JP5115360B2 - AD conversion circuit and receiving circuit - Google Patents

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Description

本発明は、チップ内の複数の回路ブロック間での信号伝送、あるいはLSIチップ間の信号伝送、ボード間や筐体間の信号伝送を行う高速な送受信システムで使用されるAD(アナログ−デジタル)変換回路およびそのようなAD変換回路を含む受信回路に関する。   The present invention is an AD (analog-digital) used in a high-speed transmission / reception system that performs signal transmission between a plurality of circuit blocks in a chip, signal transmission between LSI chips, signal transmission between boards or between cases. The present invention relates to a conversion circuit and a reception circuit including such an AD conversion circuit.

高速のAD変換回路が広く使用されている。AD変換回路にはさまざまなタイプがあるが、一般にギガビット/秒の高速信号伝送で使用できるAD変換回路の一つとしてフラッシュ型が用いられる。   High-speed AD conversion circuits are widely used. Although there are various types of AD conversion circuits, a flash type is generally used as one of AD conversion circuits that can be used for high-speed signal transmission of gigabit / second.

図1は、フラッシュ型AD変換回路の基本構成を示す図である。図1に示すように、フラッシュ型AD変換回路は、VrefH発生回路11の出力する高側の基準電位VrefHとVrefL発生回路12の出力する低側の基準電位VrefLの間に抵抗列(ラダー抵抗)13を設けて、抵抗の接続ノードに、基準電位を分割した複数のリファレンス電圧を発生する。複数のコンパレータ14は、それぞれ入力信号の電圧(入力電圧)Viと各リファレンス電圧を比較する。Viがあるリファレンス電圧より小さければ、そのリファレンス電圧と比較するコンパレータ14より上位側のコンパレータの出力は”0”になり、そのコンパレータ14を含む下位側のコンパレータの出力は”1”になる、所謂温度計(thermometer)形式であり、複数のコンパレータ14の出力をエンコーダ15でコード化するとViのレベルに応じたバイナリィ形式の出力データが得られる。NビットのAD変換回路の場合、2N−1個のコンパレータが必要である。例えば、5ビットのAD変換回路は、32レベルを表すコードを出力し、31(2−1)個のコンパレータを必要とする。なお、図1では、1番目と最終のリファレンス電圧を、VrefL12とVrefH11の出力する基準電位としているが、ラダー抵抗13の両端のVrefH11およびVrefL12との間に抵抗を設けて、1番目と最終のリファレンス電圧を、VrefL12とVrefH11の出力する基準電位と異ならせる場合もある。また、図示していないが、後述するようにコンパレータ49にはアンプが含まれる。非特許文献1は、AD変換回路のエンコーダの構成を記載している。 FIG. 1 is a diagram showing a basic configuration of a flash AD converter circuit. As shown in FIG. 1, the flash type AD converter circuit includes a resistor string (ladder resistance) between a high-side reference potential VrefH output from the VrefH generation circuit 11 and a low-side reference potential VrefL output from the VrefL generation circuit 12. 13 is provided to generate a plurality of reference voltages obtained by dividing the reference potential at the connection node of the resistors. The plurality of comparators 14 respectively compare the voltage (input voltage) Vi of the input signal and each reference voltage. If Vi is lower than a certain reference voltage, the output of the comparator on the higher side than the comparator 14 to be compared with the reference voltage is “0”, and the output of the lower side comparator including the comparator 14 is “1”. When the outputs of a plurality of comparators 14 are encoded by an encoder 15 in the form of a thermometer, binary-format output data corresponding to the level of Vi can be obtained. In the case of an N-bit AD converter circuit, 2 N -1 comparators are required. For example, a 5-bit AD converter circuit outputs a code representing 32 levels and requires 31 (2 5 -1) comparators. In FIG. 1, the first and final reference voltages are the reference potentials output from VrefL12 and VrefH11. However, resistors are provided between VrefH11 and VrefL12 at both ends of the ladder resistor 13 to provide the first and final reference voltages. The reference voltage may be different from the reference potential output by VrefL12 and VrefH11. Although not shown, the comparator 49 includes an amplifier as will be described later. Non-Patent Document 1 describes the configuration of an encoder of an AD conversion circuit.

図2は、高速のフラッシュ型AD変換回路の使用例を示す図であり、高速な信号伝送システムの概略構成を示す。図2に示すように、信号伝送システムは、送信回路51と、伝送線路52と、受信回路53と、を有する。送信回路51では、低速のパラレルデータをマルチプレクサ(MUX)61にてシリアルデータに変換し、伝送線路52の特性インピーダンスと同じ出力インピーダンスを有するドライバ(Driver)62により、シリアルデータを伝送線路52に出力する。シリアルデータは、伝送線路52を介して受信回路53に入力される。受信回路53で受信される入力受信波形は、伝送線路52の特性により劣化する。具体的には、高周波数成分が損失して波形に鈍りが生じる。   FIG. 2 is a diagram showing an example of use of a high-speed flash AD conversion circuit, and shows a schematic configuration of a high-speed signal transmission system. As shown in FIG. 2, the signal transmission system includes a transmission circuit 51, a transmission line 52, and a reception circuit 53. In the transmission circuit 51, low-speed parallel data is converted to serial data by a multiplexer (MUX) 61, and serial data is output to the transmission line 52 by a driver (Driver) 62 having the same output impedance as the characteristic impedance of the transmission line 52. To do. The serial data is input to the receiving circuit 53 via the transmission line 52. The input reception waveform received by the reception circuit 53 is deteriorated due to the characteristics of the transmission line 52. Specifically, the high frequency component is lost and the waveform becomes dull.

送信されるデータは、”0”と”1”の2値データであり、伝送線路52での劣化が小さい場合には、下側に”0”と”1”の列で示すシリアルデータに対する入力受信波形は、図3(A)に示すような信号波形となる。この受信信号波形であれば、破線で示したレベルに閾値レベルを設定してコンパレータで判定することにより、受信したデータを正しく再生することができる。   The data to be transmitted is binary data of “0” and “1”, and when the deterioration in the transmission line 52 is small, input to the serial data indicated by the columns of “0” and “1” on the lower side The received waveform is a signal waveform as shown in FIG. With this received signal waveform, the received data can be correctly reproduced by setting the threshold level to the level indicated by the broken line and determining with the comparator.

しかし、伝送線路2が長い場合や送信データの周波数(データレート)が非常に高くなった場合には、伝送線路52での劣化が大きくなり、下側に”0”と”1”の列で示すシリアルデータに対する入力受信波形は、図3(B)に示すような受信信号波形となる。このような受信信号波形の場合、1個のコンパレータで判定したのでは、受信したデータを正しく再生することはできない。そこで、図3(B)のように、受信データのクロックに応じて信号レベルを検出して、それから受信したデータを正しく再生することが行われる。   However, when the transmission line 2 is long or when the frequency (data rate) of transmission data becomes very high, the deterioration in the transmission line 52 becomes large, and the rows of “0” and “1” are on the lower side. The input reception waveform for the serial data shown is a reception signal waveform as shown in FIG. In the case of such a received signal waveform, the received data cannot be correctly reproduced if it is determined by one comparator. Therefore, as shown in FIG. 3B, the signal level is detected according to the clock of the received data, and the data received therefrom is reproduced correctly.

そのため、図2に示すように、受信回路53は、入力部分に配置したAD変換回路(ADC)71により、受信信号(アナログ波形)をサンプリングし、デジタル化を行う。等価回路(EQ)72は、AD変換回路71の出力を、伝送線路による波形劣化を補償するように波形整形(等化処理)を行う。等化回路については、特許文献1などに記載されている。整形された受信データは0/1判定されて、その判定結果がラッチ(Decision Latch)およびデマルチプレクサ(Demultiplexer)(D/L DMUX)73により、シリアルデータからパラレルデータに変換される。AD変換回路71でのサンプリングおよび等化回路72での処理のためにクロック信号が必要である。クロック再生(Clock Recovery)回路(CRU)74は、等化回路72の出力する受信データからデータクロックを再生する。なお、以下に説明する受信回路でも、CRU74が設けられているが、簡略化のために説明および図示は省略する。   Therefore, as shown in FIG. 2, the receiving circuit 53 samples the received signal (analog waveform) by the AD conversion circuit (ADC) 71 arranged in the input portion and digitizes it. The equivalent circuit (EQ) 72 performs waveform shaping (equalization processing) on the output of the AD conversion circuit 71 so as to compensate for waveform deterioration due to the transmission line. The equalizer circuit is described in Patent Document 1 and the like. The shaped received data is determined to be 0/1, and the determination result is converted from serial data to parallel data by a latch (Decision Latch) and a demultiplexer (D / L DMUX) 73. A clock signal is required for sampling in the AD conversion circuit 71 and processing in the equalization circuit 72. A clock recovery circuit (CRU) 74 recovers a data clock from the received data output from the equalization circuit 72. Note that the CRU 74 is also provided in the receiving circuit described below, but the description and illustration are omitted for the sake of simplicity.

等化回路72で等化処理が正しく行えるためには、AD変換回路71が適切な入力信号の範囲(入力量子化範囲)、動作速度および分解能(ビット数)とを有している必要がある。そのため、受信回路53で受信した信号波形(アナログ信号)の電圧の最大値(ピーク値)と最小値(ボトム値)を検出するピーク・ボトム検出回路を設け、図1のAD変換回路VrefH発生回路11およびVrefL発生回路12の発生する電圧を調整することにより、入力信号の電圧範囲をすべて量子化可能にすることが行われている。   In order for the equalization circuit 72 to perform equalization correctly, the AD conversion circuit 71 needs to have an appropriate input signal range (input quantization range), operation speed, and resolution (number of bits). . Therefore, a peak / bottom detection circuit for detecting the maximum value (peak value) and minimum value (bottom value) of the voltage of the signal waveform (analog signal) received by the reception circuit 53 is provided, and the AD conversion circuit VrefH generation circuit of FIG. 11 and the voltage generated by the VrefL generation circuit 12 are adjusted so that the entire voltage range of the input signal can be quantized.

