JP3311182B2 - High-speed high-precision AD converter - Google Patents

High-speed high-precision AD converter

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JP3311182B2 JP33606594A JP33606594A JP3311182B2 JP 3311182 B2 JP3311182 B2 JP 3311182B2 JP 33606594 A JP33606594 A JP 33606594A JP 33606594 A JP33606594 A JP 33606594A JP 3311182 B2 JP3311182 B2 JP 3311182B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、高速で高分解能な高
精度AD変換装置において、温度変化によるAD変換コ
ードの誤差影響を補正して安定したAD変換装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a high-speed, high-resolution, high-precision A / D converter, in which the influence of an error in an A / D conversion code caused by a temperature change is corrected and stabilized.

【0002】[0002]

【従来の技術】高速で高分解能なAD変換器は、市販さ
れていない為、2個の低分解能な高速AD変換器で回路
を構成して等価的に、高分解能の高速AD変換器を実現
している。従来技術の例としては、数MHzのサンプリ
ングレートで18ビット分解能のAD変換装置の例があ
る。これについて、図5と図6を参照して説明する。
2. Description of the Related Art Since a high-speed, high-resolution AD converter is not commercially available, a circuit is constituted by two low-resolution, high-speed AD converters, and a high-resolution, high-speed AD converter is equivalently realized. are doing. As an example of the prior art, there is an example of an AD converter having a sampling rate of several MHz and a resolution of 18 bits. This will be described with reference to FIGS.

【0003】本回路は、図5に示すように、基準信号源
40と、切替スイッチ42、43と、基準デジタルボル
トメータ44と、高速高精度AD変換部50と、校正信
号82と、制御部80とで構成している。
As shown in FIG. 5, the circuit includes a reference signal source 40, changeover switches 42 and 43, a reference digital voltmeter 44, a high-speed and high-precision AD converter 50, a calibration signal 82, and a controller. 80.

【0004】基準信号源40は、高速高精度AD変換部
50を校正する複数点のアナログ電圧を供給する為の高
安定な基準電圧信号発生源であり、この信号を切替スイ
ッチ42を経由して高速高精度AD変換部50に供給す
るものであり、制御部80からの制御信号を受けて、所
望の電圧を出力する。切替スイッチ42は、本来の被測
定アナログ信号100を測定する場合と、校正時に基準
信号源40側に切り替えるものである。また、切替スイ
ッチ43は、基準信号源40の同一電圧信号を高速高精
度AD変換部50と基準デジタルボルトメータ44の両
方に供給して測定する為のスイッチである。
The reference signal source 40 is a highly stable reference voltage signal source for supplying analog voltages at a plurality of points for calibrating the high-speed and high-precision AD conversion unit 50. The signal is supplied to the high-speed and high-precision AD converter 50, and receives a control signal from the controller 80 and outputs a desired voltage. The changeover switch 42 is for switching to the reference signal source 40 side when the original analog signal under test 100 is measured, and during calibration. The changeover switch 43 is a switch for supplying the same voltage signal from the reference signal source 40 to both the high-speed and high-accuracy AD converter 50 and the reference digital voltmeter 44 for measurement.

【0005】校正信号82は、他の測定系を含む測定シ
ステム全体の環境温度が所望の温度変化、例えば3℃以
上の温度変化を検出し、測定システム全体を一時停止し
て、他の測定系とともに温度キャリブレーションを実施
して測定システム全体の精度を所望の許容精度範囲にす
る為に、温度補正パラメータを取得実行する起動信号で
あり、この信号を制御部80でも受けて、高速高精度A
D変換部の測定を一時停止して校正を実施させる。基準
デジタルボルトメータ44は、基準信号源40の一定電
圧を高精度で測定する基準となる電圧測定器であり、制
御部80からの制御信号を受けて、高速高精度AD変換
部50と複数点での同一のアナログ電圧を測定し、これ
を制御部80に供給するものである。
The calibration signal 82 detects a change in the ambient temperature of the entire measurement system including the other measurement system to a desired temperature, for example, a temperature change of 3 ° C. or more, temporarily stops the entire measurement system, and stops the other measurement system. And a start signal for acquiring and executing a temperature correction parameter in order to perform temperature calibration and bring the accuracy of the entire measurement system into a desired allowable accuracy range.
The measurement of the D conversion unit is temporarily stopped and calibration is performed. The reference digital voltmeter 44 is a voltage measuring device serving as a reference for measuring a constant voltage of the reference signal source 40 with high accuracy. And supplies the same analog voltage to the control unit 80.

