電圧は印加され
ず、従って(式1)よりvaは電源電圧(VCC)以上に
なることがない為、Pチャネル型MOS−FET
(P2 )のドレイン(P型拡散層)が順方向バイアスさ
れることがなく、容量素子(C1 )に蓄えられた電荷が
失われることがない。又VAIN =VCCの場合、本発明に
よる第1の実施例では1/2{(+VREF )−(−V
REF )}より低い電圧が電圧比較回路の入力に印加され
ることはない。+VREF =VCC,−VREF =0[V]の
場合、電圧比較回路の入力に1/2VCCより低い電圧は
印加されず、従って(式1)よりva は負電圧になるこ
ともない為、Nチャネル型MOS−FET(N2 )のド
レイン(N型拡散層)が順方向バイアスされることもな
く、容量素子(C1 )に電荷が注入されることもない。
又図5(b)に示した電圧比較回路を用いた場合、ステ
ップ1で容量素子(C2 )における差動増幅器(DAM
P)側の電位(vb )は前述したように(式2)で与え
られ、バイアス電圧(VB )=1/2VCCに設定すれば
(式2)は(式1)と同様となる。従って図5(b)に
示した電圧比較回路を用いた場合も、前述したように容
量素子(C2 )に蓄えられた電荷が失われたり、容量素
子(C2 )に電荷が注入されることがない。
圧比較回路の容量素子においてステップ1の期間で電荷
の散失若しくは注入がなく、容量素子に蓄えられたアナ
ログ入力値が破壊されることもない為、本発明による第
1の実施例で示したようにステップ1で使用した電圧比
較回路をステップ2でも共用できる。
板にキャリアの注入がない為、基板に注入されたキャリ
アがインピーダンスの高い接続点に吸収されて変換精度
を低下させるという問題もなくなる。
示す回路図であり、(2i+1)個の電圧比較回路(C
0 〜C2i)を備え、電圧比較回路(C0 〜C2i)の入力
はスイッチ回路(SA0〜SA2i)を介してアナログ
入力端子(AIN)に接続されると共にスイッチ回路(S
B0〜SB2i及びSC0〜SC2i)で構成されたス
イッチ回路群(SG0〜SG2i)を介してD/A変換
器の出力に接続されて構成されている。又電圧比較回路
(C0 〜C2i)は図3(a)に示したようにPチャネル
型MOS−FET(P1 )とNチャネル型MOS−FE
T(N1 )より成りPチャネル型MOS−FET
(P1 )のgm をNチャネル型MOS−FET(N1 )
のgm よりも大きく設定することにより論理しきい値電
圧を電源電圧(VCC)の半分の値(1/2VCC)よりも
高く設定した(例えば2/3VCC)インバータと、イン
バータの入力〜出力(OUT)間に接続されゲートにサ
ンプリング信号(φS )が印加されたNチャネル型MO
S−FET(N2 )及びインバータの入力〜入力(I
N)間に接続された容量素子(C1 )で構成されてい
る。又図3(b)に示したように差動増幅器(DAM
P)と、差動増幅器の2入力(−及び+)をゲートにサ
ンプリング信号(φS )が印加されたNチャネル型MO
S−FET(N2 及びN4 )を介して電源電圧(VCC)
の半分の値(1/2VCC)よりも高く設定した(例えば
2/3VCC)バイアス電圧端子(VB )に接続されると
共に、容量素子(C2 及びC3 )を介して入力(IN)
及びGNDに接続して構成された電圧比較回路を用いて
もよい。尚他の部分の構成は前述した本発明による第1
の実施例と同様であるので説明を省略すると共に、図3
(a)においてもディジタル出力端子(DOUT )及びエ
ンコーダが省略されている。
いて説明する。まずサンプリング期間、スイッチ回路
(SA0〜SA2i)を閉じてアナログ入力端子
(AIN)に入力されているアナログ入力(VAIN )が電
圧比較回路(C0 〜C2i)の入力に印加される。ここで
電圧比較回路(C0 〜C2i)として図4(a)に示した
回路を使用した場合、サンプリング信号(φS )がハイ
になりNチャネル型MOS−FET(N2 )がオンして
インバータの入力と出力が短絡され、インバータの論理
しきい値電圧(2/3VCC)にバイアスされ、容量素子
(C1 )にはアナログ入力(VAIN )に比例した電荷:
(VAIN −2/3VCC)×C1 が蓄えられる。又電圧比
較回路(C0 〜C2i)として図4(b)に示した回路を
使用した場合は、サンプリング信号(φS )がハイにな
りNチャネル型MOS−FET(N3 及びN4 )がオン
