JP3331276B2 - 単一のコンバータモジュールを使用する二重入力アナログ−ディジタルコンバータ - Google Patents

単一のコンバータモジュールを使用する二重入力アナログ−ディジタルコンバータ

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、2つのアナログ信号の
多重化を提供する、そして単に1つのコンバータモジュ
ールを必要とするのみの、ハーフフラッシュ型のアナロ
グーディジタルコンバータ(ADC)に関する。このコ
ンバータは、テレビジョン信号を処理するために都合良
く用いられる。
【0002】
【従来の技術】ビデオ信号の伝送及び処理のために、3
種類の信号、明度信号Yおよび色度(色差)信号Uおよ
びV、が用いられる。ADCにおいては、信号Yの通過
帯域は信号UおよびVのそれよりも高いので、Y信号の
サンプリング周波数を2つのUおよびV信号の2倍に変
換することが必要である。このことは、いくつかの信号
の同時のアナログ−ディジタル変換の問題を生じさせ
る。
【0003】この問題を解決するために、2つの技術が
利用できる。最初は、Y信号を周波数fsにおいて、そ
してUおよびV信号を周波数fs/2においてディジタ
ル化するよう3つのADCを使用することを含むもので
ある。この論理的な解決策は、簡単であるという利点を
有しているが、しかし電力消費およびコンポーネントの
サイズを増加させる。第2の解決策は、2つのADCの
みを使用するものであって、これは、UおよびV信号を
多重化させるために1つのアナログマルチプレクサが用
いられ、次にそれら信号が第1ADCにおいて周波数f
s/2においてディジタル化されるならば可能である。
第2ADCは、周波数fsにおいてY信号をディジタル
化するのに用いられる。この第2の解決策は、少ない消
費電力で済むが、しかしこれはアナログマルチプレクサ
を製造するのが(スピード、リニアリティ等)難しいと
いう主要な欠点を有している。
【0004】いくつかの形式のADCが存在している
が、そのうちのいくつかは高い変換速度を有しており、
他は遅いがしかしより少ない電力を使用するか、または
より小さい。広く利用されている1つの技術は、2つの
段階によってアナログ−ディジタル変換を行うことであ
る。第1の段階においては、周波数fsにおいて変換さ
れるべき電圧が近似的に決定される。これが変換される
電圧の最上位ビット(MSB)を確定する。近似的にこ
の電圧を知ることによって、時間1/fs後の、第2サ
イクルにおいて、変換される電圧の最下位ビット(LS
B)を確定するためのより微細な比較が行われる。第1
段階は第2段階よりも迅速であるために、各粗比較に関
する2つの微細比較を行うために2つの微細コンパレー
タブロックが用いられる。
【0005】図1は、1つの粗コンパレータブロック1
および2つの微細コンパレータブロック2および3を用
いる、この形式のADCを示している。VminおよびV
maxの間の電圧の範囲が、n+1の等しいインターバル
に分割されてnの基準電圧を与え、各インターバルはm
+1の等しいサブインターバルに分解されて、より大き
なインターバルの各々においてmの基準電圧を与える。
粗コンパレータブロック1は、基準電圧として、Vmin
+k.(Vmax−Vmin/(n+1))に等しいnの電圧
を受け取るが、kは1からnの範囲である。粗コンパレ
ータブロック1によって決められた近似電圧インターバ
ルは、nインターバルに分割され、そして続いて微細コ
ンパレータブロック2または3に供給される。こうして
選択された基準電圧は次に、変換されるべき電圧Vin
比較される。コンパレータブロック1、2および3から
の出力は、MSBおよびLSBを与えるためにコ−ダ
5,6および7によってコード化されたそれぞれn,m
およびmビットを持っている。
【0006】粗コンパレータブロック1および微細コン
パレータブロック2および3に供給される電圧基準間の
偏りを補正するために、余分なp基準が微細コンパレー
タ2および3に供給される。それらのp基準は、粗コン
パレータブロック1によって決められた大きなインター
バルに近い微細インターバルに相当する。その結果、微
細コンパレータ2および3は、並列なm+pコンパレー
タを持つ。それらの補足基準は、もし必要であれば、粗
コンパレータブロックによって決められたLSBを補正
するために用いられる。補正回路8および9は、粗比較
によって提供された関係するビットを公知の方法で補正
する。図2は、コンパレータ1,2および3に関するタ
イミング図であり、2つの粗比較の完全なサイクルが示
されている。クロック信号の第1周期T1の間、粗コン
パレータブロック1は信号Vinをサンプルし、次にこれ
をn基準電圧と比較する。この周期においては、微細コ
ンパレータブロック2もまたサンプルし、そして信号V
inを保持(ブロック)する。第2周期T2の開始におい
て、このブロッキング(ないしホールド)が維持され、
微細基準電圧が安定化(斜線部分)される。ここで微細
比較が行われる。この第2周期の間、粗コンパレータ1
は信号Vinの2度目のサンプルを行い、このたびはコン
パレータブロック3の第2微細比較のためである。
【0007】前に説明されたようなハーフフラッシュ型
ADCの1つの例は、トムソンコンシュマーエレクトロ
ニクスによって出願されたフランス特許出願第93 1
2026号に与えられている。
【0008】
【発明の目的】本発明は、前に説明された2つの技術の
不都合を除去しながら、著しく簡単にそして低い電力消
費を実現させるコンバータを提供することである。
【0009】
【発明の構成】本発明の原理は、前に説明されたように
2つの「微細コンパレータ」ブロックおよび「粗コンパ
レータ」ブロックを含むハーフフラッシュ型のアナログ
−ディジタルコンバータモジュールの使用に基づいてい
る。
【0010】本発明は、1つの粗コンパレータブロック
と2つの微細コンパレータブロックとを有する、2つの
アナログ信号のアナログ/ディジタルコンバータに関す
るものであり、前記粗コンパレータブロックが、最上位
ビットを決定し、さらに最下位ビットを決定する前記微
細コンパレータブロックの電圧範囲を選定し、前記アナ
ログ/ディジタルコンバータは、前記2つのアナログ信
号の各々を受信するための2つの入力側を有し、前記2
つのアナログ信号の各々は前記微細コンパレータブロッ
クに接続されており、前記粗コンパレータブロックは、
第1のサンプル電圧および第2のサンプル電圧を交互に
同じ基準電圧と比較するコンパレータを有する。本発明
の重要な特徴は、前記アナログ/ディジタルコンバータ
が、前記2つのアナログ信号の各々を受信するための2
つの入力側を有し、前記2つのアナログ信号の各々は前
記微細コンパレータブロックに接続されており、前記粗
コンパレータブロックが、第1のサンプル電圧および第
2のサンプル電圧を交互に同じ基準電圧と比較するコン
パレータを有することである。
【0011】本発明の別の重要な特徴は、粗コンパレー
タブロックのコンパレータが、第1の電圧および第2の
電圧を交互に同じ基準電圧と比較するオートゼロイング
コンパレータであるということである。同様に、2つの
微細コンパレータブロックは、オートゼロイングコンパ
レータによって構成されている。
【0012】本発明はMOS技術を用いるコンバータに
都合良く適用でき、そしてテレビジョンのUおよびV色
度信号を処理するのに用いられる。
【0013】
【実施例】本発明は添付された図面を参照しながら行わ
れる以下の説明を読むことによって、よりよく理解さ
れ、そして他の利点も明らかになるであろう。
【0014】明快さのために、同じ機能を持つ部分はす
べての図において同じ番号がつけられている。
【0015】図3−aは、2つの入力、比較される電圧
のためのVinおよび基準電圧のためのVref、を含む
「オートゼロイング」コンパレータと呼ばれる回路が示
されている。スイッチ15および16によって制御され
る、これら2つの入力はノード17を通して負荷コンデ
ンサ18に接続される。コンデンサ18は,ノード1
9、インバータ20,ノード21および出力22と直列
に接続されている。インバータ20と並列なスイッチ2
3はノード19および21を接続する。オートゼロイン
グ機能は、インバータ20をスレッショールドゾーンV
dd/2、ここにおいてVddは回路に供給される電圧、に
偏向させるスイッチ23の閉結により確実にされ、こう
してこれはコンデンサ18に加えられる電圧にきわめて
高感度とされる。同様な方法によって、図3/bは2つ
の入力電圧Vin1およびVin2を基準電圧Vrefに比較す
るよう拡張されたオートゼロイングコンパレータを示し
ている。(Vin1とVref、およびVin2とVrefの)二重
比較は、スイッチ25,26および27を用いて簡単に
実行できる。
【0016】図4に示さされる実施例においては、2つ
のアナログ信号Vin1およびVin2を持つADCは、2つ
の微細コンパレータブロック31および32を含んでい
る。この発明の重要な特色は、第1コンパレータブロッ
ク31が接続33を通して第1信号Vin1を受け取り、
そして第2コンパレータブロック32が接続34を通し
て第2信号Vin2を受け取ることであり、微細コンパレ
ータブロック31および32は、図3−aにおいて示さ
れた形式の1組のオートゼロイングコンパレータ24に
よって構成される。さらに本発明の別の特色は、変換さ
れるVin1およびVin2である2つのアナログ信号が、図
3−bにおいて示された形式の1組のオートゼロイング
コンパレータ28によって構成される粗コンパレータブ
ロック30に平行に接続されることである。図4の他の
部分4,5,6,7,8および9は、図1におけるそれ
らと同様の機能を持っている。
【0017】図4における本発明によるコンバータ29
は周波数fs/2において動作する二重ADCと等価で
あると見なしている。二重粗比較は、交互的にVin1
refに、そしてVin2をVrefに比較する図3−
bによるコンパレータ28によって構成される粗コンパ
レータブロック30によって確立される。微細比較は、
in1信号に関するコンパレータブロック31およびV
in2信号に関するコンパレータ32とを用いて実行され
る。全体的な変換周波数はfsであるが、しかしVin1
およびVin2のディジタル化された値は周波数fs/2
において出力される。
【0018】本発明によるコンバータ29は、周波数f
sにおける単独のアナログ−ディジタル変換と比較して
補足的な電力消費なしで、fs/2においてこれが2つ
の異なる入力信号を変換するという事実を含む、多くの
利点を有していることは明らかである。更に、コンバー
タの電力消費および寸法の観点におけるこの利点は、3
つのビデオ信号Y、UおよびVの処理のような前に指摘
したようとにおいても達成される。前に説明された形式
の従来技術解決策と比較して、本発明は周辺アナログマ
ルチプレクサに関する必要を除去している。加えて、図
4において説明されたように、本発明によるADCの構
成は、信号Vin1およびVin2の絶縁を確実にさせ、微細
比較は各入力信号に関して独立される。
【0019】本発明は2つの入力信号Vin1およびV
in2を受け入れるアナログ−ディジタルコンバータの
すべての形式に適用することができるが、特にテレビジ
ョン信号の色度信号UおよびVを処理するために用いる
ことができる。
【0020】
【発明の効果】本発明は、既知のコンバータよりも簡単
でそして小さな、そしてより少ないエネルギーを使用す
るコンバータを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来技術によるハーフフラッシュアナログ−デ
ィジタルコンバータノブロック図。
【図2】図1のADCの微細および粗コンパレータブロ
ックの変換サイクルのタイミングを示す図。
【図3】本発明によるアナログ−ディジタルコンバータ
の微細および粗コンパレータブロックを構成する、コン
パレータ装置の例を示す図。
【図4】本発明によるアナログーディジタルコンバータ
の実施例のブロック図。
【符号の説明】
1 粗コンパレータブロック 2、3 微細コンパレータブロック 5、6、7 コ−ダ 8、9 補正回路 17 ノード 18 負荷コンデンサ 19 ノード 20 インバータ 21 ノード 22 出力 23 スイッチ 24 オートゼロイングコンパレータ 25、26、27 スイッチ 28 オートゼロイングコンパレータ 29 コンバータ 30 粗コンパレータブロック 31、32 微細コンパレータブロック 33、34 接続
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 フランシス デロヴァ フランス国 サン ティレール デュ トゥヴェ ロティスマン レ コンベ (番地なし) (72)発明者 ブルーノ ボヌール フランス国 グルノーブル アレ デュ パルク ジョルジュ ポンピドウ 9 レジダンス ル シュヴァリエ 審査官 柳下 勝幸 (56)参考文献 特開 平6−132824(JP,A) 米国特許5345234(US,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H03M 1/00 - 1/88

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 2つのアナログ信(Vin1,Vin
    2)のアナログディジタルコンバータ(29)であっ
    前記アナログ/ディジタルコンバータ(29)は 1つの
    粗コンパレータブロック(30)と2つの微細コンパレ
    ータブロック(31,32)とを有し前記粗コンパレータブロック(30)が、最上位ビット
    (MSB)を決定し、さらに最下位ビット(LSB)を
    決定する前記微細コンパレータブロック(31,32)
    の電圧範囲を選定する形式のアナログ/ディジタルコン
    バータにおいて、 前記アナログ/ディジタルコンバータ(29)は、前記
    2つのアナログ信号(Vin1,Vin2)の各々を受
    信するための2つの入力側を有し、 前記2つのアナログ 信号の各々は前記微細コンパレータ
    ブロック(31,32)に接続されており、 前記粗コンパレータブロック(30)、第1のサンプ
    ル電圧(Vin1)および第2のサンプル電圧(Vin
    2)を交互に同じ基準電圧(Vref)と比較するコン
    パレータ(28)を有することを特徴とするアナログ
    ディジタルコンバータ。
  2. 【請求項2】 前記粗コンパレータブロック(30)の
    コンパレータ(28)は、前記第1の電圧(Vin1)
    および第2の電圧(Vin2)を交互に同じ基準電圧
    (Vref)と比較するオートゼロイングコンパレータ
    (24)である請求項1記載のA/Dコンパレータ
    (29)
  3. 【請求項3】 前記2つの微細コンパレータブロック
    (31,32)は、オートゼロイングコンパレータ(2
    4)によって構成されている請求項1または2記載の
    A/Dコンパレータ(29)
  4. 【請求項4】 前記粗コンパレータブロック(30)の
    コンパレータ(28)は、比較されるべき第1信号
    (Vin1)のための第1入力基準信号(Vre
    f)のための第2入力、比較されるべき第2信号
    (Vin2)のための第3入力から成っており前記入力側の各々 はスイッチ(25,26,27)によ
    って制御され同じノード(17)に接続されており、前記ノード(17)自体は コンデンサ(18)およびイ
    ンバータ(20)に対して直列に接続されており前記
    インバータ(20)の端子(19,21)はスイッチ
    (23)によって連結されている、請求項1から3のい
    ずれか1項記載のA/Dコンパレータ(29)
  5. 【請求項5】 MOS技術を用いて製造される請求項
    から4のいずれか1項記載のA/Dコンパレータ(2
    9)
  6. 【請求項6】 テレビジョン信号の2つのアナログ色度
    信号(U,V)を2つのディジタル信号に変換する、
    求項1から5のいずれか1項記載のA/Dコンパレータ
    (29)
  7. 【請求項7】 前記色度信号(U,V)を処理するため
    の請求項1から6のいずれか1項記載の第1のA/Dコ
    ンパレータ(29)と、明度信号(Y)のための第2の
    A/Dコンパレータモジュールとを有することを特徴と
    するA/Dコンパレータ(29)
  8. 【請求項8】 請求項1から7のいずれか1項記載のA
    /Dコンパレータ(29)を少なくとも1つ有すること
    を特徴とするディジタルテレビジョン装置。
JP12548195A 1994-05-24 1995-05-24 単一のコンバータモジュールを使用する二重入力アナログ−ディジタルコンバータ Expired - Fee Related JP3331276B2 (ja)

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