一方、AD変換回路の動作速度および分解能、言い換えればAD変換回路のスルーレートとビット数は、アプリケーションに応じて設定される。例えば、図2に示すような信号伝送システムのアプリケーションでは、データレートがそれぞれ定義されており、アプリケーションごとに最適なスルーレートおよびビット数のAD変換回路を設計または選定するのが一般的であった。具体的には、送信回路の信号波形、伝送線路の周波数特性(インパルスレスポンス特性)、AD変換回路の感度、等化回路の損失補償性能(達成SNR)などを考慮して、シミュレーションによりデータレートを求めるのが一般的であり、シミュレーション結果に基づいて適切なスルーレートおよびビット数のAD変換回路を選定している。   On the other hand, the operation speed and resolution of the AD converter circuit, in other words, the slew rate and the number of bits of the AD converter circuit are set according to the application. For example, in the application of the signal transmission system as shown in FIG. 2, the data rate is defined respectively, and it is common to design or select an AD conversion circuit having an optimum slew rate and number of bits for each application. . Specifically, considering the signal waveform of the transmission circuit, the frequency characteristics (impulse response characteristics) of the transmission line, the sensitivity of the AD converter circuit, the loss compensation performance (achieved SNR) of the equalization circuit, the data rate is determined by simulation. Generally, an AD conversion circuit having an appropriate slew rate and number of bits is selected based on a simulation result.

図1に示したように、フラッシュ型AD変換回路は、同じビット数の他のタイプのAD変換回路に比べてコンパレータの個数が多く、nビットとすると、約2n−1個のコンパレータが必要である。例えば、5ビットの場合には、31個のコンパレータが必要である。フラッシュ型AD変換回路におけるコンパレータの個数mとビット数nの関係は、次の式(1)で表される。 As shown in FIG. 1, the flash type AD converter circuit has a larger number of comparators than other types of AD converter circuits having the same number of bits, and if n bits are used, about 2 n -1 comparators are required. It is. For example, in the case of 5 bits, 31 comparators are required. The relationship between the number m of comparators and the number n of bits in the flash AD converter circuit is expressed by the following equation (1).

n=log(m+1)/log2 (1)
従来のフラッシュ型AD変換回路では、設けられたコンパレータを最大限に使用して対応するビット数の分解能が得られるようにしていた。すなわち、コンパレータの個数とビット数は式(1)で表される関係を有していた。
n = log (m + 1) / log2 (1)
In the conventional flash type AD converter circuit, the resolution of the corresponding number of bits is obtained by using the provided comparator to the maximum. That is, the number of comparators and the number of bits have a relationship represented by Expression (1).

また、時間を異ならせてAD変換回路で発生するリファレンス電圧の範囲を切り替えて、コンパレータの個数に対応するビット数以上の分解能が得られるようにすることも行われている。言い換えれば、時間分割により分解能を向上する方式である。この場合に得られるビット数n’は、上記のnより大きくなる。すなわちn’>nである。   In addition, it is possible to obtain a resolution higher than the number of bits corresponding to the number of comparators by switching the range of reference voltages generated in the AD converter circuit at different times. In other words, the resolution is improved by time division. The number of bits n ′ obtained in this case is larger than the above n. That is, n '> n.

特許文献2は、時間を異ならせて複数回の判定を行い、複数回の判定結果に基づいてコード化することにより、雑音の影響を低減するAD変換回路を記載している。言い換えれば、特許文献2は時間分割により分解能を向上する方式を記載している。   Patent Document 2 describes an AD converter circuit that reduces the influence of noise by performing a plurality of determinations at different times and coding based on the determination results of a plurality of times. In other words, Patent Document 2 describes a method for improving resolution by time division.

特許文献3は、フラッシュ型AD変換回路のコンパレータを構成する差動MOSFETのドレインに複数組の負荷MOSFETを設け、前後のコンパレータの出力を複数組の負荷MOSFETのゲートに印加することで、アベレージングにより高性能化したAD変換回路を記載している。特許文献3は、コンパレータ列の両側にダミーコンパレータを設けることも記載しているが、ダミーコンパレータは検出範囲外のリファレンス電圧が印加されるので出力は常に一定となり、実質的にはコンパレータとして動作しない。従って、特許文献3に記載されたフラッシュ型AD変換回路では、ダミーコンパレータを除く実質的にコンパレータとして動作するコンパレータの個数と、AD変換回路のビット数は上記の(1)の式を満たす。   In Patent Document 3, multiple sets of load MOSFETs are provided at the drains of the differential MOSFETs constituting the comparator of the flash AD converter circuit, and the outputs of the front and rear comparators are applied to the gates of the multiple sets of load MOSFETs, thereby averaging. Describes an AD conversion circuit with higher performance. Patent Document 3 also describes that dummy comparators are provided on both sides of the comparator row. However, since the reference voltage outside the detection range is applied to the dummy comparator, the output is always constant and does not substantially operate as a comparator. . Therefore, in the flash type AD converter circuit described in Patent Document 3, the number of comparators that substantially operate as comparators excluding the dummy comparator and the number of bits of the AD converter circuit satisfy the above formula (1).

特許文献4は、各レベルの量子化幅を外部から設定可能なAD変換回路を記載している。   Patent Document 4 describes an AD conversion circuit that can set the quantization width of each level from the outside.

特開2000−224080号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2000-22240 特開平6−112827号公報Japanese Patent Laid-Open No. 6-112825 特開2004−194138号公報JP 2004-194138 A 特開2002−217733号公報JP 2002-217733 A Syed Masood Ali, Rabin Raut, Mohamad Sawan "Digital Encoders for Gigh Speed Falsh-ADCs: Modeling and Coparison" 1-4244-0417-7/06 IEEESyed Masood Ali, Rabin Raut, Mohamad Sawan "Digital Encoders for Gigh Speed Falsh-ADCs: Modeling and Coparison" 1-4244-0417-7 / 06 IEEE

上記のように、nビットフラッシュ型AD変換回路の出力データのビット数nとコンパレータの個数mは、実質的に上記の式(1)を満たしていた。   As described above, the number of bits n of output data and the number of comparators m of the n-bit flash AD converter circuit substantially satisfy the above formula (1).

しかし、近年、信号電圧は小さくなり、AD変換回路のビット数は増加しており、量子化幅が非常に小さくなっている。このため、リファレンス電圧を発生するラダー抵抗の精度、コンパレータの精度に対する要求も厳しくなっている。   However, in recent years, the signal voltage has decreased, the number of bits of the AD converter circuit has increased, and the quantization width has become very small. For this reason, the requirements for the accuracy of the ladder resistor that generates the reference voltage and the accuracy of the comparator are becoming strict.

実施形態のフラッシュ型のAD変換回路は、複数のコンパレータの個数が、出力データにより表される電圧レベル数から1減じた個数より多く、演算回路は、信号の電圧レベルの少なくとも一部を、複数のコンパレータの比較結果に基づいて決定する。   In the flash type AD converter circuit of the embodiment, the number of the plurality of comparators is larger than the number obtained by subtracting 1 from the number of voltage levels represented by the output data, and the arithmetic circuit outputs at least a part of the voltage level of the signal. It is determined based on the comparison result of the comparator.

実施形態のフラッシュ型のAD変換回路では、出力データにより表される電圧レベル数を決定するのに必要な個数より多くのコンパレータが存在しているので、少なくとも一部のレベルについては、各レベルを複数個のコンパレータの判定結果で判定する。これにより、少なくとも一部のレベルについての判定の精度を向上して、AD変換処理の精度を向上できる。   In the flash type AD converter circuit of the embodiment, since there are more comparators than the number required to determine the number of voltage levels represented by the output data, at least some of the levels are set to each level. Judgment is made based on judgment results of a plurality of comparators. Thereby, the accuracy of determination for at least some levels can be improved, and the accuracy of AD conversion processing can be improved.

以下、実施形態を添付の図面を参照して説明する。   Hereinafter, embodiments will be described with reference to the accompanying drawings.

図4は、第1実施形態のAD変換回路の構成を示す図である。第1実施形態のAD変換回路は、アナログ信号Viの電圧をNビットのデジタルデータに変換する。図1の従来のフラッシュ型AD変換回路との比較から明らかなように、第1実施形態のAD変換回路では、従来例のコンパレータ14の列が、コンパレータユニット21−1、…、21−m−121−mで置き換えられていることが異なり、ほかの部分(VrefH発生回路11、VrefL発生回路12、ラダー抵抗13およびエンコーダ15)は従来例と同じである。従って、ラダー抵抗13はm個のリファレンス電圧を発生する。   FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration of the AD conversion circuit according to the first embodiment. The AD converter circuit of the first embodiment converts the voltage of the analog signal Vi into N-bit digital data. As is clear from the comparison with the conventional flash type AD converter circuit of FIG. 1, in the AD converter circuit of the first embodiment, the columns of the comparators 14 of the conventional example include comparator units 21-1,. The other parts (VrefH generation circuit 11, VrefL generation circuit 12, ladder resistor 13 and encoder 15) are the same as in the conventional example. Accordingly, the ladder resistor 13 generates m reference voltages.

各コンパレータユニット21は、3個のコンパレータ22と、3個のコンパレータ22の判定結果からそのレベル値を決定するレベル値決定回路23と、を有する。   Each comparator unit 21 includes three comparators 22 and a level value determination circuit 23 that determines the level value from the determination results of the three comparators 22.

3個のコンパレータ22は、同一のリファレンス電圧と信号電圧Viを比較して比較結果をそれぞれ出力する。従って、リファレンス電圧が信号電圧Viより十分に小さいコンパレータユニット21では、3個のコンパレータ22はすべて論理値0を出力し、リファレンス電圧が信号電圧Viより十分に大きいコンパレータユニット21では、3個のコンパレータ22はすべて論理値1を出力する。リファレンス電圧が信号電圧Viに近いコンパレータユニット21では、雑音や3個のコンパレータ22の特性の差のために、3個のコンパレータ22の出力が異なる場合が起こり得る。   The three comparators 22 compare the same reference voltage with the signal voltage Vi and output the comparison results. Therefore, in the comparator unit 21 whose reference voltage is sufficiently smaller than the signal voltage Vi, all the three comparators 22 output a logical value 0, and in the comparator unit 21 whose reference voltage is sufficiently larger than the signal voltage Vi, three comparators are output. 22 all output a logical value of 1. In the comparator unit 21 whose reference voltage is close to the signal voltage Vi, there may occur a case where the outputs of the three comparators 22 are different due to noise or a difference in characteristics of the three comparators 22.

