JP3471256B2 - A / D converter - Google Patents

A / D converter

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JP3471256B2
JP3471256B2 JP17536299A JP17536299A JP3471256B2 JP 3471256 B2 JP3471256 B2 JP 3471256B2 JP 17536299 A JP17536299 A JP 17536299A JP 17536299 A JP17536299 A JP 17536299A JP 3471256 B2 JP3471256 B2 JP 3471256B2
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  • Analogue/Digital Conversion (AREA)

Description

【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変換器に関わる
ものであり、特に比較機を用いたA/D変換器に係るもの
である。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to an A / D converter, and more particularly to an A / D converter using a comparator.

【0002】[0002]

【従来技術の説明】従来、一般的なA/D変換器ではD/A変
換器、比較器、コントローラ回路などから構成されてい
た。従来のA/D変換器では入力された電圧とD/A変換器か
ら出力された電圧を比較器を用いて比較し、その差がな
くなった時点でD/A変換器に入力されていた信号をデジ
タル信号値としていた。比較器としては一般的にMOSFET
の差動増幅器を利用したものが使用されている。
Description of the Related Art Conventionally, a general A / D converter has been composed of a D / A converter, a comparator, a controller circuit, and the like. In the conventional A / D converter, the input voltage and the voltage output from the D / A converter are compared using a comparator, and the signal input to the D / A converter when the difference disappears. Was used as the digital signal value. Generally MOSFET as a comparator
The one using the differential amplifier is used.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来のA/
D変換器では比較器に用いられるMOSFETのしきい値電圧
よりも低い電圧等が入力されると比較器の動作に影響を
及ぼし、デジタル信号値に誤差が生じる恐れがあった。
[Problems to be Solved by the Invention] However, the conventional A /
In the D converter, if a voltage lower than the threshold voltage of the MOSFET used for the comparator is input, the operation of the comparator is affected and there is a risk that an error may occur in the digital signal value.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】前記のような課題を解決
するために本発明の代表的な構成のアナログ/デジタル
変換回路は入力電圧が与えられ、該入力電圧をホールド
するサンプルホールド回路と、コントローラ回路から与
えられたデジタル信号に基づいた電圧値を出力するデジ
タル/アナログ変換器と、サンプルホールド回路にホー
ルドされた入力電圧値とデジタル/アナログ変換器から
出力された電圧値とを比較し、比較結果信号を出力する
第1の比較器と、サンプルホールド回路にホールドされ
た入力電圧値とデジタル/アナログ変換器から出力され
た電圧値とを比較し、比較結果信号を出力する第2の比
較器と、コントローラ回路から出力されるセレクト信号
に基づいて、第1の比較器の比較結果信号あるいは第2
の比較器の比較結果信号を選択的に出力するセレクタ
と、セレクタから与えられる比較結果信号に応じて出力
信号を確定するコントローラ回路とを有することを特徴
とする。
In order to solve the above problems, an analog / digital conversion circuit having a typical configuration of the present invention is provided with an input voltage, and a sample hold circuit for holding the input voltage, Comparing the digital / analog converter that outputs a voltage value based on the digital signal given from the controller circuit with the input voltage value held in the sample hold circuit and the voltage value output from the digital / analog converter, A first comparator that outputs a comparison result signal, and a second comparison that outputs the comparison result signal by comparing the input voltage value held in the sample hold circuit with the voltage value output from the digital / analog converter And the comparison result signal of the first comparator or the second comparison signal based on the select signal output from the controller circuit.
And a controller circuit that selectively outputs the comparison result signal of the comparator and a controller circuit that determines the output signal according to the comparison result signal supplied from the selector.

【0005】[0005]

【発明の実施の形態】(第1の実施の形態)図1は本発
明の第1の実施の形態におけるA/D変換器を示す回路図で
ある。以下図1を用いて本発明の実施の形態について説
明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS (First Embodiment) FIG. 1 is a circuit diagram showing an A / D converter according to a first embodiment of the present invention. An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.

【0006】本発明におけるA/D変換器はコントローラ
回路101、D/A変換器102、サンプルホールド回路103、比
較器104、105、セレクタ106から構成されている。
The A / D converter in the present invention comprises a controller circuit 101, a D / A converter 102, a sample hold circuit 103, comparators 104 and 105, and a selector 106.

【0007】コントローラ回路101からはデジタル信号S
1が出力される。D/A変換器102にはデジタル信号S1が入
力され、デジタル信号S1の値に基づいた電圧V1を出力す
る。サンプルホールド回路103には入力電圧VINが入力さ
れ、この電圧をホールドしている。
From the controller circuit 101, a digital signal S
1 is output. The digital signal S1 is input to the D / A converter 102, and the voltage V1 based on the value of the digital signal S1 is output. The input voltage VIN is input to the sample hold circuit 103 and holds this voltage.

【0008】比較器104の非反転入力端子にはサンプル
ホールド回路103からの電圧VINが入力され、反転入力端
子にはD/A変換器102からの電圧V1が入力されている。比
較器104は非反転入力端子に入力される電圧VINよりも反
転入力端子に入力される電圧V1が低い場合にはHレベル
の比較結果信号を出力し、電圧VINよりも電圧V1が高い
場合にはLレベルの比較結果信号を出力する。
The voltage VIN from the sample hold circuit 103 is input to the non-inverting input terminal of the comparator 104, and the voltage V1 from the D / A converter 102 is input to the inverting input terminal. The comparator 104 outputs an H level comparison result signal when the voltage V1 input to the inverting input terminal is lower than the voltage VIN input to the non-inverting input terminal, and when the voltage V1 is higher than the voltage VIN. Outputs an L level comparison result signal.

【0009】比較器105の非反転入力端子にはサンプル
ホールド回路103からの電圧VINが入力され、反転入力端
子にはD/A変換器102からの電圧V1が入力されている。比
較器105は非反転入力端子に入力される電圧VINよりも反
転入力端子に入力される電圧V1が低い場合にはHレベル
の比較結果信号を出力し、電圧VINよりも電圧V1が高い
場合にはLレベルの比較結果信号を出力する。
The voltage VIN from the sample hold circuit 103 is input to the non-inverting input terminal of the comparator 105, and the voltage V1 from the D / A converter 102 is input to the inverting input terminal. The comparator 105 outputs an H level comparison result signal when the voltage V1 input to the inverting input terminal is lower than the voltage VIN input to the non-inverting input terminal, and when the voltage V1 is higher than the voltage VIN. Outputs an L level comparison result signal.

【0010】セレクタ106はコントローラ回路101からの
セレクト信号SELに基づいて比較器104あるいは比較器10
5のどちらか一方の出力信号を選択し、コントローラ回
路101に出力している。本実施の形態ではセレクト信号S
ELとしてD/A変換器102に入力されるデジタル信号の最上
位ビット(Most Significant Bit)が与えられている。
The selector 106 is based on the select signal SEL from the controller circuit 101, and is output to the comparator 104 or the comparator 10.
Either one of the 5 output signals is selected and output to the controller circuit 101. In this embodiment, the select signal S
The most significant bit of the digital signal input to the D / A converter 102 is given as EL.

