JP3159289B2 - 並列型a/d変換器 - Google Patents

並列型a/d変換器

Info

Publication number
JP3159289B2
JP3159289B2 JP26470594A JP26470594A JP3159289B2 JP 3159289 B2 JP3159289 B2 JP 3159289B2 JP 26470594 A JP26470594 A JP 26470594A JP 26470594 A JP26470594 A JP 26470594A JP 3159289 B2 JP3159289 B2 JP 3159289B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
reference voltage
parallel
converter
resistance
resistor
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
JP26470594A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH08125534A (ja
Inventor
誠 今村
雅博 瀬上
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.)
Yokogawa Electric Corp
Original Assignee
Yokogawa Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yokogawa Electric Corp filed Critical Yokogawa Electric Corp
Priority to JP26470594A priority Critical patent/JP3159289B2/ja
Publication of JPH08125534A publication Critical patent/JPH08125534A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3159289B2 publication Critical patent/JP3159289B2/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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、並列型A/D変換器に
関し、特に直線性誤差を改善した並列型A/D変換器に
関する。
【0002】
【従来の技術】並列型A/D変換器とは基準電圧を直列
抵抗で分圧し、分圧された各々の基準電圧とアナログ入
力電圧とをそれぞれ比較して、この比較結果に基づきデ
ィジタル信号を出力するものである。
【0003】図4はこのような従来のNビット並列型A
/D変換器の一例を示す構成ブロック図である。図4に
おいて1はエンコーダ、2は比較器、3は抵抗である。
また、100はアナログ入力電圧、101及び102は
基準電圧、103はディジタル出力である。
【0004】さらに、エンコーダ1及び”2N−1 ”個
の比較器2は比較変換手段50を、直列接続された”2
N ”個の抵抗3は基準電圧発生手段51をそれぞれ構成
している。
【0005】アナログ入力電圧100は”2N−1 ”個
の比較器2の一方の入力端子にそれぞれ入力され、”2
N−1 ”個の比較器2の出力はそれぞれエンコーダ1に
接続され、エンコーダ1は”N”個のディジタル出力1
03を出力する。
【0006】また、”2N ”個の抵抗3は直列接続さ
れ、直列接続の両端には基準電圧101及び102がそ
れぞれ印加される。さらに、直列接続された”2N ”個
の抵抗3の”2N−1 ”個の接続点は”2N−1 ”個の
比較器2の他方の入力端子にそれぞれ接続される。
【0007】ここで、図4に示す従来例の動作を説明す
る。基準電圧101と基準電圧102との差電圧は直列
接続された”2N ”個の抵抗3によって分圧され、新た
に”2N-1 ”個の基準電圧を発生させる。そして、アナ
ログ入力電圧100は”2N−1 ”個の比較器2によっ
て”2N−1 ”個の基準電圧とそれぞれ比較される。
【0008】エンコーダ1は”2N−1 ”個の比較器2
の出力に基づき”N”個のディジタル出力103を発生
させる。
【0009】例えば、入力電圧範囲が”1V”の6ビッ
ト並列型A/D変換器を考えた場合、基準電圧発生手段
51は63個のステップ基準電圧を発生させ、比較変換
手段50はアナログ入力電圧100と前記基準電圧とを
それぞれ比較変換して6個のディジタル出力103を出
力する。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】しかし、バイポーラI
Cプロセスでは抵抗素子であるシート抵抗の抵抗値が”
数100Ω”と比較的大きいため、バイポーラICプロ
セスを用いて図4に示すような並列型A/D変換器を構
成する場合には比較器2等の入力バイアス電流により基
準電圧値の直線性誤差が発生するといった問題点があっ
た。
【0011】即ち、入力バイアス電流が抵抗3を流れる
ことによって生じる電圧降下によって基準電圧発生手段
51の出力値が理想値とは異なってしまうことになる。
【0012】この誤差電圧の最大値”Verrmax”は、抵
抗3の各抵抗値を”r”、比較器2の入力バイアス電流
を”i”、並列型A/D変換器のビット数を”N”とす
れば、 Verrmax=(2N)2・r・i/8 (1) となる。
【0013】例えば、入力電圧範囲が”1V”の6ビッ
ト並列型A/D変換器を考えた場合、”r=100
Ω”、”i=1μA”とすれば、 Verrmax=51.2mV (2) となり、最大”5.12%”の誤差が生じることにな
る。
【0014】ここで、入力電圧範囲が”1V”で6ビッ
トの分解能を得るためには、 1/26=15.6mV (3) に示すステップの基準電圧が必要であり、式(2)のよ
うな誤差が生じては6ビットの分解能を実現することが
できない。
【0015】上記問題点を解決するためには抵抗3の抵
抗値若しくは入力バイアス電流を小さくすれば良い。
【0016】但し、入力バイアス電流を小さくすること
は動作速度の劣化を招いてしまう。一方、抵抗3の抵抗
値を小さくするために抵抗3としてアルミ配線を用いた
場合、アルミ配線の抵抗値がプロセス上十分管理できな
いため歩留りの低下を招くといった新たな問題点が生じ
る。従って本発明の目的は、通常の抵抗素子を用い、直
線性誤差を改善した並列型A/D変換器を実現すること
にある。
【0017】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明の第1では、アナログ入力電圧と基準
電圧発生手段が出力する複数の基準電圧とをそれぞれ比
較し、各々の比較結果に基づきディジタル出力を出力す
る比較変換手段を有する並列型A/D変換器におい
て、”M(M≧2)”個の抵抗を並列接続したタップ間
抵抗を前記基準電圧発生手段を構成する直列接続された
抵抗”M(M≧2)”個毎の接続点間に接続した補正手
段を備えたことを特徴とするものである。
【0018】本発明の第2では、基準電圧発生手段を構
成する抵抗素子と補正手段を構成する抵抗素子とのマス
クパターンが同一であり、前記基準電圧発生手段と前記
補正手段との間を専用配線で接続したことを備えたこと
を特徴とするものである。
【0019】
【作用】基準電圧発生手段を構成する直列接続された抵
抗”M(M≧2)”個毎に”M(M≧2)”個の抵抗を
並列接続したタップ間抵抗を設けることにより、通常の
抵抗素子を用いても、直線性誤差が改善できる。
【0020】また、基準電圧発生手段を構成する抵抗素
子と補正手段を構成する抵抗素子とのマスクパターンを
同一にすることにより製造が容易になり、基準電圧発生
手段と補正手段との間を専用配線で接続することによ
り、前記2つの抵抗素子間の共通インピーダンスが無く
なり、配線部分も最小距離になる。