レベル値決定回路23は、3個のコンパレータ22の出力を多数決論理で選択する。例えば、3個のコンパレータ22の出力がすべて0の場合には0を、すべて1の場合には1を、2個の出力が0で1個の出力が1の場合には0を、2個の出力が1で1個の出力が0の場合には1を出力する。従って、リファレンス電圧が信号電圧Viより十分に小さいコンパレータユニット21では、3個のコンパレータ22はすべて論理値0を出力するので、レベル値決定回路23は0を出力する。リファレンス電圧が信号電圧Viより十分に大きいコンパレータユニット21では、3個のコンパレータ22はすべて論理値1を出力するので、レベル値決定回路23は1を出力する。リファレンス電圧が信号電圧Viに近いコンパレータユニット21では、3個のコンパレータ22の出力が異なる場合が起こり得るが、その場合には多い方の出力を選択して出力する。レベル値決定回路23は、例えば、3個のコンパレータの出力を2ビットの”00”または”01”のデータとしてそれを加算した後、1ビットシフトして除算する(2ビットの上位1ビットを選択する)回路で実現できる。   The level value determination circuit 23 selects the outputs of the three comparators 22 by majority logic. For example, if all the outputs of the three comparators 22 are 0, 0 is used. If all the outputs are 1, 1 is used. If 2 outputs are 0 and 1 output is 1, 2 is used. 1 is output and one output is 0, 1 is output. Therefore, in the comparator unit 21 whose reference voltage is sufficiently smaller than the signal voltage Vi, all the three comparators 22 output the logical value 0, and therefore the level value determination circuit 23 outputs 0. In the comparator unit 21 whose reference voltage is sufficiently larger than the signal voltage Vi, all the three comparators 22 output a logical value 1, so that the level value determination circuit 23 outputs 1. In the comparator unit 21 whose reference voltage is close to the signal voltage Vi, the outputs of the three comparators 22 may be different. In this case, the larger output is selected and output. For example, the level value determination circuit 23 adds the outputs of the three comparators as 2-bit “00” or “01” data, and then shifts and divides by 1 bit (the upper 1 bit of 2 bits is divided). (Selectable) circuit.

例えば、雑音のために1個のコンパレータ22の判定結果が変化した場合でも、残りの2個のコンパレータ22は正しい判定結果を出力するので、正しい判定結果を得ることができる。また、製造誤差などにより1個のコンパレータ22の特性がほかの2個のコンパレータ22の特性と異なった場合でも、2個のコンパレータ22は正しい判定結果を出力するので、正しい判定結果を得ることができる。言い換えれば、本実施形態では、3個のコンパレータ22の判定結果を冗長処理することにより、リファレンス電圧との判定動作の精度が向上する。   For example, even when the determination result of one comparator 22 changes due to noise, the remaining two comparators 22 output correct determination results, so that correct determination results can be obtained. Even if the characteristics of one comparator 22 differ from the characteristics of the other two comparators 22 due to manufacturing errors or the like, the two comparators 22 output the correct determination results, so that the correct determination results can be obtained. it can. In other words, in this embodiment, the accuracy of the determination operation with respect to the reference voltage is improved by redundantly processing the determination results of the three comparators 22.

各コンパレータユニット21が出力する判定結果は、従来例と同様に0または1であるから、エンコーダ15は、非特許文献1に記載されたような従来例のエンコーダが使用できる。   Since the determination result output from each comparator unit 21 is 0 or 1 as in the conventional example, the encoder 15 of the conventional example as described in Non-Patent Document 1 can be used as the encoder 15.

図5は、第2実施形態のAD変換回路の構成を示す図である。第2実施形態のAD変換回路は、3組の判定部と、3組の判定部の出力する各レベルの判定結果を決定するレベル値決定回路23−1、…、23−m−1、23−mと、エンコーダ15と、を有する。各判定部は、VrefH発生回路11−1、11−2、11−3と、VrefL発生回路12−1、12−2、12−3と、ラダー抵抗13−1、13−2、13−3と、コンパレータ14−1、14−2、14−3の列と、を有する。言い換えれば、各判定部は、図1の従来のAD変換回路でエンコーダ15を除いた部分を有する。レベル値決定回路は、3個のコンパレータ出力する各レベルの判定結果を決定し、決定した結果をエンコーダ15でコード化する。第2実施形態のレベル値決定回路は、第1実施形態と同様に、コンパレータの各レベルの判定結果を多数決論理で選択する。エンコーダ15は、従来例および第1実施形態と同様である。   FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration of the AD conversion circuit according to the second embodiment. The AD converter circuit according to the second embodiment includes three sets of determination units and level value determination circuits 23-1,..., 23-m-1, 23 that determine the determination results of each level output from the three sets of determination units. -M and the encoder 15. Each determination unit includes VrefH generation circuits 11-1, 11-2, and 11-3, VrefL generation circuits 12-1, 12-2, and 12-3, and ladder resistors 13-1, 13-2, and 13-3. And columns of comparators 14-1, 14-2, 14-3. In other words, each determination unit has a portion excluding the encoder 15 in the conventional AD conversion circuit of FIG. The level value determination circuit determines the determination result of each level output from the three comparators, and the determined result is encoded by the encoder 15. As in the first embodiment, the level value determination circuit according to the second embodiment selects the determination result of each level of the comparator by majority logic. The encoder 15 is the same as that of the conventional example and the first embodiment.

第1実施形態では、各コンパレータユニット21の3個のコンパレータ22には共通のリファレンス電圧が供給された。従って、コンパレータ22の判定結果は冗長処理されるが、リファレンス電圧に雑音が発生したり、リファレンス電圧に誤差がある場合には、AD変換処理の精度を向上させることはできない。これに対して、第2実施形態では、リファレンス電圧を独立して発生させるので、リファレンス電圧に雑音が発生したり、リファレンス電圧に誤差がある場合でも、AD変換処理の精度を向上させることができる。   In the first embodiment, a common reference voltage is supplied to the three comparators 22 of each comparator unit 21. Therefore, although the determination result of the comparator 22 is redundantly processed, the accuracy of AD conversion processing cannot be improved when noise occurs in the reference voltage or there is an error in the reference voltage. On the other hand, in the second embodiment, since the reference voltage is generated independently, the accuracy of AD conversion processing can be improved even when noise occurs in the reference voltage or there is an error in the reference voltage. .

図6は、第3実施形態のAD変換回路の構成を示す図である。第3実施形態のAD変換回路は、図1に示した従来例のAD変換回路と同じ構成を有する4個のAD変換回路(ADC)31−1、31−2、31−3、31−4と、4個のADCに供給する基準リファレンス電圧VrefH1、VrefL1、VrefH2、VrefL2、VrefH3、VrefL3、VrefH4、VrefL4を発生するVref発生回路32と、制御回路33と、演算回路34と、を有する。この例では、ADC31−1、31−2、31−3、31−4は、8レベルを示す3ビットのデータを出力し、内部に7個のコンパレータを有するものとして説明する。ただし、3ビットのADCに限定されるものではない。   FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration of the AD conversion circuit according to the third embodiment. The AD converter circuit of the third embodiment has four AD converter circuits (ADC) 31-1, 31-2, 31-3, 31-4 having the same configuration as the conventional AD converter circuit shown in FIG. A reference voltage VrefH1, VrefL1, VrefH2, VrefL2, VrefH3, VrefL3, VrefH4, and VrefL4 that generate reference reference voltages VrefH1, VrefL1, VrefH2, VrefH4, and VrefL4 to be supplied to the four ADCs. In this example, the ADCs 31-1, 31-2, 31-3, and 31-4 output 3-bit data indicating eight levels, and are described as having seven comparators inside. However, it is not limited to a 3-bit ADC.

各ADCのVrefH発生回路11およびVrefL発生回路12は、Vref発生回路32から供給される基準リファレンス電圧をそのままラダー抵抗に出力する。   The VrefH generation circuit 11 and the VrefL generation circuit 12 of each ADC output the reference reference voltage supplied from the Vref generation circuit 32 to the ladder resistor as it is.

第3実施形態のAD変換回路は、第1から第3の3つの状態を有する。第1状態では、4個のADCに供給する基準リファレンス電圧VrefH1、VrefL1、VrefH2、VrefL2、VrefH3、VrefL3、VrefH4、VrefL4がすべて異なり、4個のADCが有する4×7=28個のコンパレータに供給するリファレンス電圧をすべて異ならせて入力信号電圧Viが29レベルのいずれかであるかを判定する。この時の出力は29レベルを識別し、(1)の式から4.7ビットのADC動作を行う。第2状態では、VrefH1=VrefH2、VrefL1=VrefL2、VrefH3=VrefH4、VrefL3=VrefL4として、2個ずつのADCに同じ基準リファレンス電圧を供給し、2個ずつ14組のコンパレータに供給するリファレンス電圧を異ならせて入力信号電圧Viが15レベルのいずれかであるかを判定する。この時の出力は15レベルを識別し、(1)の式から3.9ビットのADC動作を行う。第3状態では、VrefH1=VrefH2=VrefH3=VrefH4、VrefL1=VrefL2=VrefL3=VrefL4として、4個のADCに同じ基準リファレンス電圧を供給し、4個ずつ7組のコンパレータに供給するリファレンス電圧を異ならせて入力信号電圧Viが8レベルのいずれかであるかを判定する。この時の出力は8レベルを識別し、(1)の式から3ビットのADC動作を行う。   The AD conversion circuit of the third embodiment has first to third states. In the first state, the reference reference voltages VrefH1, VrefL1, VrefH2, VrefL2, VrefH3, VrefL3, VrefH4, and VrefL4 supplied to the four ADCs are all different and supplied to 4 × 7 = 28 comparators of the four ADCs. It is determined whether the input signal voltage Vi is any of 29 levels by making all the reference voltages to be different. The output at this time identifies 29 levels, and performs a 4.7-bit ADC operation from the equation (1). In the second state, VrefH1 = VrefH2, VrefL1 = VrefL2, VrefH3 = VrefH4, VrefL3 = VrefL4, the same reference reference voltage is supplied to each of the two ADCs, and the reference voltage supplied to each of the 14 sets of comparators is different. Thus, it is determined whether the input signal voltage Vi is any of 15 levels. The output at this time identifies 15 levels, and performs a 3.9-bit ADC operation from the equation (1). In the third state, VrefH1 = VrefH2 = VrefH3 = VrefH4, VrefL1 = VrefL2 = VrefL3 = VrefL4, the same reference reference voltage is supplied to the four ADCs, and the reference voltages supplied to the seven sets of comparators are changed four by four. Then, it is determined whether the input signal voltage Vi is any of 8 levels. The output at this time identifies 8 levels, and performs a 3-bit ADC operation from the equation (1).