【0011】図2は本実施の形態における比較器104を示
す回路図である。比較器104の反転入力端子はNMOSトラ
ンジスタ201のゲート電極で、非反転入力端子はNMOSト
ランジスタ202のゲート電極である。NMOSトランジスタ2
01のゲート電極にD/A変換器102からの電圧V1が入力され
ている。NMOSトランジスタ201のドレインは抵抗となるP
MOSトランジスタ203を介して電源電位Vddに接続されて
いる。NMOSトランジスタ201のソースは定電流源となるN
MOSトランジスタ205を介して接地電位Vssに接続されて
いる。
FIG. 2 is a circuit diagram showing the comparator 104 in the present embodiment. The inverting input terminal of the comparator 104 is the gate electrode of the NMOS transistor 201, and the non-inverting input terminal is the gate electrode of the NMOS transistor 202. NMOS transistor 2
The voltage V1 from the D / A converter 102 is input to the gate electrode of 01. The drain of the NMOS transistor 201 serves as a resistor P
It is connected to the power supply potential Vdd via the MOS transistor 203. The source of the NMOS transistor 201 serves as a constant current source N
It is connected to the ground potential Vss via the MOS transistor 205.

【0012】NMOSトランジスタ202のゲート電極にはサ
ンプルホールド回路103からの電圧VINが入力されてい
る。NMOSトランジスタ202のドレインは抵抗となるPMOS
トランジスタ204を介して電源電位Vddに接続されてい
る。NMOSトランジスタ202のソースは定電流源となるNMO
Sトランジスタ205を介して接地電位Vssに接続されてい
る。
The voltage VIN from the sample hold circuit 103 is input to the gate electrode of the NMOS transistor 202. The drain of the NMOS transistor 202 serves as a resistance PMOS
It is connected to the power supply potential Vdd through the transistor 204. The source of the NMOS transistor 202 is an NMO that serves as a constant current source.
It is connected to the ground potential Vss via the S transistor 205.

【0013】PMOSトランジスタ206のゲート電極はNMOS
トランジスタ202とPMOSトランジスタ204との間のノード
N1に接続されている。PMOSトランジスタ206のソースは
電源電位Vddに接続され、ドレインはNMOSトランジスタ2
07を介して接地電位Vssに接続されている。電圧V1と電
圧VINとの比較結果を出力する出力端子OUTはPMOSトラン
ジスタ206とNMOSトランジスタ207との間に接続される。
The gate electrode of the PMOS transistor 206 is NMOS
Node between transistor 202 and PMOS transistor 204
It is connected to N1. The source of the PMOS transistor 206 is connected to the power supply potential Vdd, and the drain is the NMOS transistor 2
It is connected to the ground potential Vss via 07. An output terminal OUT that outputs the comparison result between the voltage V1 and the voltage VIN is connected between the PMOS transistor 206 and the NMOS transistor 207.

【0014】図3は本実施の形態における比較器105を示
す回路図である。比較器105はPMOSトランジスタ301のゲ
ート電極にD/A変換器102からの電圧V1が入力されてい
る。PMOSトランジスタ301のドレインは抵抗となるNMOS
トランジスタ303を介して接地電位Vssに接続されてい
る。PMOSトランジスタ301のソースは定電流源となるPMO
Sトランジスタ305を介して電源電位Vddに接続されてい
る。
FIG. 3 is a circuit diagram showing the comparator 105 in the present embodiment. In the comparator 105, the voltage V1 from the D / A converter 102 is input to the gate electrode of the PMOS transistor 301. The drain of the PMOS transistor 301 serves as a resistance NMOS
It is connected to the ground potential Vss via the transistor 303. The source of the PMOS transistor 301 is a PMO that serves as a constant current source.
It is connected to the power supply potential Vdd through the S transistor 305.

【0015】PMOSトランジスタ302のゲート電極にはサ
ンプルホールド回路103からの電圧VINが入力されてい
る。PMOSトランジスタ302のドレインは抵抗となるNMOS
トランジスタ304を介して接地電位Vssに接続されてい
る。PMOSトランジスタ302のソースは定電流源となるPMO
Sトランジスタ305を介して電源電位Vddに接続されてい
る。
The voltage VIN from the sample hold circuit 103 is input to the gate electrode of the PMOS transistor 302. The drain of the PMOS transistor 302 is an NMOS that serves as a resistor.
It is connected to the ground potential Vss via the transistor 304. The source of the PMOS transistor 302 is a PMO that serves as a constant current source.
It is connected to the power supply potential Vdd through the S transistor 305.

【0016】NMOSトランジスタ306のゲート電極はPMOS
トランジスタ302とNMOSトランジスタ304との間に接続さ
れている。NMOSトランジスタ306のソースは接地電位Vss
に接続され、ドレインはPMOSトランジスタ307を介して
電源電位Vddに接続されている。電圧V1と電圧VINとの比
較結果を出力する出力端子OUTはNMOSトランジスタ306と
PMOSトランジスタ307との間に接続される。
The gate electrode of the NMOS transistor 306 is a PMOS
It is connected between the transistor 302 and the NMOS transistor 304. The source of the NMOS transistor 306 is the ground potential Vss
The drain is connected to the power supply potential Vdd through the PMOS transistor 307. The output terminal OUT that outputs the comparison result of the voltage V1 and the voltage VIN is the NMOS transistor 306.
It is connected to the PMOS transistor 307.

【0017】以下図1、図2および図3を参照して本発明
のA/D変換器の動作について説明する。
The operation of the A / D converter of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1, 2 and 3.

【0018】入力電圧として電源電位Vddに近い値、例
えば4.5V等が入力されているとする。入力電圧が電源電
位Vddの半分以上であれば、コントロール回路101がD/A
変換器102に出力するデジタル信号の最上位ビットはHレ
ベルである。よってセレクタには選択信号SELとしてHレ
ベルの信号が与えられている。選択信号SELがHレベルの
場合、セレクタ106は比較器104の出力信号をコントロー
ル回路101へと出力する。
It is assumed that a value close to the power supply potential Vdd, such as 4.5 V, is input as the input voltage. If the input voltage is more than half of the power supply potential Vdd, the control circuit 101
The most significant bit of the digital signal output to the converter 102 is H level. Therefore, an H level signal is given to the selector as the selection signal SEL. When the selection signal SEL is at H level, the selector 106 outputs the output signal of the comparator 104 to the control circuit 101.

【0019】以下、比較器104の動作について説明す
る。
The operation of the comparator 104 will be described below.

【0020】非反転入力端子に入力される電圧VINが、
反転入力端子に入力される電圧V1よりも高い場合、NMOS
トランジスタ202により多くの電流が流れる。よってPMO
Sトランジスタ204による電圧降下が大きくなる。NMOSト
ランジスタ202とPMOSトランジスタ204との間のノードN1
の電圧は低くなり、PMOSトランジスタ206がオン状態と
なる。この動作によって、比較結果はHレベルの信号が
出力される。
The voltage VIN input to the non-inverting input terminal is
If it is higher than the voltage V1 input to the inverting input terminal, the NMOS
More current flows through the transistor 202. Therefore PMO
The voltage drop due to the S transistor 204 increases. Node N1 between NMOS transistor 202 and PMOS transistor 204
Becomes low, and the PMOS transistor 206 is turned on. By this operation, the comparison result outputs a signal of H level.