【0006】制御部80は、例えばDSPによる高速デ
ジタル演算機能を有して、被測定アナログ信号100を
測定する場合には高速高精度AD変換部50からの連続
した18ビットデータを受けて、直線性補正とオフセッ
ト補正演算処理をして、温度の影響を低減して常に高い
精度の18ビット分解能データのコードデータ80out
を出力する。また、この制御部80は、校正信号82に
より所望の温度変化となった時に校正を実施して温度補
正パラメータを取得し補正用データに変換して内部メモ
リに温度補正パラメータとして格納する。即ち、切替ス
イッチ42、43を切り替えて、基準信号源40からの
同一のアナログ一定電圧を複数点で各々測定し、高速高
精度AD変換部50のコードデータ値が基準デジタルボ
ルトメータ44の値と一致するような温度補正パラメー
タを求める。即ち、制御部80は、両者を比較して高速
高精度AD変換部50の偏差を求め、これからオフセッ
ト補正量と、増幅器のゲイン補正量を求める。これによ
り温度補正の校正値を更新する。このように、所望温度
差を超えたら、一時測定を停止して、その温度での校正
を実施して常に高精度のAD変換精度を維持して測定実
施するようにしている。
The control unit 80 has, for example, a high-speed digital operation function using a DSP. When the analog signal 100 to be measured is measured, the control unit 80 receives continuous 18-bit data from the high-speed and high-precision AD conversion unit 50, and 80-out code data of 18-bit resolution data with high accuracy by reducing the influence of temperature by performing the characteristic correction and offset correction calculation processing
Is output. The control unit 80 performs calibration when a desired temperature change is made by the calibration signal 82, acquires a temperature correction parameter, converts the temperature correction parameter into correction data, and stores the data in the internal memory as a temperature correction parameter. That is, by switching the changeover switches 42 and 43, the same analog constant voltage from the reference signal source 40 is measured at each of a plurality of points, and the code data value of the high-speed and high-precision AD converter 50 is changed to the value of the reference digital voltmeter 44. A temperature correction parameter that matches is obtained. That is, the control unit 80 compares the two and finds the deviation of the high-speed and high-precision AD conversion unit 50, and from this, calculates the offset correction amount and the amplifier gain correction amount. Thereby, the calibration value of the temperature correction is updated. As described above, when the temperature exceeds the desired temperature difference, the measurement is temporarily stopped, the calibration is performed at the temperature, and the measurement is always performed while maintaining high AD conversion accuracy.

【0007】高速高精度AD変換部50は、被測定アナ
ログ信号100を受けて、クロック周波数が数MHzの
サンプリングレートで18ビット分解能にAD変換して
コードデータ50outを出力するものであり、図6に示
すように、高速サンプルホールド部51と、第1AD変
換器52と、DA変換器54と、誤差アンプ56と、第
2AD変換器60と、加算器62とで構成している。
The high-speed and high-precision AD converter 50 receives the analog signal to be measured 100, converts the analog signal to an 18-bit resolution at a sampling rate of several MHz, and outputs code data 50out. As shown in (1), it is composed of a high-speed sample and hold unit 51, a first AD converter 52, a DA converter 54, an error amplifier 56, a second AD converter 60, and an adder 62.

【0008】入力アナログ信号50inをサンプルホール
ド部51でクロック毎にサンプリングし、ホールドした
アナログ信号51aを第1AD変換器52と、誤差アン
プ56の一方の入力端に供給する。第1AD変換器52
は、例えば8ビット分解能の高速AD変換器である。こ
れによりアナログ信号51aをコードデータ52dに変
換した後、DA変換器54と、加算器62の一方の入力
端に供給する。DA変換器54は、量子化変換した残り
の差分のアナログ量を得る為に、精度の良いDA変換器
を使用する。これによりDA変換してアナログ信号に変
換した後、誤差アンプ56の他方の入力端に供給する。
この回路方式においては、第1AD変換器52による誤
差は発生しない。代わりに、このDA変換器54の変換
精度が誤差要因となる。
The input analog signal 50in is sampled for each clock by the sample and hold section 51, and the held analog signal 51a is supplied to the first AD converter 52 and one input terminal of the error amplifier 56. First AD converter 52
Is a high-speed AD converter with 8-bit resolution, for example. As a result, the analog signal 51a is converted into code data 52d, and then supplied to the DA converter 54 and one input terminal of the adder 62. The D / A converter 54 uses a highly accurate D / A converter in order to obtain the analog amount of the remaining difference after the quantization conversion. As a result, the signal is DA-converted into an analog signal, and then supplied to the other input terminal of the error amplifier 56.
In this circuit system, no error occurs due to the first AD converter 52. Instead, the conversion accuracy of the DA converter 54 causes an error.

【0009】誤差アンプ56は、アナログ信号51aの
中で、第1AD変換器52で量子化したアナログ量を差
し引き、残りの差分信号を、例えば数十倍に増幅したア
ナログ信号56aを第2AD変換器60に供給する。第
2AD変換器60は、第1AD変換器52で変換した残
りの±0〜±2LSB相当のアナログ信号56aをデジ
タル信号に変換するものであり、例えば10ビットあれ
ば良いが、第1AD変換器52のコード変換ずれを考慮
して12ビット分解能の高速AD変換器を使用する。前
記アナログ信号56aを受けて、デジタルコードデータ
60dに変換した後、加算器62の他方の入力端に供給
する。
The error amplifier 56 subtracts the analog signal quantized by the first AD converter 52 from the analog signal 51a, and amplifies the remaining difference signal by, for example, several tens times the analog signal 56a to the second AD converter. 60. The second AD converter 60 converts the remaining analog signal 56a equivalent to ± 0 to ± 2 LSB converted by the first AD converter 52 into a digital signal. A 12-bit resolution high-speed AD converter is used in consideration of the code conversion deviation. After receiving the analog signal 56a and converting it to digital code data 60d, it is supplied to the other input terminal of the adder 62.