図7は、演算回路37の構成を示す図である。図示のように、演算回路34は、3個のADC31−1、31−2、31−3、31−4の出力する3ビットの出力データを加算して5ビットのデータを出力する加算器35と、加算器35の出力データを1ビットまたは2ビットシフトして除算する除算器36と、加算器35の出力データまたは除算器36の出力データを選択するセレクタ37と、を有する。除算器36は、制御回路33からの制御信号に応じて1ビットシフトするか2ビットシフトするかを選択する。またセレクタ37は、加算器35の出力データを選択するか、除算器36の出力データを選択するか、を制御回路33からの制御信号に応じて切り替える。   FIG. 7 is a diagram showing the configuration of the arithmetic circuit 37. As illustrated, the arithmetic circuit 34 adds the 3-bit output data output from the three ADCs 31-1, 31-2, 31-3, 31-4, and outputs 5-bit data. And a divider 36 that divides the output data of the adder 35 by shifting by 1 bit or 2 bits, and a selector 37 that selects the output data of the adder 35 or the output data of the divider 36. The divider 36 selects whether to shift 1 bit or 2 bits according to the control signal from the control circuit 33. The selector 37 switches between selecting output data from the adder 35 and selecting output data from the divider 36 in accordance with a control signal from the control circuit 33.

図8は、第3実施形態において、Vref発生回路32および各ADCで発生されるリファレンス電圧を示す図である。第1状態(4.7ビット動作時)では、VrefL1、VrefL2、VrefL3、VrefL4としてレベル1、2、3、4が、VrefH1、VrefH2、VrefH3、VrefH4としてレベル25、26、27、28が供給される。各ADCのVrefH発生回路11、VrefL発生回路12およびラダー抵抗13は、供給された高側の基準電圧と低側の基準電圧を等分して7レベルのリファレンス電圧を発生する。従って、第1ADC31−1はレベル1、5、9、13、17、21、25のリファレンス電圧を発生し、第2ADC31−2はレベル2、6、10、14、18、22、26のリファレンス電圧を発生し、第3ADC31−3はレベル3、7、11、15、19、23、27のリファレンス電圧を発生し、第4ADC31−4はレベル4、8、12、16、20、24、28のリファレンス電圧を発生する。   FIG. 8 is a diagram illustrating reference voltages generated in the Vref generation circuit 32 and each ADC in the third embodiment. In the first state (when 4.7-bit operation), levels 1, 2, 3, and 4 are supplied as VrefL1, VrefL2, VrefL3, and VrefL4, and levels 25, 26, 27, and 28 are supplied as VrefH1, VrefH2, VrefH3, and VrefH4. The The VrefH generation circuit 11, the VrefL generation circuit 12, and the ladder resistor 13 of each ADC generate a seven-level reference voltage by equally dividing the supplied high-side reference voltage and low-side reference voltage. Therefore, the first ADC 31-1 generates reference voltages of levels 1, 5, 9, 13, 17, 21, 25, and the second ADC 31-2 generates reference voltages of levels 2, 6, 10, 14, 18, 22, 26. The third ADC 31-3 generates reference voltages of levels 3, 7, 11, 15, 19, 23, and 27, and the fourth ADC 31-4 generates levels 4, 8, 12, 16, 20, 24, and 28. Generate a reference voltage.

例えば、信号電圧Viがレベル19と20の間、すなわち20番目のレベルであるとすると、第1ADC31−1のエンコーダ15の出力は”101”(5ビットとすると”00101”)となり、第2ADC31−2のエンコーダ15の出力は”101”となり、第3ADC31−3のエンコーダ15の出力は”101”となり、第4ADC31−4のエンコーダ15の出力は”100”となる。演算回路34の加算器35がこの4個の出力データを加算すると、その結果は”10011”となり、20番目のレベルであることを示す。   For example, if the signal voltage Vi is between levels 19 and 20, that is, the 20th level, the output of the encoder 15 of the first ADC 31-1 is “101” (“00101” if it is 5 bits), and the second ADC 31− The output of the second encoder 15 is “101”, the output of the encoder 15 of the third ADC 31-3 is “101”, and the output of the encoder 15 of the fourth ADC 31-4 is “100”. When the adder 35 of the arithmetic circuit 34 adds these four pieces of output data, the result is “10011”, which indicates the 20th level.

第2状態(3.9ビット動作時)では、VrefL1およびVrefL2としてレベル1が、VrefL3およびVrefL4としてレベル3が、VrefH1およびVrefH2としてレベル25が、VrefH3およびVrefH4としてレベル27が供給される。従って、第1ADC31−1および第2ADC31−2はレベル1、5、9、13、17、21、25のリファレンス電圧を発生し、第3ADC31−3および第4ADC31−4はレベル3、7、11、15、19、23、27のリファレンス電圧を発生する。   In the second state (during 3.9 bit operation), level 1 is supplied as VrefL1 and VrefL2, level 3 is supplied as VrefL3 and VrefL4, level 25 is supplied as VrefH1 and VrefH2, and level 27 is supplied as VrefH3 and VrefH4. Therefore, the first ADC 31-1 and the second ADC 31-2 generate reference voltages of levels 1, 5, 9, 13, 17, 21, 25, and the third ADC 31-3 and the fourth ADC 31-4 have levels 3, 7, 11, Reference voltages 15, 19, 23, and 27 are generated.

上記と同様に、信号電圧Viがレベル19と20の間、すなわち20番目のレベルであるとする。このレベルは、3.9ビットで表した15段階のレベルでは11番目のレベルである。この時、第1ADC31−1および第2ADC31−2のエンコーダ15の出力は”101”となり、第3ADC31−3および第4ADC31−4のエンコーダ15の出力は”101”となる。演算回路34の加算器35がこの4個の出力データを加算すると、その結果は”10100”となり、これを1ビットシフトすると、”1010”となり、11番目のレベルであることを示す。   Similarly to the above, it is assumed that the signal voltage Vi is between levels 19 and 20, that is, the 20th level. This level is the 11th level in 15 levels represented by 3.9 bits. At this time, the output of the encoder 15 of the first ADC 31-1 and the second ADC 31-2 is "101", and the output of the encoder 15 of the third ADC 31-3 and the fourth ADC 31-4 is "101". When the adder 35 of the arithmetic circuit 34 adds these four output data, the result is “10100”, and when this is shifted by 1 bit, it becomes “1010”, indicating the eleventh level.

また、第3状態(3ビット動作時)では、VrefL1からVrefL4としてレベル1が、VrefH1からVrefH4としてレベル25が供給される。従って、第1ADC31−1から第4ADC31−4はレベル1、5、9、13、17、21、25のリファレンス電圧を発生する。   In the third state (at the time of 3-bit operation), level 1 is supplied from VrefL1 to VrefL4, and level 25 is supplied from VrefH1 to VrefH4. Accordingly, the first ADC 31-1 to the fourth ADC 31-4 generate the reference voltages of levels 1, 5, 9, 13, 17, 21, 25.

上記と同様に、信号電圧Viがレベル19と20の間、すなわち20番目のレベルであるとする。このレベルは、3ビットで表した8段階のレベルでは6番目のレベルである。この時、第1ADC31−1から第4ADC31−4のエンコーダ15の出力は”101”となる。演算回路34の加算器35がこの4個の出力データを加算すると、その結果は”10100”となり、これを2ビットシフトすると、”101”となり、6番目のレベルであることを示す。   Similarly to the above, it is assumed that the signal voltage Vi is between levels 19 and 20, that is, the 20th level. This level is the sixth level in 8 levels represented by 3 bits. At this time, the output of the encoder 15 of the first ADC 31-1 to the fourth ADC 31-4 is "101". When the adder 35 of the arithmetic circuit 34 adds these four output data, the result is “10100”, and when this is shifted by 2 bits, it becomes “101”, indicating the sixth level.

第3状態では、8レベルを28個のコンパレータ22の判定結果で判定するため、リファレンス電圧の発生およびコンパレータの判定動作が冗長処理されることになり、AD変換処理の精度を向上する。   In the third state, since the 8 levels are determined by the determination results of the 28 comparators 22, the generation of the reference voltage and the determination operation of the comparators are redundantly processed, and the accuracy of AD conversion processing is improved.

第2状態でも、15レベルを28個のコンパレータ22の判定結果で判定するため、リファレンス電圧の発生およびコンパレータの判定動作が冗長処理されることになり、AD変換処理の精度を向上する。一般に、1つのレベルについて2個の判定結果が存在する場合、多数決論理では判定できない。しかし、第3実施形態のように、加算回路で判定結果を加算し、加算結果を除算する構成であれば判定可能である。第2状態では、2レベル以上に渡る誤差があるような場合に特に冗長効果が得られる。   Even in the second state, since the 15th level is determined by the determination results of the 28 comparators 22, the generation of the reference voltage and the determination operation of the comparator are redundantly processed, and the accuracy of AD conversion processing is improved. Generally, when there are two determination results for one level, it cannot be determined by majority logic. However, as in the third embodiment, the determination can be made by adding the determination results by the adding circuit and dividing the addition results. In the second state, a redundancy effect can be obtained particularly when there is an error over two levels.

第3実施形態のVref発生回路34は、第1から第3状態に応じて、図8に示すような基準リファレンス電圧を各ADCに供給する必要がある。図9は、第3実施形態におけるVref発生回路34の構成を示す図である。   The Vref generation circuit 34 of the third embodiment needs to supply a reference reference voltage as shown in FIG. 8 to each ADC according to the first to third states. FIG. 9 is a diagram showing a configuration of the Vref generation circuit 34 in the third embodiment.