【0021】非反転入力端子に入力される電圧VINが、
反転入力端子に入力される電圧V1よりも低い場合、前述
とは逆の動作となる。NMOSトランジスタ202に流れる電
流が少なくなり、PMOSトランジスタ206もオフ状態とな
る。よって比較結果はLレベルの信号が出力される。以
上が比較器104の動作である。
The voltage VIN input to the non-inverting input terminal is
When the voltage is lower than the voltage V1 input to the inverting input terminal, the operation is the reverse of the above. The current flowing through the NMOS transistor 202 is reduced, and the PMOS transistor 206 is also turned off. Therefore, an L level signal is output as the comparison result. The above is the operation of the comparator 104.

【0022】コントローラ回路101では比較器104からセ
レクタ106を介して入力された比較結果に基づいてデジ
タル信号値を確定する。デジタル信号値を確定するの
は、D/A変換器102から出力された電圧と、入力電圧VIN
がほぼ一致した時点である。
The controller circuit 101 determines the digital signal value based on the comparison result input from the comparator 104 through the selector 106. The digital signal value is determined by the voltage output from the D / A converter 102 and the input voltage VIN.
Is the point when they almost coincide.

【0023】確定したデジタル信号値は出力信号VOUTと
して出力される。
The determined digital signal value is output as the output signal VOUT.

【0024】入力電圧として接地電位Vssに近い値、例
えば0.5V等が入力されているとする。入力電圧が電源電
位Vddの半分以下であれば、コントロール回路101がD/A
変換器102に出力するデジタル信号の最上位ビットはLレ
ベルである。よってセレクタには選択信号SELとしてLレ
ベルの信号が与えられている。選択信号SELがLレベルの
場合、セレクタ106は比較器105の出力信号をコントロー
ラ回路101へと出力する。
It is assumed that a value close to the ground potential Vss, such as 0.5 V, is input as the input voltage. If the input voltage is less than half of the power supply potential Vdd, the control circuit 101
The most significant bit of the digital signal output to the converter 102 is L level. Therefore, an L level signal is given to the selector as the selection signal SEL. When the selection signal SEL is at L level, the selector 106 outputs the output signal of the comparator 105 to the controller circuit 101.

【0025】以下、比較器105の動作について説明す
る。
The operation of the comparator 105 will be described below.

【0026】非反転入力端子に入力される電圧VINが、
反転入力端子に入力される電圧V1よりも高い場合、PMOS
トランジスタ303により多くの電流が流れPMOSトランジ
スタ302に流れる電流は少なくなる。よってNMOSトラン
ジスタ304による電圧降下が小さくなる。PMOSトランジ
スタ302とNMOSトランジスタ304との間のノードの電圧は
接地電位Vssに近くなり、NMOSトランジスタ306がオフ状
態となる。この動作によって、比較結果はHレベルの信
号が出力される。
The voltage VIN input to the non-inverting input terminal is
If the voltage is higher than the voltage V1 input to the inverting input terminal, the PMOS
More current flows through the transistor 303, and less current flows through the PMOS transistor 302. Therefore, the voltage drop due to the NMOS transistor 304 is reduced. The voltage of the node between the PMOS transistor 302 and the NMOS transistor 304 becomes close to the ground potential Vss, and the NMOS transistor 306 is turned off. By this operation, the comparison result outputs a signal of H level.

【0027】非反転入力端子に入力される電圧VINが、
反転入力端子に入力される電圧V1よりも低い場合、前述
とは逆の動作となる。PMOSトランジスタ302に流れる電
流が多くなり、NMOSトランジスタ306もオフ状態とな
る。よって比較結果はLレベルの信号が出力される。以
上が比較器105の動作である。
The voltage VIN input to the non-inverting input terminal is
When the voltage is lower than the voltage V1 input to the inverting input terminal, the operation is the reverse of the above. The current flowing through the PMOS transistor 302 increases, and the NMOS transistor 306 is also turned off. Therefore, an L level signal is output as the comparison result. The above is the operation of the comparator 105.

【0028】コントローラ回路101では比較器105からセ
レクタ106を介して入力された比較結果に基づいてデジ
タル信号値を確定する。デジタル信号値を確定するの
は、D/A変換器102から出力された電圧と、入力電圧VIN
がほぼ一致した時点である。
The controller circuit 101 determines the digital signal value based on the comparison result input from the comparator 105 through the selector 106. The digital signal value is determined by the voltage output from the D / A converter 102 and the input voltage VIN.
Is the point when they almost coincide.

【0029】確定したデジタル信号値は出力信号VOUTと
して出力される。
The determined digital signal value is output as the output signal VOUT.

【0030】このように本実施の形態によれば入力電圧
VINが電源電位Vddに近い範囲では比較器104を用い、入
力電圧VINが接地電位Vssに近い範囲では比較器105を用
いている。
As described above, according to the present embodiment, the input voltage
The comparator 104 is used in the range where VIN is close to the power supply potential Vdd, and the comparator 105 is used in the range where the input voltage VIN is close to the ground potential Vss.

【0031】二つの比較器を用いることにより、MOSト
ランジスタのしきい値に依存せず、正確な比較結果を得
ることが出来る。
By using two comparators, an accurate comparison result can be obtained without depending on the threshold value of the MOS transistor.

【0032】また、本実施の形態では二つの比較器の切
り替えにコントローラ回路から出力される最上位ビット
を用いているので、コントローラ回路側の大きな変更の
必要もない。
Further, in this embodiment, since the most significant bit output from the controller circuit is used for switching between the two comparators, it is not necessary to make a large change on the controller circuit side.

【0033】(第2の実施の形態)図4は本発明の第2の
実施の形態におけるA/D変換器を示す回路図である。以
下図4を用いて本発明の第2の実施の形態について説明す
る。
(Second Embodiment) FIG. 4 is a circuit diagram showing an A / D converter according to a second embodiment of the present invention. The second embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.

【0034】第2の実施の形態におけるA/D変換器はコン
トローラ回路401、D/A変換器402、サンプルホールド回
路403、比較器404、405、セレクタ406、オペアンプ40
7、抵抗408、409から構成されている。
The A / D converter according to the second embodiment is a controller circuit 401, a D / A converter 402, a sample hold circuit 403, comparators 404 and 405, a selector 406, an operational amplifier 40.
7 and resistors 408 and 409.

【0035】コントローラ回路401には比較器405から出
力される比較結果信号および比較器404から出力される
セレクト信号SELが入力される。コントローラ回路401か
らはデジタル信号S1が出力される。
The comparison result signal output from the comparator 405 and the select signal SEL output from the comparator 404 are input to the controller circuit 401. A digital signal S1 is output from the controller circuit 401.

【0036】D/A変換器402にはデジタル信号S1が入力さ
れ、デジタル信号S1の値に基づいた電圧V1を出力する。
サンプルホールド回路403には入力電圧VINが入力され、
この電圧をホールドしている。
The digital signal S1 is input to the D / A converter 402, and the voltage V1 based on the value of the digital signal S1 is output.
The input voltage VIN is input to the sample hold circuit 403,
Holds this voltage.