して差動増幅器(DAMP)の入力(−及び+)はバイ
アス電圧(VB =2/3VCC)にバイアスされ、容量素
子(C2 )にはアナログ入力(VAIN )に比例した電荷
(VAIN −VB )×C2が蓄えられる。そしてスイッチ
回路(SA0〜SA2i)が開くと共にサンプリング信
号(φS )がロウになってNチャネル型MOS−FET
(N3 及びN4 )がオフしてサンプリングが終了する。
i)を閉じ例えばD/A変換器の出力:1/2{(+V
REF )−(−VREF )}とサンプリングされたアナログ
入力(VAIN )を比較する期間(ステップ0)が設けら
れ、続くステップ1においてステップ0における比較結
果がVAIN <1/2{(+VREF )−(−VREF )}な
らばスイッチ回路(SBi)の他にスイッチ回路(SB
0〜SBi+1)を閉じてlog2(2i+2)bit
精度のD/A変換器出力を電圧比較回路(C0 〜
Ci+1 )の入力に印加することによりアナログ入力と比
較する。ここでD/A変換器出力がアナログ入力よりも
低い場合はハイが、D/A変換器出力がアナログ入力よ
りも高い場合にはロウが電圧比較回路(C0 〜Ci+1 )
から出力され、エンコーダでエンコードされてlog2
(2i+2)bit精度の荒い変換結果が得られる。こ
の場合、スイッチ回路(SBi+2〜SB2i)は開い
ており電圧比較回路(Ci+2 〜C2i)の入力にはD/A
変換器の出力が印加されていないが、ステップ0でV
AIN <1/2{(+VREF )−(−VREF )}であるこ
とが判明している為、電圧比較回路(Ci+2 〜C2i)か
らはロウが出力されることが期待され、エンコーダに電
圧比較回路(Ci+2 〜C2i)の比較結果としてロウを入
力すればエンコードされた変換結果は正しい。又ステッ
プ0における比較結果がVAIN >1/2{(+VREF )
−(−VREF )}ならばスイッチ回路(SBi)の他g
スイッチ回路(SBi−1〜SB2i)を閉じてlog
2(2i+2)bit精度のD/A変換器出力を電圧比
較回路(Ci-1 〜C2 :)の入力に印加することにより
同様にしてlog2(2i+2)bit精度の荒い変換
結果が得られる。この場合、スイッチ回路(SB0〜S
Bi−2)は開いており電圧比較回路(C0 〜Ci-2 )
の入力にはD/A変換器の出力が印加されていないが、
ステップ0でVAIN >1/2{(+VREF)−(−V
REF )}であることが判明している為、電圧比較回路
(C0 〜Ci-2 )からはハイが出力されることが期待さ
れ、エンコーダに電圧比較回路(C0 〜Ci-2 )の比較
結果としてハイを入力すればエンコードされた結果は正
しい。次にステップでスイッチ回路(SC0〜SC2
i)が閉じると共にステップ1で得られた変換結果によ
り2log2(2i+2)bit精度のD/A変換器出
力が電圧比較回路(C0 〜C2i)の入力に印加され、電
圧比較回路(C0 〜C2i)の出力がエンコーダでエンコ
ードされて2log(2i+2)bit精度の変換結果
が得られる。
(a)に示した電圧比較回路を用いた場合、サンプリン
グ期間容量素子(C1 )の入力(IN)側はアナログ入
力(VAIN )にインバータ側の電圧はインバータの論理
しきい値電圧(2/3VCC)にバイアスされ、続くステ
ップ1で入力(IN)側の電圧が所定のD/A変換器の
出力電圧(VD/A )となった場合、インバータ側の電圧
(vi )は次式(3)で与えられる。
による第2の実施例では1/2{(+VREF )−(−V
REF))−α(αはlog2(2i+2)bit精度で
の1[LSB]に相当する電圧)より低い電圧が電圧比
較回路の入力に印加されることはない。+VREF =
VCC,−VREF =0[V]の場合、電圧比較回路の入力
に(1/2VCC−α)より低い電圧は印加されず、従っ
て式(3)よりvc >1/6VCC−αとなってα<1/
6VCCとなるように設定しておけばvc が負電圧になる
ことがない為、Nチャネル型MOS−FET(N2 )の
ドレイン(N型拡散層)が順方向バイアスされることが
なく、容量素子(C1 )に電荷が注入されることがな
い。又、例えばVAIN =0[V]の場合、vc は電源電
圧(VCC)以上になるが容量素子(C1)のインバータ
側にPチャネル型MOS−FETは接続されておらず順
方向バイアスされるP型拡散層が無い為、容量素子(C