図9に示すように、Vref発生回路34は、共通VrefH発生回路41と、共通VrefL発生回路42と、ラダー抵抗43と、選択回路44−1〜44−6と、を有する。ラダー抵抗43は、9個の抵抗を有し、レベル1から4のリファレンス電圧に対応するref1からref4、およびレベル25から28のリファレンス電圧に対応するref25からref28を発生する。ラダー抵抗43におけるref1およびref28の発生箇所と、共通VrefL発生回路42および共通VrefH発生回路41の出力端子の間には抵抗が設けられているので、ref1およびref28と共通VrefL発生回路42および共通VrefH発生回路41の出力電圧は異なる。従って、共通VrefL発生回路42および共通VrefH発生回路41の出力電圧は、ラダー抵抗の両端の抵抗の抵抗値を考慮して設定される。例えば、共通VrefL発生回路42はグランドレベルであるのが一般的である。   As shown in FIG. 9, the Vref generation circuit 34 includes a common VrefH generation circuit 41, a common VrefL generation circuit 42, a ladder resistor 43, and selection circuits 44-1 to 44-6. The ladder resistor 43 has nine resistors and generates ref1 to ref4 corresponding to the reference voltages of levels 1 to 4 and ref25 to ref28 corresponding to the reference voltages of levels 25 to 28. Since a resistor is provided between the generation location of ref1 and ref28 in the ladder resistor 43 and the output terminal of the common VrefL generation circuit 42 and the common VrefH generation circuit 41, the ref1 and ref28, the common VrefL generation circuit 42, and the common VrefH The output voltage of the generation circuit 41 is different. Therefore, the output voltages of the common VrefL generation circuit 42 and the common VrefH generation circuit 41 are set in consideration of the resistance values of the resistances at both ends of the ladder resistance. For example, the common VrefL generation circuit 42 is generally at the ground level.

選択回路44−1は、第1状態ではref2を選択し、第2および第3状態ではref1を選択して、第2ADC31−2に供給する。選択回路44−2は、第1および第2状態ではref3を選択し、第3状態ではref1を選択して、第3ADC31−3に供給する。選択回路44−3は、第1状態ではref4を選択し、第2状態ではref3を選択し、第3状態ではref1を選択して、第2ADC31−4に供給する。   The selection circuit 44-1 selects ref2 in the first state, selects ref1 in the second and third states, and supplies the selected signal to the second ADC 31-2. The selection circuit 44-2 selects ref3 in the first and second states, selects ref1 in the third state, and supplies the selected signal to the third ADC 31-3. The selection circuit 44-3 selects ref4 in the first state, selects ref3 in the second state, selects ref1 in the third state, and supplies the selected signal to the second ADC 31-4.

選択回路44−4は、第1状態ではref26を選択し、第2および第3状態ではref25を選択して、第2ADC31−2に供給する。選択回路44−5は、第1および第2状態ではref27を選択し、第3状態ではref25を選択して、第3ADC31−3に供給する。選択回路44−6は、第1状態ではref28を選択し、第2状態ではref27を選択し、第3状態ではref25を選択して、第2ADC31−4に供給する。   The selection circuit 44-4 selects ref26 in the first state, selects ref25 in the second and third states, and supplies the selected signal to the second ADC 31-2. The selection circuit 44-5 selects ref27 in the first and second states, selects ref25 in the third state, and supplies the selected signal to the third ADC 31-3. The selection circuit 44-6 selects ref28 in the first state, selects ref27 in the second state, selects ref25 in the third state, and supplies the selected signal to the second ADC 31-4.

図10は、選択回路44−1の構成例を示す。電圧1としてref1が、電圧2としてref2が入力され、制御信号として第1状態で”0”に第2および第3状態で”1”になる信号が印加される。これにより、第1状態ではref2(電圧2)が、第2および第3状態ではref1が出力される。ほかの選択回路も基本構成は同様であり、入力電圧、制御信号が異なり、選択回路44−3および44−6は入力が3つになる。   FIG. 10 shows a configuration example of the selection circuit 44-1. Ref1 is input as voltage 1 and ref2 is input as voltage 2, and a signal that becomes “0” in the first state and “1” in the second and third states is applied as a control signal. As a result, ref2 (voltage 2) is output in the first state, and ref1 is output in the second and third states. The other selection circuits have the same basic configuration, the input voltage and the control signal are different, and the selection circuits 44-3 and 44-6 have three inputs.

以上説明したように、第3実施形態では、従来の一般的なADCを4個使用し、4.7ビット、3.9ビットまたは3ビットの分解能のデータを出力するように切り替え可能にすると共に、ビット数を小さくした時には冗長処理を行いAD変換処理の精度を向上するように動作する。   As described above, in the third embodiment, four conventional general ADCs are used and can be switched to output data having a resolution of 4.7 bits, 3.9 bits, or 3 bits. When the number of bits is reduced, redundant processing is performed to improve the accuracy of AD conversion processing.

なお、図6では、ADC31−1〜31−4が制御回路33の制御を受けるように示している。これは、後述するように、制御回路33の制御によりADC31−1〜31−4を動作停止状態にするためであり、上記の第3実施形態であればADC31−1〜31−4の制御は不要である。   In FIG. 6, the ADCs 31-1 to 31-4 are shown to be controlled by the control circuit 33. As will be described later, this is because the ADCs 31-1 to 31-4 are brought into an operation stop state by the control of the control circuit 33. In the third embodiment, the ADCs 31-1 to 31-4 are controlled. It is unnecessary.

図11は、第4実施形態のAD変換回路の構成を示す図である。第4実施形態のAD変換回路は、31個のコンパレータを有する5ビットのAD変換回路(ADC)を使用して、32レベルを識別する5ビットのAD変換処理を行う5ビット処理状態と、8レベルを識別する3ビットのAD変換処理を冗長処理により高精度で行う高精度処理状態が切り替え可能な回路である。   FIG. 11 is a diagram illustrating a configuration of an AD conversion circuit according to the fourth embodiment. The AD conversion circuit according to the fourth embodiment uses a 5-bit AD conversion circuit (ADC) having 31 comparators, performs a 5-bit AD conversion process for identifying 32 levels, and a 8-bit processing state. This is a circuit capable of switching a high-precision processing state in which 3-bit AD conversion processing for identifying a level is performed with high accuracy by redundant processing.

図11に示すように、第4実施形態のAD変換回路は、ADC101と、演算回路111と、制御回路118と、を有する。ADC101は、31個のコンパレータよりなるコンパレータ列102と、31個のコンパレータの判定結果を加算する加算器103と、加算器103の出力をコード化するエンコーダ104と、リファレンス電圧を発生するref電圧発生部105と、を有する。コンパレータ列102およびエンコーダ104は図1に示した従来例と同じ構成を有するが、コンパレータ列102の上位3個は高精度処理状態では”0”を出力するように構成されている。加算器103は、コンパレータ列102の各コンパレータが出力する値”0”または”1”を加算して”1”を出力するコンパレータの個数を演算する。   As illustrated in FIG. 11, the AD conversion circuit according to the fourth embodiment includes an ADC 101, an arithmetic circuit 111, and a control circuit 118. The ADC 101 includes a comparator row 102 composed of 31 comparators, an adder 103 that adds the determination results of the 31 comparators, an encoder 104 that encodes the output of the adder 103, and a ref voltage generator that generates a reference voltage. Part 105. The comparator array 102 and the encoder 104 have the same configuration as that of the conventional example shown in FIG. 1, but the top three comparator arrays 102 are configured to output “0” in the high-precision processing state. The adder 103 calculates the number of comparators that output “1” by adding the values “0” or “1” output from each comparator of the comparator array 102.

図12は、ref電圧発生部105の構成を示す図であり、(A)が全体構成を、(B)が抵抗セグメントの構成を示す。図12の(A)に示すように、ref電圧発生部105は、外部から供給される基準電圧refを高側電圧Vtopとグランドを低側電圧Vbottomとの間に、直列に接続された7個の抵抗セグメント121および4個(上側3個および下側1個)で構成されるラダー抵抗120を有する。各抵抗セグメント121は、4個のラダー抵抗と、3個のセレクタ122と、を有する。1番目の抵抗のノードの電圧は、第1端子に出力される。1番目のセレクタ122は、5ビット処理状態では1番目と2番目の抵抗のノードの電圧を選択して第2端子に出力し、高精度処理状態では1番目の抵抗のノードの電圧を選択して第2端子に出力する。2番目のセレクタ122は、5ビット処理状態では2番目と3番目の抵抗のノードの電圧を選択して第3端子に出力し、高精度処理状態では1番目の抵抗のノードの電圧を選択して第3端子に出力する。3番目のセレクタ122は、5ビット処理状態では3番目と4番目の抵抗のノードの電圧を選択して第4端子に出力し、高精度処理状態では1番目の抵抗のノードの電圧を選択して第4端子に出力する。抵抗セグメント121の各出力端子は、コンパレータ列102の対応するコンパレータにリファレンス電圧を供給する。   12A and 12B are diagrams showing the configuration of the ref voltage generator 105, where FIG. 12A shows the overall configuration, and FIG. 12B shows the configuration of the resistance segment. As shown in FIG. 12A, the ref voltage generation unit 105 includes seven reference voltages ref connected in series between a high-side voltage Vtop and a ground between a low-side voltage Vbottom and a high-side voltage Vtop. Resistance segments 121 and a ladder resistor 120 composed of four pieces (upper three pieces and one lower piece). Each resistance segment 121 includes four ladder resistors and three selectors 122. The voltage at the node of the first resistor is output to the first terminal. The first selector 122 selects the voltage at the first and second resistance nodes in the 5-bit processing state and outputs it to the second terminal, and selects the voltage at the first resistance node in the high-precision processing state. Output to the second terminal. The second selector 122 selects the voltage of the second and third resistance nodes in the 5-bit processing state and outputs them to the third terminal, and selects the voltage of the first resistance node in the high-precision processing state. Output to the third terminal. The third selector 122 selects the voltage of the third and fourth resistance nodes in the 5-bit processing state and outputs them to the fourth terminal, and selects the voltage of the first resistance node in the high-precision processing state. Output to the fourth terminal. Each output terminal of the resistor segment 121 supplies a reference voltage to a corresponding comparator in the comparator array 102.

従って、5ビット処理状態では、電圧が等間隔で異なる31個のリファレンス電圧ref1−ref31がコンパレータ列102供給され、従来例と同様の5ビットAD変換処理を行う。高精度処理状態では、7個のリファレンス電圧ref1、ref5、ref9、ref13、ref17、ref21、ref25が、1番目から28番目までのコンパレータに、4個ずつ同じリファレンス電圧になるように供給される。高精度処理状態では、29番目から31番目までのコンパレータにリファレンス電圧ref29−ref31が供給されるが、高精度処理状態では、29番目から31番目までのコンパレータは出力が”0”になるように制御されるので、リファレンス電圧は動作には関係しない。高精度処理状態では、8レベルを識別し、4個のコンパレータの組み同一のレベルを識別する冗長処理を行う。   Accordingly, in the 5-bit processing state, 31 reference voltages ref1-ref31 having different voltages at equal intervals are supplied to the comparator array 102, and the same 5-bit AD conversion processing as in the conventional example is performed. In the high-precision processing state, seven reference voltages ref1, ref5, ref9, ref13, ref17, ref21, and ref25 are supplied to the first to 28th comparators so that the same reference voltage is provided four by four. In the high-precision processing state, the reference voltages ref29 to ref31 are supplied to the 29th to 31st comparators. However, in the high-precision processing state, the outputs of the 29th to 31st comparators are “0”. Since it is controlled, the reference voltage is not related to operation. In the high-precision processing state, eight levels are identified, and a redundant process is performed to identify the same level by combining four comparators.