【0037】比較器404の非反転入力端子にはサンプル
ホールド回路403からの電圧VINが入力され、反転入力端
子には基準電圧であるVrefが入力されている。比較器4
04は非反転入力端子に入力される電圧VINよりも反転入
力端子に入力される電圧Vrefが低い場合にはHレベルの
信号を出力し、電圧VINよりも電圧Vrefが高い場合にはL
レベルの信号を出力する。この信号はセレクト信号SEL
である。
The voltage VIN from the sample hold circuit 403 is input to the non-inverting input terminal of the comparator 404, and the reference voltage Vref is input to the inverting input terminal. Comparator 4
04 outputs an H-level signal when the voltage Vref input to the inverting input terminal is lower than the voltage VIN input to the non-inverting input terminal, and outputs L when the voltage Vref is higher than the voltage VIN.
Output level signal. This signal is the select signal SEL
Is.

【0038】オペアンプ407の非反転入力端子には基準
電圧Vrefが入力されている。反転入力端子には入力電圧
VINが抵抗408を介して接続され、さらにオペアンプ407
の出力電圧VIN'が抵抗409を介して接続されている。こ
の場合オペアンプ407は基準電圧Vrefを仮想の接地電圧
とした反転増幅器として動作する。つまり出力電圧VIN'
は入力電圧VINを基準電圧Vrefを用いてレベル変換した
値であり、オペアンプ407はレベル変換回路と言える。
The reference voltage Vref is input to the non-inverting input terminal of the operational amplifier 407. Input voltage to the inverting input terminal
VIN is connected through resistor 408
Output voltage VIN 'of is connected via a resistor 409. In this case, the operational amplifier 407 operates as an inverting amplifier using the reference voltage Vref as a virtual ground voltage. That is, the output voltage VIN '
Is a value obtained by level-converting the input voltage VIN using the reference voltage Vref, and the operational amplifier 407 can be said to be a level conversion circuit.

【0039】セレクタ406は比較器404からのセレクト信
号SELに基づいて、VINあるいはVIN'のどちらか一方の出
力信号を選択し、比較器405に与える。
The selector 406 selects either the output signal of VIN or VIN 'based on the select signal SEL from the comparator 404, and supplies it to the comparator 405.

【0040】比較器405の非反転入力端子にはセレクタ4
06からの電圧VINあるいはVIN'が入力され、反転入力端
子にはD/A変換器402からの電圧V1入力されている。
The selector 4 is connected to the non-inverting input terminal of the comparator 405.
The voltage VIN or VIN ′ from 06 is input, and the voltage V1 from the D / A converter 402 is input to the inverting input terminal.

【0041】比較器405は非反転入力端子に入力される
電圧VINあるいはVIN'よりも反転入力端子に入力される
電圧V1が低い場合にはHレベルの信号を出力し、非反転
入力端子に入力される電圧VINあるいはVIN'よりも電圧V
1が高い場合にはLレベルの信号を出力する。
The comparator 405 outputs a signal of H level when the voltage VIN input to the non-inverting input terminal or the voltage V1 input to the inverting input terminal is lower than the voltage VIN ′ input to the non-inverting input terminal. The voltage V which is greater than the voltage VIN or VIN '
When 1 is high, the L level signal is output.

【0042】第2の実施の形態における比較器404および
409は第1の実施の形態の比較器104(図2に示した比較
器)と同一のものとする。
Comparator 404 in the second embodiment and
409 is the same as the comparator 104 (the comparator shown in FIG. 2) of the first embodiment.

【0043】以下図4を用いて本実施の形態の動作につ
いて詳細に説明する。
The operation of this embodiment will be described in detail below with reference to FIG.

【0044】本実施の形態においてVdd=5V、基準電圧Vr
efは2.5Vであるとする。
In the present embodiment, Vdd = 5V, reference voltage Vr
It is assumed that ef is 2.5V.

【0045】入力電圧として電源電位Vddに近い値、例
えば4.5V等が入力されているとする。
It is assumed that a value close to the power supply potential Vdd, such as 4.5 V, is input as the input voltage.

【0046】比較器404では基準電圧Vrefよりも入力電
圧VINの方が高いのでHレベルのセレクト信号SELを出力
する。
In the comparator 404, since the input voltage VIN is higher than the reference voltage Vref, the H level select signal SEL is output.

【0047】セレクタ406はHレベルのセレクト信号SEL
に基づいてサンプルホールド回路からの出力電圧VINを
選択する。
The selector 406 is an H level select signal SEL.
The output voltage VIN from the sample hold circuit is selected based on

【0048】比較器409ではD/A変換器からの出力電圧V1
とセレクタからの出力電圧VINを比較し、比較結果をコ
ントローラ回路401へと出力する。
The comparator 409 outputs the output voltage V1 from the D / A converter.
And the output voltage VIN from the selector are compared, and the comparison result is output to the controller circuit 401.

【0049】コントロール回路401では比較器409から入
力された比較結果に基づいてデジタル信号値を確定す
る。デジタル信号値を確定するのは、D/A変換器402から
出力された電圧と、入力電圧VINがほぼ一致した時点で
ある。
The control circuit 401 determines the digital signal value based on the comparison result input from the comparator 409. The digital signal value is determined when the voltage output from the D / A converter 402 and the input voltage VIN substantially match.

【0050】セレクト信号SELとしてHレベルの信号が与
えられていた場合は、確定したデジタル信号を出力信号
VOUTとして出力する。
When an H level signal is given as the select signal SEL, the confirmed digital signal is output signal.
Output as VOUT.

【0051】入力電圧として電源電位Vssに近い値、例
えば0.5V等が入力されているとする。
It is assumed that a value close to the power supply potential Vss, such as 0.5 V, is input as the input voltage.

【0052】比較器404では基準電圧Vrefよりも入力電
圧VINの方が低いのでLレベルのセレクト信号SELを出力
する。
In the comparator 404, since the input voltage VIN is lower than the reference voltage Vref, the L-level select signal SEL is output.

【0053】セレクタ406はLレベルのセレクト信号SEL
に基づいてオペアンプ405からの出力電圧VIN'を選択す
る。
The selector 406 is an L level select signal SEL.
The output voltage VIN ′ from the operational amplifier 405 is selected based on

【0054】オペアンプ407から出力される電圧VIN'は
抵抗408、409が等しい値であれば以下の式により求めら
れる。
The voltage VIN 'output from the operational amplifier 407 can be calculated by the following equation if the resistors 408 and 409 have the same value.

【0055】VIN'=Vref-(VIN-Vref)=2Vref-VIN よってこの場合はVIN'=4.5Vとなる。VIN '= Vref- (VIN-Vref) = 2Vref-VIN Therefore, in this case, VIN '= 4.5V.

【0056】比較器405ではD/A変換器からの出力電圧V1
とセレクタからの出力電圧VIN'を比較し、比較結果をコ
ントローラ回路401へと出力する。
The comparator 405 outputs the output voltage V1 from the D / A converter.
And the output voltage VIN ′ from the selector are compared, and the comparison result is output to the controller circuit 401.