【0021】
【実施例】以下本発明を図面を用いて詳細に説明する。
図1は本発明に係るNビット並列型A/D変換器の一実
施例を示す構成ブロック図である。ここで、1,2,
3,50,51,100,101及び102は図4と同
一符号を付してある。また、図1において4は抵抗、1
03aはディジタル出力である。
【0022】また、抵抗4の個数は”2N ”個であり、
抵抗3及び4はシート抵抗等の同一の抵抗素子である。
【0023】50及び51間の接続関係に関しては図4
に示す従来例と同様である。”2N"個の抵抗4は”M”
個ずつ並列接続され、直列接続された抵抗3の内図1
中”イ”、”ロ”、”ハ”、”ニ”及び”ホ”に示すよ
うな”M”個毎の接続点間に接続される。但し、”M≧
2”である。
【0024】また、抵抗4が”M”個ずつ並列接続され
たものはタップ間抵抗52を構成し、”2N/M ”個の
タップ間抵抗52が直列接続されたものは補正手段53
を構成する。
【0025】また、図2は基準電圧発生手段51及び補
正手段53の部分のマスクパターンを示す平面図であ
る。図2において5a及び5bはシート抵抗等の抵抗素
子を示しており、実線部分はアルミ配線を示している。
【0026】図2に示す平面図は”N=3”及び”M=
4”の場合のマスクパターンを示しており、抵抗素子5
a及び5bのマスクパターンの配置等は基準電圧発生手
段51及び補正手段53で全く同一である。
【0027】また、抵抗素子5a及び5bは整合性が良
く、アルミ配線の抵抗値が無視できる程度に近距離に配
置される。さらに、抵抗素子5aと抵抗素子5bとの間
の接続に関しては他のアルミ配線と兼用したり、1点で
接続することなく、図2中”イ”に示すような接続専用
のアルミ配線を設ける。
【0028】ここで、図1及び図2に示す実施例の動作
を説明する。比較器2の入力バイアス電流を”i”、抵
抗3の抵抗値を”r”とすると、タップ間抵抗52の抵
抗値”RT ”は、 RT=r/M (4) となる。
【0029】また、タップ間抵抗52に流れる比較器2
の入力バイアス電流”IT ”は、 IT=i・M (5) と近似される。
【0030】タップ間抵抗52の個数は前述のように”
N/M ”個であるから、タップ間抵抗52間での誤差
電圧の最大値”Verrmaxt ”は、式(1)に対して式
(4)、式(5)及び”2N/M ”を代入すると、 Verrmaxt=(2N/M )2・RT・IT/8 =(2N/M )2・r/M・(i・M)/8 =(2N )2・r・i/(8M2) (6) となる。
【0031】一方、タップ間抵抗52が接続される直列
接続された”M”個の抵抗3で生じる誤差電圧の最大
値”V'errmax ”は、式(1)において”2N ”を”
M”で置換することにより得られるので、 V'errmax=M2・r・i/8 (7) となる。
【0032】そして、比較器2等の入力バイアス電流に
より基準電圧値の直線性誤差の最大値は式(6)と式
(7)の和になるから、直線性誤差”Verr ”は、 Verr=Verrmaxt+V'errmax =(2N )2・r・i/(8M2)+M2・r・i/8 ={(2N )2/M2+M2}・r・i/8 (8) となる。
【0033】ここで、図3は縦軸に直線性誤差の最大
値、横軸に”M”を取って式(8)を表現した特性曲線
図である。また、入力電圧範囲、抵抗値及び入力バイア
ス電流値はそれぞれ”1V”、”100Ω”及び”1μ
A”であり、図3中”イ”、”ロ”、”ハ”、”ニ”及
び”ホ”はそれぞれ3、4、5、6及び7ビットの並列
型A/D変換器の場合を示している。
【0034】また、”M=1”はタップ間抵抗52が無
く、抵抗値”r”が1/2になった場合と同じ特性を示
している。即ち、言い換えればタップ間抵抗52がない
場合の直線性誤差の最大値は”M=1”の2倍の値とな
る。
【0035】図3から分かるようにタップ間抵抗52を
設けることにより、直線性誤差を抑えることが可能にな
り、例えば、図3中”ニ”に示す6ビットの並列型A/
D変換器においては”M=8”近くに設定することによ
り誤差電圧の最大値を”2mV”程度にすることができ
る。
【0036】即ち、入力電圧範囲が”1V”で6ビット
の分解能を得るためには、式(3)に示したように”1
5.6mV”のステップの基準電圧が必要であるが、最
大”2mV”程度の電圧誤差が生じても6ビットの分解
能を十分に実現することができる。
【0037】この結果、基準電圧発生手段51を構成す
る直列接続された抵抗3”M(M≧2)”個毎の接続点
間に”M(M≧2)”個の抵抗4を並列接続したタップ
間抵抗52を設けることにより、通常の抵抗素子を用い
ても、直線性誤差を改善することが可能になる。
【0038】また、基準電圧発生手段51を構成する抵
抗素子5aと補正手段53を構成する抵抗素子5bはシ
ート抵抗等を用いることができるので歩留りが良く、抵
抗値を高精度で管理することができる。
【0039】また、基準電圧発生手段51を構成する抵
抗素子5aと補正手段53を構成する抵抗素子5bとの
マスクパターンは同一であるので、1つのマスクパター
ンをコピーすることにより、抵抗素子5a及び5bを容
易に製造することが可能になる。
【0040】さらに、基準電圧発生手段51を構成する
抵抗素子5aと補正手段53を構成する抵抗素子5bと
の間の接続に関して図2中”イ”に示すような専用のア
ルミ配線を設けることにより、抵抗素子5a及び5b間
の共通インピーダンスが無くなり、タップ間抵抗52に
流れる電流が抵抗3側に流れることを防止することが可
能になる。
【0041】また、図2中”イ”に示すようなアルミ配
線部分は短く製造できるのでアルミ配線の引回しによる
電圧降下も最小限に抑えることが可能になる。
【0042】なお、抵抗素子や配線の電流定格が無視で
きると仮定した場合、式(8)中”(2N)2/M2+M
2 ”を”M”で微分して、 M=2N/2 (9) を求めることにより、この時の誤差電圧の最小値は、 Verrmin=2・2N・r・i/8 (10) となる。
【0043】従って、タップ間抵抗52を有しない場合
の誤差電圧と比は式(10)を式(1)で割ることによ
り、 Verrmin/Verrmax={2・2N・r・i/8}/{(2N)2・r・i/8} =2・2-N =2-N+1 (11) となる。
【0044】この結果、抵抗素子や配線の電流定格が無
視できる場合、例えば、6ビットの並列型A/D変換器
では、”26/2=8 ”個のタップ間抵抗52を設けるこ
とにより、誤差電圧を”2-6+1=2-5=1/32”に低
減することが可能になる。
【0045】
【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、
本発明によれば次のような効果がある。請求項1の発明
に関しては、基準電圧発生手段を構成する直列接続され
た抵抗”M(M≧2)”個毎の接続点間に”M(M≧
2)”個の抵抗を並列接続したタップ間抵抗を設けるこ
とにより、通常の抵抗素子を用いても、直線性誤差を改
善した並列型A/D変換器が実現できる。
【0046】請求項2の発明に関しては、基準電圧発生
手段を構成する抵抗素子と補正手段を構成する抵抗素子
とのマスクパターンは同一にし、基準電圧発生手段と補
正手段との間を専用配線で接続することにより、抵抗素
子の製造が容易になり、2つの抵抗素子間の共通インピ
ーダンスが無くなり、配線部分も短くなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る並列型A/D変換器の一実施例を
示す構成ブロック図である。
【図2】基準電圧発生手段及び補正手段の部分のマスク
パターンを示す平面図である。
【図3】直線性誤差の特性曲線図である。
【図4】従来の並列型A/D変換器の一例を示す構成ブ
ロック図である。
【符号の説明】
1 エンコーダ 2 比較器 3,4 抵抗 5a,5b 抵抗素子 50 比較変換手段 51 基準電圧発生手段 52 タップ間抵抗 53 補正手段 100 アナログ入力電圧 101,102 基準電圧 103 ディジタル出力