なお、高精度処理状態でどのようなリファレンスレベルを選択するかについては、上記の例に限定されるものではない。   Note that the reference level to be selected in the high-precision processing state is not limited to the above example.

演算回路111は、7個の比較器を有する比較器列112と、比較器列112の出力をコード化するエンコーダ114と、エンコーダ114の出力とADC101の出力の一方を選択して出力するセレクタ117と、を有する。比較器列112の7個の比較器は、それぞれADC101の出力するデータが、”00010”以上であるか、”00110”以上であるか、”01010”以上であるか、”01110”以上であるか、”10010”以上であるか、”10110”以上であるか、”11010”以上であるか、を判定する。エンコーダ114は、比較器列112の7個の比較器の出力を加算する加算器115と、加算器115の加算結果をコード化するエンコーダ116と、を有する。   The arithmetic circuit 111 includes a comparator row 112 having seven comparators, an encoder 114 that encodes the output of the comparator row 112, and a selector 117 that selects and outputs one of the output of the encoder 114 and the output of the ADC 101. And having. In each of the seven comparators in the comparator row 112, the data output from the ADC 101 is “00010” or more, “00110” or more, “01010” or more, or “01110” or more. Or “10010” or more, “10110” or more, or “11010” or more. The encoder 114 includes an adder 115 that adds the outputs of the seven comparators in the comparator row 112, and an encoder 116 that encodes the addition result of the adder 115.

5ビット処理状態では、セレクタ117はADC101の5ビット出力データを選択するので、従来例と同様の5ビットADC変換回路として動作する。   In the 5-bit processing state, the selector 117 selects the 5-bit output data of the ADC 101, and thus operates as a 5-bit ADC conversion circuit similar to the conventional example.

高精度処理状態では、比較器列112は、ADC101の5ビット出力データが3ビットではどのレベルに相当するかを温度計コードの形で出力するので、加算器115で加算すれば3ビットの出力データが得られ、これがコード化されて出力される。   In the high-precision processing state, the comparator array 112 outputs the level corresponding to the 5-bit output data of the ADC 101 in the form of 3 bits in the form of a thermometer code. Data is obtained and encoded and output.

図13は、第5実施形態のAD変換回路の構成を示す図である。第5実施形態のAD変換回路は、第4実施形態のAD変換回路においてADC101の外部に設けられた演算回路をADC120の内部に設けたものであり、32レベルを識別する5ビットのAD変換処理を行う5ビット処理状態と、8レベルを識別する3ビットのAD変換処理を冗長処理により高精度で行う高精度処理状態が切り替え可能な回路である。   FIG. 13 is a diagram illustrating a configuration of an AD conversion circuit according to the fifth embodiment. The AD converter circuit according to the fifth embodiment is obtained by providing an arithmetic circuit provided outside the ADC 101 in the ADC 120 in the AD converter circuit according to the fourth embodiment, and a 5-bit AD conversion process for identifying 32 levels. This is a circuit that can be switched between a 5-bit processing state in which high-precision processing is performed and a high-precision processing state in which 3-bit AD conversion processing for identifying 8 levels is performed with high accuracy by redundant processing.

図13に示すように、第5実施形態のAD変換回路120は、31個のコンパレータよりなるコンパレータ列102と、31個のコンパレータの出力を4個ずつ加算する8個の加算器121と、下位7個の加算器121の出力を”010”以上であるか比較する比較器122と、下位7個の加算器121の出力と比較器122の出力の一方を選択するセレクタ123と、セレクタ123の出力および最上位の加算器121の出力を加算する加算器124と、リファレンス電圧を発生するref電圧発生部125と、制御回路126と、を有する。コンパレータ列102、ref電圧発生部125および制御回路126は、第4実施形態のものと同じである。   As illustrated in FIG. 13, the AD conversion circuit 120 according to the fifth embodiment includes a comparator array 102 including 31 comparators, eight adders 121 that add four outputs of the 31 comparators, A comparator 122 that compares the outputs of the seven adders 121 with “010” or more; a selector 123 that selects one of the outputs of the lower seven adders 121 and the outputs of the comparator 122; An adder 124 that adds the output and the output of the highest-order adder 121, a ref voltage generation unit 125 that generates a reference voltage, and a control circuit 126 are included. The comparator array 102, the ref voltage generator 125, and the control circuit 126 are the same as those in the fourth embodiment.

5ビット処理状態では、ref電圧発生部125は、電圧が等間隔で異なる31個のリファレンス電圧ref1−ref31をコンパレータ列102に供給する。加算器121は、31個のコンパレータの出力を4個ずつ加算して出力する。最上位の加算器121は3個のコンパレータの出力を加算する。従って、8個の加算器121の出力は、4個ずつのコンパレータの出力のうち”1”である個数を示す。セレクタ123は加算器121の出力を選択するので、加算器124は、31個のコンパレータの出力を4個ずつ加算した8個の出力を受ける。すなわち、加算器124は、31個のコンパレータの出力のうち”1”である個数を示すデータを受け、それを加算してコード化する。言い換えれば、5ビットのAD変換処理を行う。   In the 5-bit processing state, the ref voltage generation unit 125 supplies 31 reference voltages ref <b> 1-ref <b> 31 having different voltages at equal intervals to the comparator array 102. The adder 121 adds four outputs from the 31 comparators and outputs the result. The highest-order adder 121 adds the outputs of the three comparators. Therefore, the outputs of the eight adders 121 indicate the number of “1” among the outputs of the four comparators. Since the selector 123 selects the output of the adder 121, the adder 124 receives 8 outputs obtained by adding 4 outputs of 31 comparators. That is, the adder 124 receives data indicating the number of “1” s from the outputs of the 31 comparators, adds them, and encodes them. In other words, 5-bit AD conversion processing is performed.

高精度処理状態では、ref電圧発生部125は、コンパレータ列102のコンパレータに4個ずつリファレンス電圧ref1、ref5、ref9、ref13、ref17、ref21、ref25を供給する。上位3個のコンパレータは”0”を出力するように制御される。加算器121は、同じリファレンス電圧に対する4個のコンパレータの判定結果、すなわち4個のうち”1”の出力数を加算して出力する。比較器122は、各加算器121の出力が”10”以上であるか判定して判定結果を出力する。従って、同じリファレンス電圧に対して2個以上のコンパレータの判定結果が”1”である場合に、比較器122の出力は”1”になる。このようにして冗長処理が行われ、判定精度が向上する。セレクタ123は、比較器122の出力を選択するので、加算器124は7個の冗長処理した判定結果を受ける。加算器124は、7個の判定結果のうち”1”である個数を演算して出力する。これが3ビットのAD変換処理の結果である。   In the high-precision processing state, the ref voltage generator 125 supplies the reference voltages ref1, ref5, ref9, ref13, ref17, ref21, and ref25 to the comparators in the comparator row 102 by four. The upper three comparators are controlled to output “0”. The adder 121 adds the determination results of the four comparators for the same reference voltage, that is, adds the number of outputs “1” out of the four, and outputs the result. The comparator 122 determines whether the output of each adder 121 is “10” or more and outputs a determination result. Therefore, when the determination result of two or more comparators is “1” for the same reference voltage, the output of the comparator 122 is “1”. In this way, the redundancy process is performed, and the determination accuracy is improved. Since the selector 123 selects the output of the comparator 122, the adder 124 receives the determination result of seven redundant processes. The adder 124 calculates and outputs the number “1” among the seven determination results. This is the result of 3-bit AD conversion processing.

以上説明した第1から第5実施形態のAD変換回路は、図2に示した信号伝送システムの受信回路のAD変換回路(ADC)71として使用できる。   The AD converter circuits of the first to fifth embodiments described above can be used as the AD converter circuit (ADC) 71 of the receiving circuit of the signal transmission system shown in FIG.

図14は、第6実施形態の受信回路の構成を示す図である。第6実施形態の受信回路は、受信回路53のAD変換回路71として、第3から第5実施形態のAD変換回路をADC71として使用した構成を有する。第6実施形態の受信回路のADC71は、AD変換回路(ADC)81と、演算回路82と、制御回路85と、を有する。例えば、図6に示した第3実施形態のAD変換回路を適用した場合には、ADC81は第1〜第4ADC31−1〜31−4およびVref発生回路32に、演算回路82は演算回路34に、制御回路85は制御回路33に対応する。また、図11に示した第4実施形態のAD変換回路を適用した場合には、ADC81はADC101に、演算回路82は演算回路111に、制御回路85は制御回路118に対応する。さらに、図13に示した第5実施形態のAD変換回路を適用した場合には、演算回路82は加算器124に、制御回路85は制御回路126に、ADC81はADC120内の上記以外の部分に、対応する。   FIG. 14 is a diagram illustrating a configuration of a receiving circuit according to the sixth embodiment. The receiving circuit of the sixth embodiment has a configuration in which the AD converting circuit of the third to fifth embodiments is used as the ADC 71 as the AD converting circuit 71 of the receiving circuit 53. The ADC 71 of the receiving circuit according to the sixth embodiment includes an AD conversion circuit (ADC) 81, an arithmetic circuit 82, and a control circuit 85. For example, when the AD conversion circuit according to the third embodiment shown in FIG. 6 is applied, the ADC 81 is connected to the first to fourth ADCs 31-1 to 31-4 and the Vref generation circuit 32, and the arithmetic circuit 82 is connected to the arithmetic circuit 34. The control circuit 85 corresponds to the control circuit 33. When the AD conversion circuit of the fourth embodiment shown in FIG. 11 is applied, the ADC 81 corresponds to the ADC 101, the arithmetic circuit 82 corresponds to the arithmetic circuit 111, and the control circuit 85 corresponds to the control circuit 118. Furthermore, when the AD conversion circuit of the fifth embodiment shown in FIG. 13 is applied, the arithmetic circuit 82 is added to the adder 124, the control circuit 85 is set to the control circuit 126, and the ADC 81 is set to a portion other than the above in the ADC 120. Corresponding.