【0057】コントロール回路401では比較器409から入
力された比較結果に基づいてデジタル信号値を確定す
る。デジタル信号値を確定するのは、D/A変換器402から
出力された電圧と、電圧VIN'がほぼ一致した時点であ
る。ただし、ここで確定したデジタル信号はVIN'に対応
する値である。
The control circuit 401 determines the digital signal value based on the comparison result input from the comparator 409. The digital signal value is determined when the voltage output from the D / A converter 402 and the voltage VIN 'substantially match. However, the digital signal determined here is a value corresponding to VIN '.

【0058】そこで、セレクト信号SELとしてLレベルの
信号が与えられていた場合は、出力するデジタル信号VO
UTは確定した信号値を論理反転させた値とする。
Therefore, when the L level signal is given as the select signal SEL, the output digital signal VO
UT is a value obtained by logically inverting the determined signal value.

【0059】具体例として電源電圧Vddを5V、4BITのA/D
変換を考える。上記のVIN=0.5Vの場合、VIN'に対応する
デジタル信号値は「1110」である。これを論理反転させ
て「0001」とすればVINに対応する出力信号VOUTを得る
ことが出来る。
As a specific example, the power supply voltage Vdd is 5 V, and the A / D of 4 BIT
Consider the conversion. In the case of the above VIN = 0.5V, the digital signal value corresponding to VIN ′ is “1110”. If this is logically inverted to "0001", the output signal VOUT corresponding to VIN can be obtained.

【0060】このように第2の実施の形態のA/D変換器に
よれば、コントローラ回路401に比較結果を出力する比
較器405には入力電圧として常にVref以上の電圧が与え
られる。よってデジタル信号値に発生する誤差を低くす
る事が可能である。
As described above, according to the A / D converter of the second embodiment, the comparator 405 that outputs the comparison result to the controller circuit 401 is always supplied with a voltage equal to or higher than Vref. Therefore, it is possible to reduce the error generated in the digital signal value.

【0061】また、比較器405はVref以上の電圧値につ
いてのみ比較すればよく、比較対象となる範囲が小さく
なるのでA/D変換が高速になるという効果も奏する。
Further, the comparator 405 only has to compare the voltage values equal to or higher than Vref, and the range to be compared becomes small, so that the A / D conversion becomes faster.

【0062】(第3の実施の形態)図5は本発明の第3の
実施の形態におけるA/D変換器を示す回路図である。以
下図5を用いて本発明の第3の実施の形態について説明す
る。
(Third Embodiment) FIG. 5 is a circuit diagram showing an A / D converter according to a third embodiment of the present invention. The third embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.

【0063】第3の実施の形態におけるA/D変換器はコン
トローラ回路501、D/A変換器502、サンプルホールド回
路503、比較器504、505、セレクタ506、減算器507から
構成されている。
The A / D converter in the third embodiment comprises a controller circuit 501, a D / A converter 502, a sample hold circuit 503, comparators 504 and 505, a selector 506, and a subtractor 507.

【0064】コントローラ回路501には比較器505から出
力される比較結果信号および比較器504から出力される
セレクト信号SELが入力される。コントローラ回路501か
らはデジタル信号S1が出力される。
The comparison result signal output from the comparator 505 and the select signal SEL output from the comparator 504 are input to the controller circuit 501. A digital signal S1 is output from the controller circuit 501.

【0065】D/A変換器502にはデジタル信号S1が入力さ
れ、デジタル信号S1の値に基づいた電圧V1を出力する。
サンプルホールド回路503には入力電圧VINが入力され、
この電圧をホールドしている。
The digital signal S1 is input to the D / A converter 502, and the voltage V1 based on the value of the digital signal S1 is output.
The input voltage VIN is input to the sample hold circuit 503,
Holds this voltage.

【0066】比較器504の非反転入力端子にはサンプル
ホールド回路503からの電圧VINが入力され、反転入力端
子には基準電圧であるVrefが入力されている。比較器50
4は非反転入力端子に入力される電圧VINよりも反転入力
端子に入力される電圧Vrefが低い場合にはHレベルの信
号を出力し、電圧VINよりも電圧Vrefが高い場合にはLレ
ベルの信号を出力する。この信号はセレクト信号SELで
ある。
The voltage VIN from the sample hold circuit 503 is input to the non-inverting input terminal of the comparator 504, and the reference voltage Vref is input to the inverting input terminal. Comparator 50
4 outputs an H level signal when the voltage Vref input to the inverting input terminal is lower than the voltage VIN input to the non-inverting input terminal, and outputs an L level signal when the voltage Vref is higher than the voltage VIN. Output a signal. This signal is the select signal SEL.

【0067】減算器507の一方の入力端子には基準電圧V
refが入力され、他方の入力端子にはVINが入力されてい
る。減算器507は入力電圧から基準電圧を差し引いた電
圧VIN'=VIN-Vrefを出力している。減算器507は第2の実
施の形態同様レベル変換回路と言える。
The reference voltage V is applied to one input terminal of the subtractor 507.
ref is input and VIN is input to the other input terminal. The subtractor 507 outputs a voltage VIN '= VIN-Vref obtained by subtracting the reference voltage from the input voltage. It can be said that the subtractor 507 is a level conversion circuit as in the second embodiment.

【0068】セレクタ506は比較器504からのセレクト信
号SELに基づいて、VINあるいはVIN'のどちらか一方の出
力信号を選択し、比較器505に与える。
The selector 506 selects either the output signal of VIN or VIN 'based on the select signal SEL from the comparator 504, and supplies it to the comparator 505.

【0069】比較器505の非反転入力端子にはセレクタ5
06からの電圧VINあるいはVIN'が入力され、反転入力端
子にはD/A変換器502からの電圧V1入力されている。
The selector 5 is connected to the non-inverting input terminal of the comparator 505.
The voltage VIN or VIN ′ from 06 is input, and the voltage V1 from the D / A converter 502 is input to the inverting input terminal.

【0070】比較器507は非反転入力端子に入力される
電圧VINあるいはVIN'よりも反転入力端子に入力される
電圧V1が低い場合にはHレベルの信号を出力し、非反転
入力端子に入力される電圧VINあるいはVIN'よりも電圧V
1が高い場合にはLレベルの信号を出力する。
The comparator 507 outputs an H-level signal when the voltage VIN or VIN ′ input to the non-inverting input terminal is lower than the voltage VIN or VIN ′ input to the non-inverting input terminal. The voltage V which is greater than the voltage VIN or VIN '
When 1 is high, the L level signal is output.

【0071】第3の実施の形態における比較器504および
505は第1の実施の形態の比較器105(図3に示した比較
器)と同一のものとする。つまりPMOSトランジスタのゲ
ートに入力信号を受けるタイプとする。
The comparator 504 in the third embodiment and
505 is the same as the comparator 105 (the comparator shown in FIG. 3) of the first embodiment. That is, it is assumed that the gate of the PMOS transistor receives the input signal.

【0072】以下図5を用いて本実施の形態の動作につ
いて詳細に説明する。
The operation of this embodiment will be described in detail below with reference to FIG.