【0010】加算器62は、第1AD変換器52の重み
を10ビットシフトアップしたコードデータ52dと、
第2AD変換器60のコードデータ60dを加算して、
18ビット分解能のコードデータ50outを算出する。
このデータを制御部80に供給して、制御部80内でオ
フセットとゲインの両温度補正パラメータにより補正演
算を実施した結果の出力コードデータ80outは、温度
補正された18ビット分解能の高精度AD変換データと
して得られる。
The adder 62 includes code data 52d obtained by shifting up the weight of the first AD converter 52 by 10 bits,
The code data 60d of the second AD converter 60 is added, and
The code data 50out with 18-bit resolution is calculated.
This data is supplied to the control unit 80, and the output code data 80out as a result of performing a correction operation using both the offset and gain temperature correction parameters in the control unit 80 is converted into a high-precision AD conversion with a temperature corrected 18-bit resolution. Obtained as data.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】上記説明のように、高
速高精度AD変換部50を個々のアナログ回路で構成し
ている為、温度変化に敏感であり、場合によっては、校
正信号82により一定温度変化間隔毎の校正による補正
手段では、この間で誤差を生じる場合があり、常に高精
度なAD変換器を維持できない場合がある。そこで、本
発明が解決しようとする課題は、校正信号82とは別
に、独立した温度センサを設けて、連続的に温度補正す
る手段を追加することにより、測定を止めること無く、
更に安定した精度の高速高精度なAD変換器を実現する
ことを目的とする。
As described above, since the high-speed and high-precision A / D converter 50 is composed of individual analog circuits, it is sensitive to temperature changes. In the correction means based on the calibration at each temperature change interval, an error may occur during this period, and a highly accurate AD converter may not always be maintained. Therefore, the problem to be solved by the present invention is to provide an independent temperature sensor separately from the calibration signal 82 and add a means for continuously correcting the temperature, without stopping the measurement.
It is another object of the present invention to realize a high-speed and high-accuracy AD converter with stable accuracy.

【0012】[0012]

【課題を解決する為の手段】第1図と2図は、本発明に
よる第1の解決手段を示している。上記課題を解決する
ために、本発明の構成では、高速高精度AD変換回路部
の温度を検出する温度センサ12を設け、この温度セン
サ12の信号を受けて、誤差アンプ56と加算器62と
の間に、連続的に温度補正する連続温度補正部20を設
ける構成手段にする。これにより、被測定アナログ信号
100を受けて、高速サンプルホールド部51と、低分
解能の高速なる第1AD変換器52と、DA変換器54
と、誤差アンプ56と、低分解能の高速なる第2AD変
換器60と、加算器62とを有して、更に温度安定性を
向上した、高速で高分解能のAD変換回路を実現する。
FIGS. 1 and 2 show a first solution according to the present invention. In order to solve the above problem, in the configuration of the present invention, the temperature sensor 12 for detecting the temperature of the high-speed and high-precision AD conversion circuit is provided, and the error amplifier 56 and the adder 62 In the meantime, the configuration means is provided with a continuous temperature correction unit 20 for continuously correcting the temperature. As a result, receiving the analog signal under measurement 100, the high-speed sample-and-hold unit 51, the first AD converter 52 having a low resolution and high speed, and the DA converter 54
, An error amplifier 56, a low-resolution high-speed second AD converter 60, and an adder 62, thereby realizing a high-speed, high-resolution AD conversion circuit with further improved temperature stability.

【0013】連続温度補正部20としては、温度センサ
12からの温度信号を受けて、デジタル信号に変換して
第1メモリ16と、第2メモリ18へのアドレス信号を
供給するAD変換器14を設け、AD変換器14からの
デジタル温度データを受けて、温度ドリフトの補正値を
読みだしてオフセット加算器22へ供給する第1メモリ
16を設け、AD変換器14からのデジタル温度データ
を受けて、増幅度の温度補正値を読みだして乗算器24
へ供給する第2メモリ18を設け、上記第1メモリ16
からの温度ドリフトの補正値と、第2AD変換器60か
らのコードデータ20inを受けて、両者を加算してオフ
セットのずれを補正して乗算器24の一方の入力端へ供
給するオフセット加算器22を設け、上記第2メモリ1
8からの増幅度の温度補正値と、オフセット加算器22
からのコードデータを受けて、両者を乗算し、正規化し
て増幅度のずれを補正したコードデータ20outを出力
する乗算器24を設ける構成手段がある。
The continuous temperature compensator 20 receives the temperature signal from the temperature sensor 12, converts the temperature signal into a digital signal, and supplies the first memory 16 and the AD converter 14 for supplying an address signal to the second memory 18. A first memory 16 for receiving digital temperature data from the AD converter 14 and reading out a correction value of the temperature drift and supplying the correction value to the offset adder 22; , The temperature correction value of the amplification degree is read out and the multiplier 24
A second memory 18 for supplying to the first memory 16
The offset adder 22 receives the correction value of the temperature drift from the second AD converter 60 and the code data 20in from the second AD converter 60, adds the both, corrects the offset deviation, and supplies the offset to one input terminal of the multiplier 24. And the second memory 1
8, the temperature correction value of the amplification degree from the offset adder 22
There is a configuration unit that includes a multiplier 24 that receives the code data from, and multiplies and normalizes the two, and outputs the code data 20out in which the deviation of the amplification degree is corrected.

【0014】第3図と4図は、本発明による第2の解決
手段を示している。上記課題を解決するために、本発明
の構成では、高速高精度AD変換回路部の温度を検出す
る温度センサ12を設け、温度センサ12の信号を受け
て、誤差アンプ56と第2AD変換器60へ、連続的に
温度補正する連続温度補正部21を設ける構成手段にす
る。
FIGS. 3 and 4 show a second solution according to the invention. In order to solve the above problem, in the configuration of the present invention, the temperature sensor 12 for detecting the temperature of the high-speed and high-precision AD conversion circuit section is provided, and the error amplifier 56 and the second AD converter 60 In addition, the configuration means is provided with a continuous temperature correction unit 21 for continuously correcting the temperature.

【0015】連続温度補正部21としては、温度センサ
12からの温度信号を受けて、デジタル信号に変換して
第1メモリ16と、第2メモリ18へのアドレス信号を
供給するAD変換器14を設け、AD変換器14からの
デジタル温度データを受けて、温度ドリフトの補正値を
読みだしてオフセット加算器22へ供給する第1メモリ
16を設け、AD変換器14からのデジタル温度データ
を受けて、増幅度の温度補正値を読みだして乗算器24
へ供給する第2メモリ18を設け、上記第1メモリ16
からの信号を受けて、アナログ信号にDA変換してオフ
セット補正信号26addを出力するDA変換器26を設
け、上記第2メモリ18からの信号を受けて、アナログ
信号にDA変換してゲイン補正信号28mulを出力する
DA変換器28を設ける構成手段がある。
The continuous temperature compensator 21 receives the temperature signal from the temperature sensor 12, converts the temperature signal into a digital signal, and supplies the first memory 16 and the AD converter 14 that supplies an address signal to the second memory 18. A first memory 16 for receiving digital temperature data from the AD converter 14 and reading out a correction value of the temperature drift and supplying the correction value to the offset adder 22; , The temperature correction value of the amplification degree is read out and the multiplier 24
A second memory 18 for supplying to the first memory 16
And a D / A converter 26 that receives the signal from the second memory 18 and converts the signal into an analog signal to output an offset correction signal 26add. The signal from the second memory 18 is converted to an analog signal and converted into an analog signal. There is a configuration means for providing a DA converter 28 that outputs 28mul.

【0016】[0016]

【作用】実施例1においては、オフセット加算器22と
第1メモリ16により、誤差アンプ56や第2AD変換
器60やDA変換器54の温度ドリフトによるオフセッ
トのずれを補正する作用が得られる。実施例1において
は、乗算器24と第2メモリ18により、誤差アンプ5
6のゲイン変動や第2AD変換器60やDA変換器54
の温度ドリフトによる等価ゲイン変動の影響誤差を補正
する作用が得られる。実施例2においては、第1メモリ
16とDA変換器26により、誤差アンプ56や第2A
D変換器60やDA変換器54の温度ドリフトによるオ
フセットのずれを補正する作用が得られる。実施例2に
おいては、第2メモリ18とDA変換器28によるアナ
ログゲイン補正信号28mulによって第2AD変換器6
0のリファレンス電圧を微調整することにより、誤差ア
ンプ56のゲイン変動や第2AD変換器60やDA変換
器54の温度ドリフトによる等価ゲイン変動の影響誤差
を補正する作用が得られる。
In the first embodiment, the offset adder 22 and the first memory 16 provide an operation of correcting an offset deviation due to a temperature drift of the error amplifier 56, the second AD converter 60, and the DA converter 54. In the first embodiment, the multiplier 24 and the second memory 18 use the error amplifier 5
6, the second AD converter 60 and the DA converter 54
The effect of correcting the influence error of the equivalent gain fluctuation due to the temperature drift is obtained. In the second embodiment, the error amplifier 56 and the second A
The effect of correcting the offset deviation due to the temperature drift of the D converter 60 and the DA converter 54 can be obtained. In the second embodiment, the second AD converter 6 is controlled by the analog gain correction signal 28mul by the second memory 18 and the DA converter 28.
By finely adjusting the reference voltage of 0, an effect of correcting the influence error of the gain variation of the error amplifier 56 and the equivalent gain variation due to the temperature drift of the second AD converter 60 and the DA converter 54 can be obtained.

【0017】これから、温度センサ12を設けて、高速
高精度AD変換部10が温度により出力データが変動す
る要因を温度補正することにより、微少温度変化に対し
ても温度補正でき、測定を止めること無く、連続的に安
定した精度の高速高精度なAD変換器を実現できる。
By providing the temperature sensor 12, the high-speed and high-precision A / D converter 10 corrects the temperature of the factor that causes the output data to fluctuate depending on the temperature. And a high-speed and high-accuracy AD converter with continuously stable accuracy can be realized.

【0018】[0018]

【実施例】【Example】

(実施例1)本発明の実施例は、温度センサを設けて連
続的に微少温度補正する高速な高分解能(18ビット)
のAD変換装置の例がある。これについて、図1と図2
を参照して説明する。
(Embodiment 1) In the embodiment of the present invention, a high-speed and high-resolution (18 bits) for continuously correcting a minute temperature by providing a temperature sensor.
Is an example of an AD converter. In this regard, FIGS. 1 and 2
This will be described with reference to FIG.