図14に示すように、制御回路85は、外部(例えば送信回路)からの外部制御信号に基づいて、ADC81に設けられたコンパレータのすべてに異なるリファレンス電圧を供給して高ビット数のAD変換処理を行うように、または複数のコンパレータに同一のリファレンス電圧を供給してその判定結果を冗長処理して処理精度を向上させた高精度AD変換処理を行うように、ADC81および演算回路82を制御する。   As shown in FIG. 14, the control circuit 85 supplies different reference voltages to all of the comparators provided in the ADC 81 based on an external control signal from the outside (for example, a transmission circuit), and performs high-bit AD conversion processing. The ADC 81 and the arithmetic circuit 82 are controlled such that the same reference voltage is supplied to a plurality of comparators and the determination result is redundantly processed to perform high-precision AD conversion processing with improved processing accuracy. .

例えば、送信回路は高速のビットレートでデータを送信する時には、高ビット数のAD変換処理を行うように指示する外部制御信号を生成し、ビットレートは低速であるが、雑音などのために高精度のAD変換処理を必要とする時には、高精度AD変換処理を行うように指示する外部制御信号を生成する。   For example, when transmitting data at a high bit rate, the transmission circuit generates an external control signal that instructs to perform AD conversion processing with a high number of bits, and the bit rate is low, but it is high due to noise and the like. When a highly accurate AD conversion process is required, an external control signal that instructs to perform a high precision AD conversion process is generated.

図15は、第7実施形態の受信回路の構成を示す図である。第6実施形態の受信回路では、制御回路85は外部制御信号に基づいて制御を行ったのに対して、第7実施形態の受信回路では、制御回路85は、等化回路72が生成するエラー情報に応じて発生された制御信号に基づいて制御を行うことが異なり、ほかの部分は第6実施形態と同じである。テーブル74は、エラー情報に応じて生成する制御信号を記憶しており、等化回路72が生成するエラー情報が入力されると対応する制御信号が発生される。   FIG. 15 is a diagram illustrating a configuration of a receiving circuit according to the seventh embodiment. In the receiving circuit according to the sixth embodiment, the control circuit 85 performs control based on an external control signal, whereas in the receiving circuit according to the seventh embodiment, the control circuit 85 includes an error generated by the equalization circuit 72. The control is different based on the control signal generated according to the information, and the other parts are the same as in the sixth embodiment. The table 74 stores a control signal generated according to the error information. When the error information generated by the equalization circuit 72 is input, a corresponding control signal is generated.

雑音の影響を受けると等化回路72が生成するエラー情報の値が増加する。このような場合には、ビットレートを低速にするように送信回路に指示すると共に、高精度AD変換処理を行うように指示する制御信号を生成する。   When affected by noise, the value of error information generated by the equalization circuit 72 increases. In such a case, the transmission circuit is instructed to reduce the bit rate, and a control signal that instructs to perform high-precision AD conversion processing is generated.

また、ビットレートが低速で、高分解能のAD変換処理を必要としない場合もあり得る。このような場合には、ADC81のコンパレータの一部の動作を停止して消費電力を低減することも可能である。例えば、ADC81が31個のコンパレータを有し、5ビットAD変換処理が可能である場合、24個のコンパレータの動作を停止して3ビットAD変換処理を行うように変更する。また、ビットレートは低速で2ビットAD変換処理であればよいが、処理精度は高精度であることが必要である場合には、31個のうち19個のコンパレータの動作を停止し、12個のコンパレータを4個ずつ3つのグループに分けて、第3から第5実施形態で説明したように各レベルを4個のコンパレータで冗長処理により判定する。   In addition, the bit rate may be low and high-resolution AD conversion processing may not be required. In such a case, it is possible to reduce the power consumption by stopping the operation of a part of the comparator of the ADC 81. For example, when the ADC 81 has 31 comparators and can perform 5-bit AD conversion processing, the operation of the 24 comparators is stopped and the 3-bit AD conversion processing is performed. In addition, the bit rate may be a low-speed and 2-bit AD conversion process, but when the processing accuracy needs to be high, the operation of 19 comparators out of 31 is stopped, and 12 The four comparators are divided into three groups, and each level is determined by redundant processing with four comparators as described in the third to fifth embodiments.

上記のように、コンパレータの動作を停止するには、動作停止可能なコンパレータをしようする必要がある。前述のように、図6に示した第3実施形態のAD変換回路は、4個のADC31−1、31−2、31−3、31−4を制御回路33からも制御信号で動作停止状態にできるようにしている。従って、第3実施形態のAD変換回路を使用すれば、一部のコンパレータを動作停止状態にすることが可能である。また、一部のコンパレータを動作停止状態にし、残りのコンパレータのうちの複数個のコンパレータを使用して冗長処理を行うことも可能である。例えば、3ビットAD変換処理を行う場合に、1個のADCを動作停止状態にして、残りの3個のADCに同一の基準リファレンス電圧を供給して、各レベルを3個のコンパレータの判定結果で冗長処理して判定する。   As described above, in order to stop the operation of the comparator, it is necessary to use a comparator capable of stopping the operation. As described above, the AD converter circuit according to the third embodiment illustrated in FIG. 6 is in a state where the four ADCs 31-1, 31-2, 31-3, and 31-4 are stopped from operation by the control circuit 33. To be able to. Therefore, if the AD converter circuit of the third embodiment is used, it is possible to put some of the comparators in an operation stop state. It is also possible to perform a redundancy process using a plurality of comparators among the remaining comparators with some of the comparators in an operation stop state. For example, when performing 3-bit AD conversion processing, one ADC is stopped, the same reference reference voltage is supplied to the remaining three ADCs, and each level is determined by three comparators. In this case, the redundant processing is performed.

図16は、動作停止可能なコンパレータの構成例を示す図であり、(A)が全体図であり、(B)がアンプ部の回路図であり、(C)がコンパレータ部の回路図である。   FIG. 16 is a diagram illustrating a configuration example of a comparator capable of stopping operation, where (A) is an overall diagram, (B) is a circuit diagram of an amplifier unit, and (C) is a circuit diagram of a comparator unit. .

図16(A)に示すように、各コンパレータは、アンプ部89とコンパレータ90とを有する。コンパレータ列にはこのようなコンパレータが所定数分設けられる。アンプ部89およびコンパレータ90は、クロックclkに同期して動作する。   As shown in FIG. 16A, each comparator includes an amplifier unit 89 and a comparator 90. A predetermined number of such comparators are provided in the comparator array. The amplifier unit 89 and the comparator 90 operate in synchronization with the clock clk.

図16(B)に示すように、各アンプ部89は、信号電圧Viおよびその反転信号(例えば1.5Vを基準として反転する信号)/Viとリファレンス電圧refおよびその反転信号/refをゲート入力とする2重の差動アンプを有し、差信号aおよび/aを出力する。差信号aおよび/aは、Vi>refではa</aであり、Vi<refではa>/aであり、Vi=refを境界としてaと/aの高低関係が反転する。   As shown in FIG. 16B, each amplifier unit 89 inputs the signal voltage Vi and its inverted signal (for example, a signal inverted with respect to 1.5V) / Vi, the reference voltage ref and its inverted signal / ref as gate inputs. The differential signals a and / a are output. The difference signals a and / a are a </ a when Vi> ref, a> / a when Vi <ref, and the level relationship between a and / a is inverted with Vi = ref as a boundary.

図16(c)に示すように、各コンパレータ90は、差信号aおよび/aを受け、差信号aと/aの高低関係に応じた出力を発生する。   As shown in FIG. 16C, each comparator 90 receives the difference signals a and / a and generates an output corresponding to the level relationship between the difference signals a and / a.

図17は、非特許文献1に記載され、受信回路のADCのエンコーダとして使用するのに適した4ビットのエンコーダ回路の例を示す図である。この回路は、15個のコンパレータの判定結果のうち”1”である個数をカウントしてコード化する。回路の詳しい説明は省略する。   FIG. 17 is a diagram illustrating an example of a 4-bit encoder circuit described in Non-Patent Document 1 and suitable for use as an ADC encoder of a receiving circuit. This circuit counts and codes the number of “1” among the determination results of the 15 comparators. Detailed description of the circuit is omitted.

図18は、コンパレータ列において、各コンパレータを構成するアンプ部89とコンパレータ部90にクロックclkを供給するクロックバッファ93と、アンプ部89に供給する信号電圧Viのセレクタ94と、を設け、クロックバッファ93およびセレクタ94の出力を制御信号ctrlにより固定できるようにした構成を示す。このような構成により、アンプ部89とコンパレータ部90の各組を動作停止状態にできる。   FIG. 18 shows an amplifier unit 89 constituting each comparator, a clock buffer 93 for supplying the clock clk to the comparator unit 90, and a selector 94 for the signal voltage Vi to be supplied to the amplifier unit 89 in the comparator row. 93 shows a configuration in which the outputs of 93 and selector 94 can be fixed by a control signal ctrl. With such a configuration, each set of the amplifier unit 89 and the comparator unit 90 can be stopped.

以上、実施形態を説明したが、記載した実施形態は例示に過ぎず、各種の変形例が可能であるのはいうまでもない。記載した実施形態に示した各回路要素はほかの実施形態にも適用可能であり、ビット数、リファレンス電圧、コンパレータおよび加算器(エンコーダ)などについて各種の変形例があり得る。   Although the embodiments have been described above, the described embodiments are merely examples, and it goes without saying that various modifications are possible. Each circuit element shown in the described embodiment can be applied to other embodiments, and various modifications can be made with respect to the number of bits, a reference voltage, a comparator, an adder (encoder), and the like.

以上の実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。   Regarding the above embodiment, the following additional notes are disclosed.