【0073】本実施の形態においてVdd=5V、基準電圧
Vrefは2.5Vであるとする。
In the present embodiment, Vdd = 5V, reference voltage
It is assumed that Vref is 2.5V.

【0074】入力電圧として電源電位Vssに近い値、例
えば0.5V等が入力されているとする。
It is assumed that a value close to the power supply potential Vss, such as 0.5 V, is input as the input voltage.

【0075】比較器504では基準電圧Vrefよりも入力電
圧VINの方が高いのでHレベルのセレクト信号SELを出力
する。
In the comparator 504, since the input voltage VIN is higher than the reference voltage Vref, the H-level select signal SEL is output.

【0076】セレクタ506はHレベルのセレクト信号SEL
に基づいてサンプルホールド回路からの出力電圧VINを
選択する。
The selector 506 is an H level select signal SEL.
The output voltage VIN from the sample hold circuit is selected based on

【0077】比較器505ではD/A変換器502からの出力電
圧V1とセレクタからの出力電圧VINを比較し、比較結果
をコントローラ回路501へと出力する。
The comparator 505 compares the output voltage V1 from the D / A converter 502 with the output voltage VIN from the selector, and outputs the comparison result to the controller circuit 501.

【0078】コントロール回路501では比較器505から入
力された比較結果に基づいてデジタル信号値を確定す
る。デジタル信号値を確定するのは、D/A変換器502から
出力された電圧と、入力電圧VINがほぼ一致した時点で
ある。
The control circuit 501 determines the digital signal value based on the comparison result input from the comparator 505. The digital signal value is determined when the voltage output from the D / A converter 502 and the input voltage VIN substantially match.

【0079】セレクト信号SELとしてHレベルの信号が与
えられていた場合は、確定したデジタル信号を出力信号
VOUTとして出力する。
When an H level signal is given as the select signal SEL, the determined digital signal is output signal.
Output as VOUT.

【0080】入力電圧として電源電位Vddに近い値、例
えば4.5V等が入力されているとする。
It is assumed that a value close to the power supply potential Vdd, such as 4.5 V, is input as the input voltage.

【0081】比較器504では基準電圧Vrefよりも入力電
圧VINの方が低いのでLレベルのセレクト信号SELを出力
する。
In the comparator 504, since the input voltage VIN is lower than the reference voltage Vref, the L level select signal SEL is output.

【0082】セレクタ506はLレベルのセレクト信号SEL
に基づいて減算器505からの出力電圧VIN'を選択する。
The selector 506 is an L level select signal SEL.
The output voltage VIN ′ from the subtractor 505 is selected based on

【0083】よってこの場合はVIN'=2.0Vとなる。Therefore, in this case, VIN ′ = 2.0V.

【0084】比較器505ではD/A変換器からの出力電圧V1
とセレクタからの出力電圧VIN'を比較し、比較結果をコ
ントローラ回路501へと出力する。
The comparator 505 outputs the output voltage V1 from the D / A converter.
And the output voltage VIN ′ from the selector are compared, and the comparison result is output to the controller circuit 501.

【0085】コントロール回路501では比較器505から入
力された比較結果に基づいてデジタル信号値を確定す
る。デジタル信号値を確定するのは、D/A変換器502から
出力された電圧と、電圧VIN'がほぼ一致した時点であ
る。ここで確定したデジタル信号はVIN'に対応する値で
ある。
The control circuit 501 determines the digital signal value based on the comparison result input from the comparator 505. The digital signal value is determined when the voltage output from the D / A converter 502 and the voltage VIN 'substantially match. The digital signal determined here is a value corresponding to VIN '.

【0086】そこで、セレクト信号SELとしてLレベルの
信号が与えられていた場合は、出力するデジタル信号VO
UTは確定した信号値の一部を論理反転させた値とする。
Therefore, when an L level signal is given as the select signal SEL, the digital signal VO to be output is output.
UT is a value obtained by logically inverting a part of the determined signal value.

【0087】具体例として電源電圧Vddを5V、4BITのA/D
変換を考える。上記のVIN=4.5Vの場合、VIN'=2.0Vに対
応するデジタル信号値は「0110」である。最上位ビット
を論理反転させて「1110」とすればVINに対応する出力
信号VOUTを得ることが出来る。同様にセレクト信号SEL
としてLレベルの信号が与えられていた場合は、最上位
ビットを論理反転させて常に正しいデジタル信号値を得
ることが出来る。
As a concrete example, the power supply voltage Vdd is 5 V, and the A / D of 4 BIT is used.
Consider the conversion. In the case of VIN = 4.5V, the digital signal value corresponding to VIN '= 2.0V is "0110". If the most significant bit is logically inverted to be "1110", the output signal VOUT corresponding to VIN can be obtained. Similarly, select signal SEL
When a signal of L level is given as, the most significant bit is logically inverted to always obtain a correct digital signal value.

【0088】このように第3の実施の形態のA/D変換器に
よれば、コントローラ回路501に比較結果を出力する比
較器505には入力電圧として常にVref以下の電圧が与え
られる。よってデジタル信号値に発生する誤差を低くす
る事が可能である。
As described above, according to the A / D converter of the third embodiment, the comparator 505 that outputs the comparison result to the controller circuit 501 is always supplied with a voltage equal to or lower than Vref as an input voltage. Therefore, it is possible to reduce the error generated in the digital signal value.

【0089】また減算器はコンデンサなどで構成できる
ため、より回路面積を縮小できる。
Further, since the subtractor can be composed of a capacitor or the like, the circuit area can be further reduced.

【0090】(第4の実施の形態)図6は本発明の第4の
実施の形態におけるA/D変換器を示す回路図である。以
下図6を用いて本発明の第4の実施の形態について説明す
る。
(Fourth Embodiment) FIG. 6 is a circuit diagram showing an A / D converter according to a fourth embodiment of the present invention. The fourth embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.

【0091】第4の実施の形態におけるA/D変換器はコン
トローラ回路601、D/A変換器602、サンプルホールド回
路603、キャパシタC0〜C4、スイッチSW1〜SW5、比較器6
04から構成されている。
The A / D converter in the fourth embodiment is the controller circuit 601, the D / A converter 602, the sample hold circuit 603, the capacitors C0 to C4, the switches SW1 to SW5, and the comparator 6.
It is composed of 04.

【0092】コントローラ回路601には比較器604から出
力される比較結果信号が入力される。コントローラ回路
601からはデジタル信号S1が出力される。
The comparison result signal output from the comparator 604 is input to the controller circuit 601. Controller circuit
The digital signal S1 is output from 601.

【0093】D/A変換器602にはデジタル信号S1が入力さ
れ、デジタル信号S1の値に基づいた電圧V1を出力する。
The digital signal S1 is input to the D / A converter 602, and the voltage V1 based on the value of the digital signal S1 is output.

【0094】サンプルホールド回路603には入力電圧VIN
が入力され、この電圧をホールドしている。このサンプ
ルホールド回路には入力電圧VINを保持するキャパシタC
0が存在している。
The sample hold circuit 603 has an input voltage VIN
Is input and holds this voltage. This sample-hold circuit has a capacitor C that holds the input voltage VIN.
0 is present.