1 )に蓄えられた電荷が失われることもない。又図4
(b)に示した電圧比較回路を用いた場合、VB =2/
3VCCであればステップ1における容量素子(C2 )の
差動増幅器(DAMP)側の電位は(式3)で示された
vc と等しく、従って容量素子(C2 )に電荷が注入さ
れることも、容量素子(C2 )に蓄えられた電荷が失わ
れることもない。
圧比較回路の容量素子においてステップ1の期間で電荷
の散失若しくは注入がなく、容量素子に蓄えられたアナ
ログ値が破壊されることもない為、本発明による第1の
実施例と同様にステップ1で使用した電圧比較回路をス
テップ2でも共用できる。又MOS−FETのドレイン
から基板にキャリアの注入がない為、基板に注入された
キャリアがインピーダンスの高い接続点に吸収されて変
換精度を低下させることもない。さらに本発明による第
2の実施例では、ステップ0で電圧比較回路(Ci )で
の比較結果がハイの場合ステップ1で電圧比較回路(C
0 〜Ci )の他に電圧比較回路(Ci+1 )でもアナログ
入力とD/A変換器の出力を比較し、ステップ0で電圧
比較回路(Ci )での比較結果がロウの場合ステップ1
で電圧比較回路(Ci 〜C2i)の他に電圧比較回路(C
i-1 )でもアナログ入力とD/A変換器の出力を比較し
ている為、ステップ0における比較結果がlog2(2
i+2)bitにおける1[LSB]以下の誤差を含ん
でいてもステップ1で正しい変換結果が得られる。つま
り、ステップ0を短時間で終了した場合、比較結果に誤
差を含むがステップ1で正しい変換結果が得られるので
ステップ0の期間が短縮可能となり、高速化が図れると
いう利点もある。
1で使用した電圧比較回路をステップ2でも共用できる
為、電圧比較回路が従来の直並列型D/A変換器の半分
の個数で構成可能となり、構成面積及び消費電力が低減
できるという効果を有する。
がないので、基板に注入されたキャリアがインピーダン
スの高い接続点に吸収されて変換精度を低下させること
もない。
る。
イミングチャートである。
路を示す回路図である。
Claims (8)
- 【請求項1】 アナログ信号が入力される入力端子と、
複数の基準電位を生成するD/A変換器と、前記アナロ
グ信号の電位と前記複数の基準電位のうち選択された基
準電位とをそれぞれ比較する複数の比較器と、前記複数
の基準電位のうち中間電位である基準電位以外の他の基
準電位を選択することなく前記中間電位のみを選択し、
当該中間電位と前記アナログ信号の電位との比較を前記
複数の比較器のうちの所定の比較器に許可するととも
に、前記他の基準電位と前記アナログ信号の電位との比
較を全ての比較器に対して禁止する第1の手段と、少な
くとも前記所定の比較器の比較結果に基づいて前記他の
基準電位のうちの複数の基準電位を選択し、当該選択さ
れた複数の基準電位と前記アナログ信号の電位との比較
を前記所定の比較器を含む複数の比較器にそれぞれ許可
する第2の手段とを備えるA/D変換器。 - 【請求項2】 前記第1の手段により許可された前記所
定の比較器の比較結果に基づいて前記他の基準電位のう
ちの所定の基準電位を選択し、当該所定の基準電位と前
記アナログ信号の電位との比較を前記所定の比較器とは
異なる他の比較器に許可する第3の手段をさらに有し、
前記第2の手段は、前記第1の手段により許可された前
記所定の比較器の比較結果及び前記第3の手段により許
可された前記他の比較器の比較結果の両方に基づいて前
記他の基準電位のうちの複数の基準電位を選択し、当該
選択された複数の基準電位と前記アナログ信号の電位と
の比較を前記所定の比較器及び前記他の比較器を含む複
数の比較器にそれぞれ許可することを特徴とする請求項
1記載のA/D変換器。 - 【請求項3】 前記第2の手段は、前記第1の手段によ
り許可された前記所定の比較器の比較結果が、前記中間
電位よりも前記アナログ信号の電位の方が高いことを示
している場合には、前記他の基準電位のうちの前記中間
電位よりも高い複数の基準電位、前記中間電位の次に低
い基準電位及び前記中間電位をそれぞれ選択し、これら
選択された基準電位と前記アナログ信号の電位との比較
を前記所定の比較器を含む複数の比較器にそれぞれ許可
する一方、前記第1の手段により許可された前記所定の
比較器の比較結果が、前記中間電位よりも前記アナログ
信号の電位の方が低いことを示している場合には、前記