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】アナログ入力電圧と基準電圧発生手段が出
    力する複数の基準電圧とをそれぞれ比較し、各々の比較
    結果に基づきディジタル出力を出力する比較変換手段を
    有する並列型A/D変換器において、 ”M(M≧2)”個の抵抗を並列接続したタップ間抵抗
    を前記基準電圧発生手段を構成する直列接続された抵
    抗”M(M≧2)”個毎の接続点間に接続した補正手段
    を備えたことを特徴とする並列型A/D変換器。
  2. 【請求項2】基準電圧発生手段を構成する抵抗素子と補
    正手段を構成する抵抗素子とのマスクパターンが同一で
    あり、前記基準電圧発生手段と前記補正手段との間を専
    用配線で接続したことを特徴とする特許請求の範囲請求
    項1記載の並列型A/D変換器。
JP26470594A 1994-10-28 1994-10-28 並列型a/d変換器 Expired - Fee Related JP3159289B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP26470594A JP3159289B2 (ja) 1994-10-28 1994-10-28 並列型a/d変換器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP26470594A JP3159289B2 (ja) 1994-10-28 1994-10-28 並列型a/d変換器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH08125534A JPH08125534A (ja) 1996-05-17
JP3159289B2 true JP3159289B2 (ja) 2001-04-23