【0019】本回路は、図6に示す従来の高速高精度A
D変換部50の回路構成に対して、図1に示すように、
第2AD変換器60と加算器62との間に連続温度補正
部20を追加して高速高精度AD変換部10を構成して
いる。高速高精度AD変換部10は、入力アナログ信号
50in端のアナログ電圧を受けて、AD変換し、微少温
度補正を付加して、高精度のコードデータ50outを出
力するものである。連続温度補正部20は、温度センサ
12を設けて連続的に微少温度補正したコードデータを
出力するものであり、温度センサ12と、AD変換器1
4と、第1メモリ16と、第2メモリ18と、オフセッ
ト加算器22と、乗算器24とで構成している。
This circuit uses the conventional high-speed and high-precision A shown in FIG.
With respect to the circuit configuration of the D conversion unit 50, as shown in FIG.
The continuous temperature correction unit 20 is added between the second AD converter 60 and the adder 62 to constitute the high-speed and high-accuracy AD converter 10. The high-speed and high-accuracy A / D converter 10 receives the analog voltage of the input analog signal 50in, performs A / D conversion, adds a minute temperature correction, and outputs high-accuracy code data 50out. The continuous temperature correction unit 20 is provided with the temperature sensor 12 and continuously outputs code data with minute temperature correction. The temperature sensor 12 and the AD converter 1
4, a first memory 16, a second memory 18, an offset adder 22, and a multiplier 24.

【0020】温度センサ12は、温度変化に対して敏感
に変動する高速高精度AD変換部10の近くに設置し
て、温度信号をAD変換器14に供給し、デジタル信号
に変換して、例えば0.2℃単位のアドレス信号として
第1メモリ16と第2メモリ18のアドレス入力端に供
給する。
The temperature sensor 12 is installed near the high-speed and high-precision AD converter 10 which fluctuates sensitively to a temperature change, supplies a temperature signal to the AD converter 14 and converts the temperature signal into a digital signal. It is supplied to the address input terminals of the first memory 16 and the second memory 18 as an address signal in units of 0.2 ° C.

【0021】第1の微少補正としては、オフセット加算
器22と第1メモリ16により、微少温度変化により生
じる誤差アンプ56や第2AD変換器60やDA変換器
54の温度ドリフトによるオフセットのずれを補正す
る。即ち、第1メモリ16には、温度変化により生じる
オフセットのずれを補正するパラメータが予め格納され
ていて、0.2℃の単位温度変化に伴い対応するオフセ
ット補正量データをこの第1メモリ16から読みだして
オフセット加算器22の一方の入力端に供給する。そし
て、オフセット加算器22の他方の入力端には第2AD
変換器60からのコードデータ20inを供給して、両者
を加算することにより、温度変化により生じるオフセッ
トのずれを補正して乗算器24へ出力する。
As the first minute correction, the offset adder 22 and the first memory 16 correct the offset deviation caused by the temperature drift of the error amplifier 56, the second AD converter 60 and the DA converter 54 caused by the minute temperature change. I do. That is, the first memory 16 previously stores a parameter for correcting the offset deviation caused by the temperature change, and stores the offset correction amount data corresponding to the unit temperature change of 0.2 ° C. from the first memory 16. The data is read and supplied to one input terminal of the offset adder 22. The second input terminal of the offset adder 22 has the second AD
The code data 20in from the converter 60 is supplied, and by adding the two, the offset deviation caused by the temperature change is corrected and output to the multiplier 24.

【0022】第2の微少補正としては、乗算器24と第
2メモリ18により、微少温度変化により生じる誤差ア
ンプ56やDA変換器54や第2AD変換器60の等価
ゲイン変動を補正する。即ち、第2メモリ18には、温
度変化により生じるゲインのずれを補正するパラメータ
が予め格納されていて、単位温度変化に伴い対応するゲ
イン補正量データをこの第2メモリ18から読みだして
乗算器24の一方の入力端に供給する。そして、乗算器
24の他方の入力端には上記オフセット加算器22から
の信号を供給して、両者を乗算して正規化することによ
り、温度変化により生じるゲインのずれを補正したコー
ドデータ20outを出力する。これら第1メモリ16と
第2メモリ18に格納するパラメータは、予め温度特性
を測定しておき、対応する補正データ値を各メモリに格
納しておく。
As the second minute correction, the multiplier 24 and the second memory 18 correct the fluctuation of the equivalent gain of the error amplifier 56, the DA converter 54, and the second AD converter 60 caused by the minute temperature change. That is, a parameter for correcting a gain deviation caused by a temperature change is stored in the second memory 18 in advance, and a corresponding gain correction amount data is read from the second memory 18 in accordance with a unit temperature change, and a multiplier is read. 24 to one input terminal. Then, the signal from the offset adder 22 is supplied to the other input terminal of the multiplier 24, and the signal is multiplied and normalized to obtain the code data 20out in which the gain deviation caused by the temperature change is corrected. Output. For the parameters stored in the first memory 16 and the second memory 18, the temperature characteristics are measured in advance, and the corresponding correction data values are stored in each memory.

【0023】(実施例2)本発明の実施例は、温度セン
サを設けてアナログ補正方式により微少温度補正する高
速な高分解能AD変換装置の例がある。これについて、
図3と図4を参照して説明する。本回路は、図1に示す
実施例1の回路構成に対して、図3に示すように、誤差
アンプ56にアナログオフセット補正信号26addを与
えてオフセット補正をし、また、第2AD変換器のリフ
ァレンス電圧を変えてゲイン補正することで連続的に微
少温度補正を実施する高速高精度AD変換部11を構成
としている。
(Embodiment 2) In the embodiment of the present invention, there is an example of a high-speed, high-resolution AD converter for providing a temperature sensor and performing minute temperature correction by an analog correction method. about this,
This will be described with reference to FIGS. This circuit performs the offset correction by applying the analog offset correction signal 26add to the error amplifier 56 as shown in FIG. 3 with respect to the circuit configuration of the first embodiment shown in FIG. A high-speed and high-precision AD conversion unit 11 that continuously performs minute temperature correction by changing the voltage and performing gain correction is configured.

【0024】連続温度補正部21は、温度センサ12の
信号を受けて、連続的に微少温度補正するアナログオフ
セット補正信号26addと、アナログゲイン補正信号2
8mulを出力するものであり、温度センサ12と、AD
変換器14と、第1メモリ16と、第2メモリ18と、
DA変換器26、28とで構成している。第1のオフセ
ットの補正は、第1メモリ16から温度変化により生じ
るオフセットのずれを補正する補正量データをこの第1
メモリ16から読みだしてDA変換器26に供給してア
ナログオフセット補正信号26addに変換した後、これ
を誤差アンプ56の一方の入力端に供給する。これによ
り、オフセット補正されたアナログ信号が第2AD変換
器60に供給される。
The continuous temperature correction section 21 receives the signal from the temperature sensor 12 and continuously performs an analog offset correction signal 26add for minute temperature correction and an analog gain correction signal 2
8mul, and outputs the temperature sensor 12 and AD
A converter 14, a first memory 16, a second memory 18,
D / A converters 26 and 28 are provided. To correct the first offset, the correction amount data for correcting the offset deviation caused by the temperature change from the first memory 16 is stored in the first memory 16.
After being read from the memory 16 and supplied to the DA converter 26 to be converted into an analog offset correction signal 26add, this is supplied to one input terminal of the error amplifier 56. As a result, the offset-corrected analog signal is supplied to the second AD converter 60.

【0025】また、第2のゲインの補正は、第2メモリ
18から温度変化により生じるゲインずれを補正する補
正量データをこの第2メモリ18から読みだす。これを
DA変換器28に供給してアナログゲイン補正信号28
mulに変換した後、第2AD変換器60のリファレンス
電圧を微調整することにより等価的にゲイン調整が実現
される。この結果、第2AD変換器60からは、ゲイン
補正したコードデータが出力される。これらの補正によ
り、実施例1と同様に、微少温度変化により生じるオフ
セットやゲインのずれを補正したコードデータ50out
を出力する。
In the second gain correction, correction amount data for correcting a gain deviation caused by a temperature change is read from the second memory 18. This is supplied to a DA converter 28 and the analog gain correction signal 28
After the conversion to mul, the reference voltage of the second AD converter 60 is finely adjusted, so that gain adjustment is equivalently realized. As a result, the gain-corrected code data is output from the second AD converter 60. By these corrections, similarly to the first embodiment, the code data 50out in which offset and gain deviations caused by minute temperature changes are corrected.
Is output.

【0026】上記実施例のデジタル演算を行うオフセッ
ト加算器22や乗算器24や加算器62は、回路で構成
しても良いし、DSP等の高速演算処理装置で構成して
も良い。
The offset adder 22, the multiplier 24 and the adder 62 for performing the digital operation of the above embodiment may be constituted by a circuit, or may be constituted by a high-speed operation processing device such as a DSP.

【0027】[0027]

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、下記に記載されるような効果を奏する。実
施例1において、オフセット加算器22と第1メモリ1
6により、誤差アンプ56や第2AD変換器60やDA
変換器54の温度ドリフトによるオフセットのずれを補
正する効果が得られる。実施例1において、乗算器24
と第2メモリ18により、誤差アンプ56のゲイン変動
や第2AD変換器60やDA変換器54の温度ドリフト
による等価ゲイン変動の影響誤差を補正する効果が得ら
れる。
Since the present invention is configured as described above, it has the following effects. In the first embodiment, the offset adder 22 and the first memory 1
6, the error amplifier 56, the second AD converter 60 and the DA
The effect of correcting the offset deviation due to the temperature drift of converter 54 is obtained. In the first embodiment, the multiplier 24
The second memory 18 has an effect of correcting an error caused by a variation in gain of the error amplifier 56 and a variation in equivalent gain due to a temperature drift of the second AD converter 60 and the DA converter 54.

【0028】実施例2において、第1メモリ16とDA
変換器26により、誤差アンプ56や第2AD変換器6
0やDA変換器54の温度ドリフトによるオフセットの
ずれを補正する効果が得られる。実施例2において、第
2メモリ18とDA変換器28によるアナログゲイン補
正信号28mulによって第2AD変換器60のリファレ
ンス電圧を微調整することにより、誤差アンプ56のゲ
イン変動や第2AD変換器60やDA変換器54の温度
ドリフトによる等価ゲイン変動の影響誤差を補正する効
果が得られる。
In the second embodiment, the first memory 16 and the DA
The error amplifier 56 and the second AD converter 6
The effect of correcting the offset deviation due to 0 or the temperature drift of the DA converter 54 can be obtained. In the second embodiment, the reference voltage of the second AD converter 60 is finely adjusted by the analog gain correction signal 28mul by the second memory 18 and the DA converter 28, so that the gain variation of the error amplifier 56, the second AD converter 60 and the DA The effect of correcting the influence error of the equivalent gain fluctuation due to the temperature drift of converter 54 is obtained.

【0029】全体としては、温度センサ12を設けて、
高速高精度AD変換部10が温度により出力データが変
動する要因を温度補正することにより、微少温度変化に
対しても温度補正でき、測定を止めること無く、連続的
に安定した精度の高速高精度なAD変換器を実現でき
る。
As a whole, a temperature sensor 12 is provided,
The high-speed and high-precision A / D converter 10 corrects the temperature of the factor that the output data fluctuates depending on the temperature, so that the temperature can be corrected even for a small temperature change. A simple AD converter can be realized.

【0030】[0030]

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

【図1】本発明の、実施例1の高速高精度AD変換部1
0の回路構成図である。
FIG. 1 shows a high-speed and high-precision AD converter 1 according to a first embodiment of the present invention.
0 is a circuit configuration diagram of FIG.

【図2】本発明の、実施例1の連続温度補正部20の回
路構成図である。
FIG. 2 is a circuit configuration diagram of a continuous temperature correction unit 20 according to the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の、実施例2の高速高精度AD変換部1
1の回路構成図である。
FIG. 3 shows a high-speed and high-precision AD converter 1 according to a second embodiment of the present invention.
1 is a circuit configuration diagram of FIG.

【図4】本発明の、実施例2の連続温度補正部21の回
路構成図である。
FIG. 4 is a circuit configuration diagram of a continuous temperature correction unit 21 according to a second embodiment of the present invention.

【図5】従来の、被測定アナログ信号100を高速に高
精度AD変換する校正系を含む測定系の回路構成図であ
る。
FIG. 5 is a circuit diagram of a conventional measurement system including a calibration system for performing high-speed, high-precision AD conversion of the analog signal under measurement 100.

【図6】従来の、高速高精度AD変換部50の回路構成
図である。
FIG. 6 is a circuit configuration diagram of a conventional high-speed and high-precision AD converter 50.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10、50、11 高速高精度AD変換部 12 温度センサ 14 AD変換器 16 第1メモリ 18 第2メモリ 20、21 連続温度補正部 20in、20out、80out、50out、52d、60d
コードデータ 22 オフセット加算器 24 乗算器 26add アナログオフセット補正信号 26、54、28 DA変換器 28mul アナログゲイン補正信号 40 基準信号源 42、43 切替スイッチ 44 基準デジタルボルトメータ 50in 入力アナログ信号 51 サンプルホールド部 51a、56a アナログ信号 52 第1AD変換器 56 誤差アンプ 60 第2AD変換器 62 加算器 80 制御部 82 校正信号 100 被測定アナログ信号
10, 50, 11 High-speed and high-precision AD converter 12 Temperature sensor 14 AD converter 16 First memory 18 Second memory 20, 21 Continuous temperature corrector 20in, 20out, 80out, 50out, 52d, 60d
Code data 22 Offset adder 24 Multiplier 26add Analog offset correction signal 26, 54, 28 DA converter 28mul Analog gain correction signal 40 Reference signal source 42, 43 Changeover switch 44 Reference digital voltmeter 50in Input analog signal 51 Sample hold unit 51a , 56a analog signal 52 first AD converter 56 error amplifier 60 second AD converter 62 adder 80 control unit 82 calibration signal 100 analog signal to be measured