他の基準電位のうち の前記中間電位よりも低い複数の基
準電位、前記中間電位の次に高い基準電位及び前記中間
電位をそれぞれ選択し、これら選択された基準電位と前
記アナログ信号の電位との比較を前記所定の比較器を含
む複数の比較器にそれぞれ許可することを特徴とする請
求項1記載のA/D変換器。 - 【請求項4】 前記第1の手段は、前記所定の比較器に
前記アナログ信号の電位をサンプリング入力するととも
に前記中間電位を比較入力することによって前記所定の
比較器の比較を許可するものであり、前記第2の手段
は、前記所定の比較器を含む前記複数の比較器に前記ア
ナログ信号の電位をサンプリング入力することなく前記
選択された複数の基準電位をそれぞれ比較入力すること
によって前記所定の比較器を含む前記複数の比較器の比
較を許可するものであることを特徴とする請求項1、2
又は3記載のA/D変換器。 - 【請求項5】 アナログ信号が入力される入力端子と、
複数の基準電位を生成するD/A変換器と、第1、第2
及び第3の電圧比較器と、前記複数の基準電位のうちの
第2の基準電位と前記アナログ信号の電位との比較を前
記第2の電圧比較器に指示する第1の手段と、前記第1
の手段の指示による前記第2の電圧比較器の比較結果に
基づき、前記複数の基準電位のうちの第1の基準電位と
前記アナログ信号の電位との比較を前記第1の電圧比較
器に指示するか或いは前記複数の基準電位のうちの第3
の基準電位と前記アナログ信号の電位との比較を前記第
3の電圧比較器に指示する第2の手段と、前記第1及び
第2の手段の指示による前記第1及び第2の電圧比較器
の比較結果又は前記第2及び第3の手段の指示による前
記第2及び第3の電圧比較器の比較結果に基づき、前記
複数の基準電位のうちの選択された第4、第5及び第6
の基準電位と前記アナログ信号の電位との比較を前記第
1、第2及び第3の電圧比較器にそれぞれ指示する第3
の手段とを備えるA/D変換器。 - 【請求項6】 前記D/A変換器は、高電位側基準電位
が供給される高電位側基準電位端と低電位側基準電位が
供給される低電位側基準電位端との間に直列接続された
複数の抵抗体を含み、前記第2の基準電位は、前記高電
位側基準電位と低電位側基準電位との中間電位であり、
前記第1の基準電位は、前記高電位側基準電位と前記第
2の基準電位との中間電位であり、前記第3の基準電位
は 、前記低電位側基準電位と前記第2の基準電位との中
間電位であり、前記第3の手段は、前記第1及び第2の
手段の指示による前記第1及び第2の電圧比較器の比較
結果又は前記第2及び第3の手段の指示による前記第2
及び第3の電圧比較器の比較結果に基づき、前記高電位
側基準電位から前記第1の基準電位の間にある電位、前
記第1の基準電位から前記第2の基準電位の間にある電
位、前記第2の基準電位から前記第3の基準電位の間に
ある電位、又は関第3の基準電位から前記低電位側基準
電位の間にある電位のいずれかを前記第4、第5及び第
6の基準電位として選択し、これら選択された第4、第
5及び第6の基準電位と前記アナログ信号の電位との比
較を前記第1、第2及び第3の電圧比較器にそれぞれ指
示することを特徴とする請求項5記載のA/D変換器。 - 【請求項7】 アナログ信号が入力される入力端子と、
複数の基準電位を生成するD/A変換器と、前記複数の
基準電位のうち所定の基準電位と前記アナログ信号の電
位とを比較する第1の電圧比較手段と、複数の第2の電
圧比較手段と、前記第2の電圧比較手段による比較動作
を禁止しつつ前記第1の電圧比較手段に対し前記所定の
基準電位と前記アナログ信号の電位との比較を指示する
手段と、前記第1の電圧比較手段の比較動作により前記
アナログ信号の電位が前記所定の基準電位よりも高いと
判断された場合には、前記複数の基準電位のうち前記所
定の基準電位よりも高い複数の基準電位及び前記所定の
基準電位の次に低い基準電位と前記アナログ信号の電位
との比較を前記複数の第2の電圧比較手段にそれぞれ指
示するとともに前記所定の基準電位と前記アナログ信号
の電位との比較を前記第1の電圧比較手段に再び指示す
る手段と、前記第1の電圧比較手段の比較動作により前
記アナログ信号の電位が前記所定の基準電位よりも低い
と判断された場合には、前記複数の基準電位のうち前記
所定の基準電位よりも低い複数の基準電位及び前記所定
の基準電位の次に高い基準電位と前記アナログ信号の電
位との比較を前記複数の第2の電圧比較手段にそれぞれ
指示するとともに前記所定の基準電位と前記アナログ信
号の電位との比較を前記第1の電圧比較手段に再び指示
する手段とを備えるA/D変換器。 - 【請求項8】 アナログ信号が入力される入力端子と、
複数の基準電位を生成するD/A変換器と、前記複数の
基準電位のうち所定の基準電位と前記アナログ信号の電
位とを比較する第1の電圧比較手段と、複数の第2の電
圧比較手段と、前記第1の電圧比較手段により前記アナ
ログ信号の電位が前記所定の基準電位よりも高いと判断
された場合には、前記複数の基準電位のうち前記所定の
基準電位よりも高い複数の基準電位及び前記所定の基準
電位の次に低い基準電位と前記アナログ信号の電位との
比較を前記複数の第2の電圧比較手段にそれぞれ指示す
るとともに前記所定の基準電位と前記アナログ信号の電
位との比較を前記第1の電圧比較手段に指示する手段
と、前記第1の電圧比較手段により前記アナログ信号の
電位が前記所定の基準電位よりも低いと判断された場合
には、前記複数の基準電位のうち前記所定の基準電位よ
りも低い複数の基準電位及び前記所定の基準電位の次に
高い基準電位と前記アナログ信号の電位との比較を前記
複数の第2の電圧比較手段にそれぞれ指示するとともに
前記所定の基準電位と前記アナログ信号の電位との比較
を前記第1の電圧比較手段に指示する手段とを備えるA
/D変換器であって、前記第1の電圧比較手段は、前記
アナログ信号及び前記所定の基準電位を受ける電圧入力
端と、一端が前記電圧入力端に接続された容量素子と、
入力端が前記容量素子の他端に接続されたインバータ
と、制御信号に応答して前記インバータの出力端と前記
入力端とを短絡する手段とを含み、前記インバータの論
理しきい値電圧は電源電圧の半分の値よりも高く若しく
は低く設定されていることを特徴とするA/D変換器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3184251A JP2970087B2 (ja) | 1991-07-24 | 1991-07-24 | A/d変換器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3184251A JP2970087B2 (ja) | 1991-07-24 | 1991-07-24 | A/d変換器 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0529941A JPH0529941A (ja) | 1993-02-05 |
JP2970087B2 true JP2970087B2 (ja) | 1999-11-02 |
Family
ID=16150042
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3184251A Expired - Lifetime JP2970087B2 (ja) | 1991-07-24 | 1991-07-24 | A/d変換器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2970087B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11205145A (ja) * | 1998-01-14 | 1999-07-30 | Mitsubishi Electric Corp | Ad変換器 |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS54964A (en) * | 1977-06-06 | 1979-01-06 | Fujitsu Ltd | Analog digital converter |
JPH01106527A (ja) * | 1987-10-19 | 1989-04-24 | Mitsubishi Electric Corp | Ad変換器 |
-
1991
- 1991-07-24 JP JP3184251A patent/JP2970087B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0529941A (ja) | 1993-02-05 |
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