(付記1) 複数のリファレンス電圧を発生するリファレンス電圧発生回路と、
信号の電圧を、前記複数のリファレンス電圧のいずれかと比較する複数のコンパレータと、
前記複数のコンパレータの比較結果を演算して前記信号の電圧レベルを示す出力データを生成する演算回路と、を備えるAD変換回路であって、
前記複数のコンパレータの個数は、前記出力データにより表される電圧レベル数から1減じた個数より多く、
前記演算回路は、前記信号の電圧レベルの少なくとも一部を、前記複数のコンパレータのうちの第1コンパレータ及び第2コンパレータの比較結果に基づいて決定することを特徴とするAD変換回路。
(付記2) 前記第1コンパレータ及び前記第2コンパレータは、前記信号の電圧を、前記複数のリファレンス電圧のうちの第1リファレンス電圧と比較することを特徴とする付記1に記載のAD変換回路。
(付記3) 前記演算回路は、前記第1コンパレータと前記第2コンパレータの比較結果を多数決論理で決定する多数決回路を備えることを特徴とする付記2に記載のAD変換回路。
(付記4) 前記リファレンス電圧発生回路は、前記複数のコンパレータに供給する前記リファレンス電圧を切り替えるスイッチ回路を備え、
前記出力データにより表される電圧レベル数が変化することを特徴とする付記1に記載のAD変換回路。
(付記5) 前記出力データにより表される電圧レベル数の最大値は、前記複数のコンパレータの個数に1加えた個数であることを特徴とする付記4に記載のAD変換回路。
(付記6) 前記複数のコンパレータの一部は、動作停止状態にすることが可能であることを特徴とする付記1に記載のAD変換回路。
(付記7) 受信信号を受けて、前記受信信号の電圧レベルを示す出力データを出力する請求項1に記載のAD変換回路と、
前記AD変換回路の出力を等化する等化回路と、を備えることを特徴とする受信回路。
(付記8) 前記出力データにより表される電圧レベル数を変化させるように前記AD変換回路を制御する制御回路をさらに備え、
前記AD変換回路は、前記制御回路の制御に従って、出力する前記出力データにより表される電圧レベル数を変化させることを特徴とする付記7に記載の受信回路。
(付記9) 前記制御回路は、前記等化回路からのエラー情報に基づいて前記AD変換回路を制御することを特徴とする付記8に記載の受信回路。
(Supplementary note 1) a reference voltage generating circuit for generating a plurality of reference voltages;
A plurality of comparators for comparing the voltage of the signal with any of the plurality of reference voltages;
An arithmetic circuit that calculates a comparison result of the plurality of comparators and generates output data indicating a voltage level of the signal,
The number of the plurality of comparators is greater than the number obtained by subtracting 1 from the number of voltage levels represented by the output data,
The AD converter circuit, wherein the arithmetic circuit determines at least part of the voltage level of the signal based on a comparison result of a first comparator and a second comparator of the plurality of comparators.
(Supplementary note 2) The AD converter circuit according to supplementary note 1, wherein the first comparator and the second comparator compare the voltage of the signal with a first reference voltage of the plurality of reference voltages.
(Supplementary Note 3) The AD conversion circuit according to Supplementary Note 2, wherein the arithmetic circuit includes a majority circuit that determines a comparison result of the first comparator and the second comparator by majority logic.
(Supplementary Note 4) The reference voltage generation circuit includes a switch circuit that switches the reference voltage supplied to the plurality of comparators,
The AD converter circuit according to appendix 1, wherein the number of voltage levels represented by the output data changes.
(Supplementary Note 5) The AD conversion circuit according to Supplementary Note 4, wherein the maximum value of the number of voltage levels represented by the output data is a number obtained by adding one to the number of the plurality of comparators.
(Supplementary note 6) The AD conversion circuit according to supplementary note 1, wherein a part of the plurality of comparators can be in an operation stop state.
(Supplementary note 7) The AD conversion circuit according to claim 1, wherein the AD conversion circuit according to claim 1, which receives a reception signal and outputs output data indicating a voltage level of the reception signal;
And an equalization circuit for equalizing the output of the AD conversion circuit.
(Supplementary Note 8) A control circuit is further provided for controlling the AD converter circuit so as to change the number of voltage levels represented by the output data.
8. The receiver circuit according to appendix 7, wherein the AD converter circuit changes the number of voltage levels represented by the output data to be output in accordance with the control of the control circuit.
(Supplementary note 9) The reception circuit according to supplementary note 8, wherein the control circuit controls the AD conversion circuit based on error information from the equalization circuit.

開示したAD変換回路は、どのようなフラッシュ型AD変換回路にも適用可能であり、開示したAD変換回路を使用する受信回路は、信号伝送システムおよびそのような信号伝送システムで使用される受信回路であれば、どのようなものにも適用可能である。   The disclosed AD conversion circuit can be applied to any flash AD conversion circuit, and a reception circuit using the disclosed AD conversion circuit is a signal transmission system and a reception circuit used in such a signal transmission system. As long as it is applicable to anything.

フラッシュ型AD変換回路の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of a flash type AD converter circuit. 高速な信号伝送システムの概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of a high-speed signal transmission system. 伝送による受信信号の劣化と、ADコンバータの必要性を説明する図である。It is a figure explaining deterioration of the received signal by transmission, and necessity of an AD converter. 第1実施形態のAD変換回路の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the AD converter circuit of 1st Embodiment. 第2実施形態のAD変換回路の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the AD converter circuit of 2nd Embodiment. 第3実施形態のAD変換回路の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the AD converter circuit of 3rd Embodiment. 第3実施形態の演算回路の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the arithmetic circuit of 3rd Embodiment. 第3実施形態で発生するリファレンス電圧を説明する図である。It is a figure explaining the reference voltage which generate | occur | produces in 3rd Embodiment. 第3実施形態でリファレンス電圧を発生するref電圧発生回路の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the ref voltage generation circuit which generates a reference voltage in 3rd Embodiment. ref電圧発生回路に設けられる選択回路の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the selection circuit provided in a ref voltage generation circuit. 第4実施形態のAD変換回路の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the AD converter circuit of 4th Embodiment. 第4実施形態でリファレンス電圧を発生するref電圧発生回路の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the ref voltage generation circuit which generates a reference voltage in 4th Embodiment. 第5実施形態のAD変換回路の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the AD converter circuit of 5th Embodiment. 第6実施形態の受信回路の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the receiver circuit of 6th Embodiment. 第7実施形態の受信回路の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the receiver circuit of 7th Embodiment. 受信回路のAD変換回路(ADC)に設けられるコンパレータの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the comparator provided in AD conversion circuit (ADC) of a receiving circuit. 第7実施形態で使用するエンコーダの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the encoder used in 7th Embodiment. 動作停止状態にすることが可能なコンパレータ列の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the comparator row | line | column which can be made into an operation stop state.

符号の説明Explanation of symbols

11 VrefH発生回路
12 VrefL発生回路
13 ラダー抵抗
14、14−1、14−2、14−3 コンパレータ
15 エンコーダ
21−1、21−m コンパレータユニット
31−1〜31−4 AD変換回路
32 Vref発生回路
33 制御回路
34 演算回路
35 加算器
36 除算器
37 セレクタ
51 送信回路
52 伝送線路
53 受信回路
71 AD変換回路(ADC)
72 等化回路(EQ)
11 VrefH generation circuit 12 VrefL generation circuit 13 Ladder resistance 14, 14-1, 14-2, 14-3 Comparator 15 Encoder 21-1, 21-m Comparator unit 31-1 to 31-4 AD conversion circuit 32 Vref generation circuit 33 control circuit 34 arithmetic circuit 35 adder 36 divider 37 selector 51 transmission circuit 52 transmission line 53 reception circuit 71 AD converter circuit (ADC)
72 Equalizer (EQ)

Claims (5)

複数のリファレンス電圧を発生するリファレンス電圧発生回路と、
信号の電圧を、前記複数のリファレンス電圧のいずれかと比較する複数のコンパレータと、
前記複数のコンパレータの比較結果を演算して前記信号の電圧レベルを示す出力データを生成する演算回路と、を備えるAD変換回路であって、
前記複数のコンパレータの個数は、前記出力データにより表される電圧レベル数から1減じた個数より多く、
前記演算回路は、前記信号の電圧レベルの少なくとも一部を、前記複数のコンパレータのうちの第1コンパレータ及び第2コンパレータの比較結果に基づいて決定し、
前記リファレンス電圧発生回路は、前記複数のコンパレータに供給する前記リファレンス電圧を切り替えるスイッチ回路を備え、
前記出力データにより表される電圧レベル数が変化することを特徴とするAD変換回路。
A reference voltage generation circuit for generating a plurality of reference voltages;
A plurality of comparators for comparing the voltage of the signal with any of the plurality of reference voltages;
An arithmetic circuit that calculates a comparison result of the plurality of comparators and generates output data indicating a voltage level of the signal,
The number of the plurality of comparators is greater than the number obtained by subtracting 1 from the number of voltage levels represented by the output data,
The arithmetic circuit determines at least part of the voltage level of the signal based on a comparison result of a first comparator and a second comparator of the plurality of comparators ,
The reference voltage generation circuit includes a switch circuit that switches the reference voltage supplied to the plurality of comparators,
An AD conversion circuit characterized in that the number of voltage levels represented by the output data changes .
前記第1コンパレータ及び前記第2コンパレータは、前記信号の電圧を、前記複数のリファレンス電圧のうちの第1リファレンス電圧と比較することを特徴とする請求項1に記載のAD変換回路。   The AD converter circuit according to claim 1, wherein the first comparator and the second comparator compare the voltage of the signal with a first reference voltage of the plurality of reference voltages. 受信信号を受けて、前記受信信号の電圧レベルを示す出力データを出力する請求項1に記載のAD変換回路と、
前記AD変換回路の出力を等化する等化回路と、を備えることを特徴とする受信回路。
The AD converter circuit according to claim 1, which receives a reception signal and outputs output data indicating a voltage level of the reception signal;
And an equalization circuit for equalizing the output of the AD conversion circuit.
前記出力データにより表される電圧レベル数を変化させるように前記AD変換回路を制御する制御回路をさらに備え、
前記AD変換回路は、前記制御回路の制御に従って、出力する前記出力データにより表される電圧レベル数を変化させることを特徴とする請求項3に記載の受信回路。
A control circuit for controlling the AD converter circuit so as to change the number of voltage levels represented by the output data;
The receiving circuit according to claim 3, wherein the AD conversion circuit changes the number of voltage levels represented by the output data to be output in accordance with control of the control circuit.
前記制御回路は、前記等化回路からのエラー情報に基づいて前記AD変換回路を制御することを特徴とする請求項4に記載の受信回路。   The receiving circuit according to claim 4, wherein the control circuit controls the AD conversion circuit based on error information from the equalization circuit.
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