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 被測定アナログ信号(100)を受け
て、高速サンプルホールド部(51)と、低分解能の高
速なる第1AD変換器(52)と、DA変換器(54)
と、誤差アンプ(56)と、低分解能の高速なる第2A
D変換器(60)と、加算器(62)とを有して、高速
で高分解能のAD変換回路において、 高速高精度AD変換回路部の温度を検出する温度センサ
(12)を設け、 この温度センサ(12)の信号を受けて、誤差アンプ
(56)と加算器(62)との間に、連続的に温度補正
する連続温度補正部(20)を設け、 以上を具備していることを特徴とした高速高精度AD変
換装置。
1. A high-speed sample-and-hold unit (51) receiving a measured analog signal (100), a first A / D converter (52) with low resolution and high speed, and a D / A converter (54).
, An error amplifier (56), and a second resolution 2A that has a low resolution and a high speed
A high-speed, high-resolution A / D conversion circuit having a D converter (60) and an adder (62), a temperature sensor (12) for detecting the temperature of the high-speed, high-precision A / D conversion circuit section; A continuous temperature compensator (20) for continuously compensating the temperature between the error amplifier (56) and the adder (62) in response to the signal from the temperature sensor (12); High-speed, high-precision AD converter characterized by the following.
【請求項2】 請求項1記載の連続温度補正部(20)
は、 温度センサ(12)からの温度信号を受けて、デジタル
信号に変換して第1メモリ(16)と、第2メモリ(1
8)へのアドレス信号を供給するAD変換器(14)を
設け、 AD変換器(14)からのデジタル温度データを受け
て、第1メモリ(16)から温度ドリフトの補正値を読
みだしてオフセット加算器(22)へ供給する第1メモ
リ(16)を設け、 AD変換器(14)からのデジタル温度データを受け
て、第2メモリ(18)から増幅度の温度補正値を読み
だして乗算器(24)へ供給する第2メモリ(18)を
設け、 上記第1メモリ(16)からの温度ドリフトの補正値
と、第2AD変換器(60)からのコードデータ(20
in)を受けて、両者を加算してオフセットのずれを補正
して乗算器(24)の一方の入力端へ供給するオフセッ
ト加算器(22)を設け、 上記第2メモリ(18)からの増幅度の温度補正値と、
オフセット加算器(22)からのコードデータを受け
て、両者を乗算し、正規化して増幅度のずれを補正した
コードデータ(20out)を出力する乗算器(24)を
設け、 以上を具備していることを特徴とした高速高精度AD変
換装置。
2. The continuous temperature compensator (20) according to claim 1, wherein
Receives the temperature signal from the temperature sensor (12), converts it into a digital signal, and converts the digital signal into a first memory (16) and a second memory (1).
8) An AD converter (14) for supplying an address signal to the AD converter is provided. Upon receiving the digital temperature data from the AD converter (14), a correction value of the temperature drift is read from the first memory (16) and offset. A first memory (16) to be supplied to the adder (22) is provided. Upon receiving digital temperature data from the AD converter (14), a temperature correction value of the amplification degree is read from the second memory (18) and multiplied. A second memory (18) for supplying the temperature drift correction value from the first memory (16) and the code data (20) from the second AD converter (60);
in), an offset adder (22) is added to correct the offset shift by adding the two, and the offset adder (22) is supplied to one input terminal of the multiplier (24), and the amplification from the second memory (18) is performed. Temperature correction value
A multiplier (24) is provided which receives the code data from the offset adder (22), multiplies the two, normalizes the output, and outputs the code data (20out) corrected for the deviation of the amplification degree. A high-speed, high-precision A / D converter.
【請求項3】 被測定アナログ信号(100)を受け
て、高速サンプルホールド部(51)と、低分解能の高
速なる第1AD変換器(52)と、DA変換器(54)
と、誤差アンプ(56)と、低分解能の高速なる第2A
D変換器(60)と、加算器(62)とを有して、高速
で高分解能のAD変換回路において、 高速高精度AD変換回路部の温度を検出する温度センサ
(12)を設け、 温度センサ(12)の信号を受けて、誤差アンプ(5
6)と第2AD変換器(60)へ、連続的に温度補正す
る連続温度補正部(21)を設け、 以上を具備していることを特徴とした高速高精度AD変
換装置。
3. A high-speed sample-and-hold section (51) receiving an analog signal to be measured (100), a first AD converter (52) with low resolution and high speed, and a DA converter (54).
, An error amplifier (56), and a second resolution 2A that has a low resolution and a high speed
A high-speed and high-resolution A / D conversion circuit having a D converter (60) and an adder (62), a temperature sensor (12) for detecting the temperature of a high-speed and high-precision A / D conversion circuit section; Upon receiving the signal from the sensor (12), the error amplifier (5
6) The second AD converter (60) is provided with a continuous temperature correction section (21) for continuously correcting the temperature, and the above-mentioned configuration is provided.
【請求項4】 請求項3記載の連続温度補正部(21)
は、 温度センサ(12)からの温度信号を受けて、デジタル
信号に変換して第1メモリ(16)と、第2メモリ(1
8)へのアドレス信号を供給するAD変換器(14)を
設け、 AD変換器(14)からのデジタル温度データを受け
て、第1メモリ(16)から温度ドリフトの補正値を読
みだしてオフセット加算器(22)へ供給する第1メモ
リ(16)を設け、 AD変換器(14)からのデジタル温度データを受け
て、第2メモリ(18)から増幅度の温度補正値を読み
だして乗算器(24)へ供給する第2メモリ(18)を
設け、 上記第1メモリ(16)からの信号を受けて、アナログ
信号にDA変換してオフセット補正信号(26add)を
出力するDA変換器(26)を設け、 上記第2メモリ(18)からの信号を受けて、アナログ
信号にDA変換してゲイン補正信号(28mul)を出力
するDA変換器(28)を設け、 以上を具備していることを特徴とした高速高精度AD変
換装置。
4. The continuous temperature compensator according to claim 3, wherein:
Receives the temperature signal from the temperature sensor (12), converts it into a digital signal, and converts the digital signal into a first memory (16) and a second memory (1).
8) An AD converter (14) for supplying an address signal to the AD converter is provided. Upon receiving the digital temperature data from the AD converter (14), a correction value of the temperature drift is read from the first memory (16) and offset. A first memory (16) to be supplied to the adder (22) is provided. Upon receiving digital temperature data from the AD converter (14), a temperature correction value of the amplification degree is read from the second memory (18) and multiplied. A second memory (18) for supplying a signal to the device (24); receiving a signal from the first memory (16), DA converting the signal into an analog signal, and outputting an offset correction signal (26add); 26), and a DA converter (28) that receives a signal from the second memory (18), converts the signal into an analog signal, and outputs a gain correction signal (28mul). Specially And the high-speed high-precision AD converter.
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