【0095】比較器の一方の入力端子には入力電圧VIN
がスイッチSW1を介して接続されている。他方の入力端
子には電圧V1がスイッチSW2、SW3を介して接続されてい
る。
The input voltage VIN is applied to one input terminal of the comparator.
Are connected via switch SW1. The voltage V1 is connected to the other input terminal via switches SW2 and SW3.

【0096】キャパシタC1〜C3はC0と同じ容量値のキャ
パシタであり、それぞれSW1と比較器の入力端子の間の
ノードとGNDとの間、スイッチSW2とSW3の間のノードとG
NDとの間、スイッチSW3と比較器の入力端子の間のノー
ドとGNDとの間に接続されている。スイッチSW4、SW5は
それぞれ比較器の入力端子とGNDの間に接続されてい
る。なおここで用いる比較器604は第1の実施の形態にお
ける比較器105(図3に示したもの)と同一とする。
Capacitors C1 to C3 are capacitors having the same capacitance value as C0, and are respectively a node between SW1 and the input terminal of the comparator and GND, a node between switches SW2 and SW3 and a G node.
It is connected between ND and the node between switch SW3 and the input terminal of the comparator and GND. The switches SW4 and SW5 are connected between the input terminal of the comparator and GND, respectively. The comparator 604 used here is the same as the comparator 105 (shown in FIG. 3) in the first embodiment.

【0097】以下に、図6を用いて本発明の第4の実施の
形態の動作について説明する。
The operation of the fourth embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.

【0098】サンプルホールド回路603には入力電圧VIN
が入力され、キャパシタC0がこの電圧をホールドしてい
る。
The input voltage VIN is applied to the sample hold circuit 603.
Is input and the capacitor C0 holds this voltage.

【0099】コントローラ回路601からはデジタル信号S
1が出力される。
From the controller circuit 601, the digital signal S
1 is output.

【0100】D/A変換器602にはデジタル信号S1が入力さ
れ、デジタル信号S1の値に基づいたD/A変換器602の出力
電圧V1を出力する。この時にスイッチSW2がオン状態と
され、キャパシタC2に電圧V1がホールドされる。
The digital signal S1 is input to the D / A converter 602, and the output voltage V1 of the D / A converter 602 based on the value of the digital signal S1 is output. At this time, the switch SW2 is turned on and the voltage V1 is held in the capacitor C2.

【0101】その後、キャパシタC0には新たな電荷が供
給されない状態、つまりサンプルホールド回路内でのキ
ャパシタC0へとつながるスイッチ(図示しない)が開放
状態となった後で、スイッチSW1をオン状態にする。す
ると入力電圧VINが分圧された状態となり、キャパシタC
1の電極間の電圧はVIN/2となる。
After that, after a new charge is not supplied to the capacitor C0, that is, after the switch (not shown) connected to the capacitor C0 in the sample hold circuit is opened, the switch SW1 is turned on. . Then, the input voltage VIN is divided and the capacitor C
The voltage between electrodes 1 is VIN / 2.

【0102】これとほぼ同時期にスイッチSW2を開放状
態としスイッチSW3をオン状態とすることでD/A変換器60
2の出力電圧V1は分圧され、キャパシタC3の電極間の電
圧はV1/2となる。
At about the same time as this, the switch SW2 is opened and the switch SW3 is turned on, whereby the D / A converter 60
The output voltage V1 of 2 is divided, and the voltage between the electrodes of the capacitor C3 becomes V1 / 2.

【0103】比較器604のそれぞれの入力端子にはVIN/
2、V1/2の電圧が入力され、この値の比較を行うことで
最終的なデジタル信号値を決定する。
VIN / is applied to each input terminal of the comparator 604.
2. The voltage of V1 / 2 is input, and the final digital signal value is determined by comparing this value.

【0104】比較結果が確定した状態でスイッチSW4、S
W5がオン状態となり、ホールドされていた電圧を逃が
す。その後、次のアナログ信号値をサンプルホールド回
路は読み込み、以下同様の動作を繰り返す。
With the comparison result confirmed, the switches SW4, S
W5 turns on and releases the held voltage. After that, the sample and hold circuit reads the next analog signal value, and the same operation is repeated thereafter.

【0105】このように第4の実施の形態のA/D変換器に
よれば、コントローラ回路601に比較結果を出力する比
較器606には入力電圧として常に半分の値に変換されて
いる。
As described above, according to the A / D converter of the fourth embodiment, the input voltage of the comparator 606 that outputs the comparison result to the controller circuit 601 is always converted into a half value.

【0106】つまり第4の実施の形態ではキャパシタC0
〜C3を用いることによって入力電圧VINおよびD/A変換器
の出力電圧ともにレベル変換されている。
That is, in the fourth embodiment, the capacitor C0
By using C3, both the input voltage VIN and the output voltage of the D / A converter are level-converted.

【0107】よって図3に示すような比較器を用いれ
ば、比較器は常に安定に動作し、デジタル信号値に発生
する誤差を低くする事が可能である。
Therefore, if the comparator as shown in FIG. 3 is used, the comparator always operates stably and the error generated in the digital signal value can be reduced.

【0108】またスイッチSW2がオフ状態である間はD/A
変換器602を動作させないように設定すれば消費電力を
低くする事が可能である。
While the switch SW2 is off, D / A
It is possible to reduce power consumption by setting the converter 602 so that it does not operate.

【0109】[0109]

【0110】[0110]

【0111】[0111]

【0112】[0112]

【0113】[0113]

【0114】[0114]

【0115】[0115]

【0116】[0116]

【0117】[0117]

【0118】[0118]

【0119】[0119]

【0120】[0120]

【0121】[0121]

【0122】比較器には同様の変換を施した入力電圧が
与えられるので変換誤差も小さくなる。
Since the comparator is supplied with the input voltage subjected to the similar conversion, the conversion error is reduced.

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

【図1】本発明の第1の実施の形態の回路図を示す。FIG. 1 shows a circuit diagram of a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明における比較器の回路図を示す。FIG. 2 shows a circuit diagram of a comparator in the present invention.

【図3】本発明における比較器の回路図を示す。FIG. 3 shows a circuit diagram of a comparator in the present invention.

【図4】本発明の第2の実施の形態の回路図を示す。FIG. 4 shows a circuit diagram of a second embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第3の実施の形態の回路図を示す。FIG. 5 shows a circuit diagram of a third embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第4の実施の形態の回路図を示す。FIG. 6 shows a circuit diagram of a fourth embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101,401,501,601・・・コントローラ回
路 102,402,502,602・・・D/A変換器 103,403,503,603・・・サンプルホール
ド回路 104,105・・・比較器 106・・・セレクタ
101, 401, 501, 601 ... Controller circuit 102, 402, 502, 602 ... D / A converter 103, 403, 503, 603 ... Sample and hold circuit 104, 105 ... Comparator 106. ··selector

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 入力電圧が与えられ、該入力電圧をホー
ルドするサンプルホールド回路と、 与えられたデジタル信号に基づいた電圧を出力するデジ
タル/アナログ変換器と、 前記サンプルホールド回路にホールドされた入力電圧と
基準電圧とを比較し、セレクト信号を出力する第1の比
較器と、 前記サンプルホールド回路にホールドされた入力電圧
を、基準電圧を用いてレベル変換させた電圧を出力する
レベル変換回路と、 前記第1の比較器から出力されるセレクト信号に基づい
て、前記サンプルホールド回路にホールドされた入力電
圧あるいは前記レベル変換回路の出力電圧を選択的に出
力するセレクタと、電源電圧と接地電圧とが供給され、 前記セレクタから与
えられた電圧と前記デジタル/アナログ変換器から出力
された電圧とを比較し、比較結果として該電源電圧ある
いは該接地電圧に基づく電圧を有する比較結果信号を出
する第2の比較器と、 前記第2の比較器から与えられる前記比較結果信号に応
じて、前記デジタル/アナログ変換器へ与えられる前記
デジタル信号を出力するコントローラと、 を有し、前記基準電圧として前記第2の比較器を構成す
るMOSトランジスタのしきい値電圧を超えた電圧が用
いられ、前記セレクタが選択的に出力する電圧を、前記
基準電圧と前記しきい値電圧を超えた側の固定電圧とし
て前記電源電圧あるいは前記接地電圧との間の範囲の電
圧となるようにして、前記セレクト信号の電圧レベルに
応じて前記デジタル信号に対して論理反転することを特
徴とするアナログ/デジタル変換回路。
1. A sample-hold circuit which receives an input voltage and holds the input voltage, a digital / analog converter which outputs a voltage based on a supplied digital signal, and an input which is held by the sample-hold circuit. A first comparator that compares the voltage with a reference voltage and outputs a select signal; and a level conversion circuit that outputs a voltage obtained by level-converting the input voltage held by the sample hold circuit using the reference voltage. A selector for selectively outputting the input voltage held in the sample-hold circuit or the output voltage of the level conversion circuit based on a select signal output from the first comparator; a power supply voltage and a ground voltage; the ratio and the logic circuit and a voltage outputted to the voltage applied from said selector from said digital / analog converter And, there is the power supply voltage as the comparison result
Or a second comparator that outputs a comparison result signal having a voltage based on the ground voltage; and a comparator that is supplied to the digital / analog converter in response to the comparison result signal supplied from the second comparator. A controller that outputs a digital signal, and configures the second comparator as the reference voltage.
Voltage exceeding the threshold voltage of the MOS transistor
The voltage selectively output by the selector is
Fixed voltage on the side that exceeds the reference voltage and the threshold voltage
Voltage in the range between the power supply voltage and the ground voltage.
The analog / digital conversion circuit is characterized in that it is logically inverted with respect to the digital signal according to the voltage level of the select signal.
【請求項2】 前記レベル変換回路は、前記入力電圧
を、該入力電圧より高い電圧に変換するオペアンプから
構成され、前記論理反転は前記ディジタル信号の全ての
ビットに対して行うことを特徴とする請求項1記載のア
ナログ/デジタル変換回路。
2. The level conversion circuit, wherein the input voltage
From an operational amplifier that converts the voltage to a voltage higher than the input voltage
The logical inversion of all of the digital signals.
The operation according to claim 1, wherein the operation is performed for each bit.
Analog / digital conversion circuit.
【請求項3】 前記レベル変換回路は、前記入力電圧
を、該入力電圧より低い電圧に変換する減算器から構成
され、前記論理反転は前記ディジタル信号の最上位ビッ
トに対して行うことを特徴とする請求項1記載のアナロ
グ/デジタル変換回路。
3. The input voltage of the level conversion circuit
Is composed of a subtractor for converting the voltage into a voltage lower than the input voltage
And the logical inversion is the most significant bit of the digital signal.
An analog according to claim 1, characterized in that
Digital / digital conversion circuit.
【請求項4】 入力電圧が与えられ、該入力電圧をホー
ルドする第1のホールド回路と、 与えられたデジタル信号に基づいたアナログ信号を出力
するデジタル/アナログ変換器と、 第1のスイッチを介して前記第1のホールド回路と電気
的に接続され、該第1のスイッチを導通状態とすること
で、該第1のホールド回路にホールドされた入力電圧を
分圧して第1の分圧電圧を生成する第1のレベル変換回
路と、 第2のスイッチを介して前記アナログ信号を受信し、該
アナログ信号が持つ電圧をホールドする第2のホールド
回路と、 第3のスイッチを介して前記第2のホールド回路と電気
的に接続され、該第3のスイッチを導通状態とすること
で、前記第2のホールド回路にホールドされた電圧を分
圧して第2の分圧電圧を生成する第2のレベル変換回路
と、 前記第1の分圧電圧と前記第2の分圧電圧とを比較し、
比較結果としての比較結果信号を出力する比較器と、 前記比較器から与えられる前記比較結果信号に応じて、
前記デジタル/アナログ変換器へ与えられる前記デジタ
ル信号を出力するコントローラと、 を有し、前記第1の分圧電圧と前記第2の分圧電圧はそ
れぞれ、前記比較器を構成するMOSトランジスタのし
きい値電圧を超えた電圧であることを特徴とするアナロ
グ/デジタル変換回路。
4. A first hold circuit which receives an input voltage and holds the input voltage, a digital / analog converter which outputs an analog signal based on the supplied digital signal, and a first switch. Is electrically connected to the first hold circuit and makes the first switch conductive, thereby dividing the input voltage held by the first hold circuit to generate the first divided voltage. A second hold circuit that receives the analog signal through a first level conversion circuit that generates the second switch and a voltage that the analog signal has, and a second hold circuit that holds the voltage of the analog signal through the second switch. Is electrically connected to the second hold circuit and makes the third switch conductive to divide the voltage held by the second hold circuit to generate a second divided voltage. Les Compares the Le converter circuit, said first divided voltage and a second divided voltage,
A comparator that outputs a comparison result signal as a comparison result, according to the comparison result signal given from the comparator,
The digital / and a controller for outputting the digital signal supplied to the analog converter, have a, the first divided voltage and the second divided voltage is its
Each of the MOS transistors constituting the comparator is
An analog / digital conversion circuit characterized by a voltage exceeding a threshold voltage .
【請求項5】 前記第1のレベル変換回路は前記第1の
分圧電圧をホールドするための第1のキャパシタを有す
るとともに、該第1のキャパシタがホールドした該第1
の分圧電圧を逃がす第4のスイッチを有し、前記第2の
レベル変換回路は前記第2の分圧電圧をホールドするた
めの第2のキャパシタを有するとともに、該第2のキャ
パシタがホールドした該第2の分圧電圧を逃がす第5の
スイッチを有することを特徴とする請求項4記載のアナ
ログ/デジタル変換回路。
5. The first level conversion circuit includes the first level conversion circuit.
Has a first capacitor for holding the divided voltage
And the first capacitor held by the first capacitor
A fourth switch for releasing the divided voltage of
The level conversion circuit holds the second divided voltage.
Has a second capacitor for
The fifth that releases the second divided voltage held by Pashita
The analog according to claim 4, further comprising a switch.
Log / digital conversion circuit.
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