Family

ID=17407041

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP26470594A Expired - Fee Related JP3159289B2 (ja) 1994-10-28 1994-10-28 並列型a/d変換器

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3159289B2 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101100766B1 (ko) * 2004-09-30 2012-01-02 매그나칩 반도체 유한회사 차동 비선형 오류 보정용 아날로그 디지털 컨버터

Also Published As

Publication number Publication date
JPH08125534A (ja) 1996-05-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3115296B2 (ja) 自己較正a―dおよびd―a変換器
JPH0239136B2 (ja)
US5617091A (en) Resistance ladder, D-A converter, and A-D converter
JPH09135169A (ja) アナログ/デジタル変換器
US6239733B1 (en) Current interpolation circuit for use in an A/D converter
JP3159289B2 (ja) 並列型a/d変換器
US6720901B2 (en) Interpolation circuit having a conversion error connection range for higher-order bits and A/D conversion circuit utilizing the same
US6288662B1 (en) A/D converter circuit having ladder resistor network with alternating first and second resistors of different resistance values
JPH06268523A (ja) D/a変換器
JP2001168713A (ja) Adコンバータ回路
JP4674998B2 (ja) フォールディング型a/d変換器
US5805096A (en) A/D converter with interpolation
JP2002261610A (ja) A/d変換器
JP3172090B2 (ja) Ad変換器
JPS63209225A (ja) アナログ・デジタル変換器の集積回路
JPH04815A (ja) 並列型a/d変換器
JPS59181822A (ja) 並列展開型d/a変換器用デコ−ダ
JPH05268092A (ja) 逐次比較方式a/dコンバータ
JPH1117547A (ja) D/a変換器
JPH0715334A (ja) 並列型ad変換器及び直並列型ad変換器
JPH0548459A (ja) アナログ・デイジタル変換装置
JP2000299638A (ja) 参照電圧回路およびa/d変換器
KR19990038892A (ko) 아날로그 디지탈 변환기
JPH01103320A (ja) フラッシュ型ad変換器
JPH0685675A (ja) A/d変換器

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080216

Year of fee payment: 7

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees