JPH0139248B2 - - Google Patents

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JPH0139248B2
JPH0139248B2 JP58160023A JP16002383A JPH0139248B2 JP H0139248 B2 JPH0139248 B2 JP H0139248B2 JP 58160023 A JP58160023 A JP 58160023A JP 16002383 A JP16002383 A JP 16002383A JP H0139248 B2 JPH0139248 B2 JP H0139248B2
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JP
Japan
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bits
converter
code
codes
bit
Prior art date
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JP58160023A
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Japanese (ja)
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JPS6051332A (en
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Masaru Tanaka
Natsuki Yoshida
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Horiba Ltd
Original Assignee
Horiba Ltd
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M1/00Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
    • H03M1/06Continuously compensating for, or preventing, undesired influence of physical parameters
    • H03M1/08Continuously compensating for, or preventing, undesired influence of physical parameters of noise
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M1/00Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
    • H03M1/12Analogue/digital converters
    • H03M1/34Analogue value compared with reference values
    • H03M1/38Analogue value compared with reference values sequentially only, e.g. successive approximation type
    • H03M1/46Analogue value compared with reference values sequentially only, e.g. successive approximation type with digital/analogue converter for supplying reference values to converter

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、逐次比較型AD変換器に関する。[Detailed description of the invention] [Industrial application field] The present invention relates to a successive approximation type AD converter.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来より、放射線計測装置、シングルフオトン
型蛍光寿命測定装置のように、マルチチヤンネル
アナライザ(MCA)を使用した測定装置におい
ては、主として積分型AD変換器が用いられてお
り、逐次比較型AD変換器は余り用いられていな
かつた。
Conventionally, in measurement devices using multi-channel analyzers (MCAs), such as radiation measurement devices and single-photon fluorescence lifetime measurement devices, integral type AD converters have been mainly used, and successive approximation type AD converters have been used. The vessel was not used much.

これは、逐次比較型AD変換器が変換速度の点
では積分型AD変換器より優れてはいるものの、
微分非直線性(DNL)の点で劣るためである。
This is because although successive approximation type AD converters are superior to integral type AD converters in terms of conversion speed,
This is because it is inferior in terms of differential nonlinearity (DNL).

第1図は逐次比較型AD変換器のDNLパターン
を模式化して表したものであるが、大きな非直線
誤差(図中、斜線部)はビツトパターンが大きく
変化するモードで発生している(例えば01111→
10000のA部)。また、この場合、あるコード
(01111)のところで負の非直線誤差を持つと、こ
のコードと隣合うコード(10000)のところでは
ほぼ同量の正の非直線誤差を持つことが多い。
Figure 1 is a schematic representation of the DNL pattern of a successive approximation type AD converter. Large non-linear errors (shaded areas in the figure) occur in modes where the bit pattern changes significantly (for example, 01111→
10000 part A). Furthermore, in this case, if a certain code (01111) has a negative nonlinear error, the code adjacent to this code (10000) often has approximately the same amount of positive nonlinear error.

このような非直線誤差は主として変換中に変換
器のアナラグ部に混入した外来ノイズによつて生
ずるが、ICを用いているこの種の変換器ではIC
内部のクロツクノイズによつても発生する。
Such nonlinear errors are mainly caused by external noise that enters the analog section of the converter during conversion, but in this type of converter that uses an IC, the IC
It can also be caused by internal clock noise.

而して、処理速度が要求されるときは、積分型
AD変換器に代えて逐次比較型AD変換器が用い
られるが、上述の欠点を除去するため、データの
ビツト数以上のビツト数を有するICを用い、下
位ビツトを必要な精度に合わせて使用しないよう
にするいわゆる下位ビツト落としを行つて精度を
向上させている。
Therefore, when processing speed is required, the integral type
A successive approximation type AD converter is used instead of an AD converter, but in order to eliminate the above-mentioned drawbacks, an IC with a number of bits greater than the number of data bits is used, and the lower bits are not used to match the required precision. The precision is improved by dropping the lower bits.

すなわち、この下位ビツト落としとは、DNL
を±1%以下に抑えようとする場合、8ビツトの
データを取るのに14ビツトのICを用い、下位6
ビツトを使用しないと云う方法である。
In other words, this dropping of lower bits means that DNL
If you want to keep the value below ±1%, use a 14-bit IC to capture 8-bit data, and
This is a method that does not use bits.

第2図はこの方法によるコード対称図を示し、
図示例では下位1ビツトを使用してない。
Figure 2 shows the code symmetry diagram obtained by this method,
In the illustrated example, the lower 1 bit is not used.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

しかしながら、上述の単なる下位ビツト落とし
は、隣合うコードを順次2つずつまとめてグルー
プ化したことと結果的には同じであるが、このよ
うなグループ化では第1図のA部と同様にビツト
パターンが大きく変化する部分(B部)が依然存
在することとなり、逐次比較型AD変換器のDNL
特性は改善されたとは云えないのである。
However, simply dropping the lower bits as described above has the same result as sequentially grouping two adjacent codes together, but in such grouping, the bits are dropped as in part A in Figure 1. There is still a part (part B) where the pattern changes significantly, and the DNL of the successive approximation type AD converter
It cannot be said that the characteristics have been improved.

本発明は、逐次比較型AD変換器のビツトパタ
ーンが大きく変化するモードにおける相隣合う2
つのコードが、正負の符号が互いに反対でかつほ
ぼ等量の非直線誤差を有するというこの種のAD
変換器独特のDNL特性に着目し、コードのグル
ープ化に際し、ビツトパターンが大きく変化する
組み合わせが対になるようにしてAD変換器の
DNL特性を大幅に改善することを目的とする。
The present invention is designed to detect two adjacent signals in a mode in which the bit pattern of a successive approximation type AD converter changes significantly.
This type of AD has two codes with opposite signs and approximately equal amounts of nonlinear errors.
Focusing on the DNL characteristics unique to converters, when grouping codes, we create pairs of combinations that have large bit pattern changes, and improve the performance of AD converters.
The purpose is to significantly improve DNL characteristics.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

上述の目的を達成するため、本発明に係る逐次
比較型AD変換器は、AD変換器の出力側にデイ
ジタルメモリを接続し前記AD変換器のビツト数
をデータ出力のビツト数よりも大きく設定すると
ともに、前記デイジタルメモリにおいて、前記
AD変換器からのコード出力を、先ず、2n(但し、
nは不使用ビツト数)を除くコード数だけ正の方
向にコードシフトし、次いで、下位ビツトを落と
すことにより、1グループとしてまとめられるコ
ード中に必ずビツトパターンの大きく変化する組
み合わせが対になつて含まれるようにし、前記デ
イジタルメモリから所定ビツト数を有するデータ
出力が出力されるように構成した点に特徴があ
る。
In order to achieve the above object, the successive approximation type AD converter according to the present invention connects a digital memory to the output side of the AD converter, and sets the number of bits of the AD converter to be larger than the number of bits of the data output. In addition, in the digital memory, the
First, the code output from the AD converter is 2 n (however,
By shifting the codes in the positive direction by the number of codes excluding n (where n is the number of unused bits) and then dropping the lower bits, it is possible to ensure that there are pairs of codes that are grouped together that have significantly different bit patterns. The digital memory is characterized in that the data output having a predetermined number of bits is outputted from the digital memory.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の実施例を、図面を参照しながら
説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第3図において、1はMビツトのAD変換器
で、その入力側に加算回路2、出力側にROMな
どのデイジタルメモリ3をそれぞれ接続してい
る。
In FIG. 3, reference numeral 1 denotes an M-bit AD converter, to which an adder circuit 2 is connected to its input side, and a digital memory 3 such as a ROM is connected to its output side.

前記加算回路2はアナログ入力VINと、このア
ナログ入力VINをデイジタル的にシフトしたシフ
ト量に相当するオフセツト電圧とを加算してAD
変換器1に入力している。そして、前記オフセツ
ト電圧は例えば次のように設定される。すなわ
ち、MビツトのAD変換器1の出力をpコードだ
けシフトする場合、アナログ入力VINのフルスケ
ール値をVFSとするときのオフセツト電圧EOSは、
EOS=p/2M×VFSで表される。
The adder circuit 2 adds the analog input V IN and an offset voltage corresponding to the shift amount obtained by digitally shifting this analog input V IN, and outputs an AD signal.
It is input to converter 1. The offset voltage is set as follows, for example. That is, when shifting the output of the M-bit AD converter 1 by p codes, the offset voltage E OS when the full scale value of the analog input V IN is V FS is:
It is expressed as E OS = p/2 M × V FS .

前記デイジタルメモリ3は前記AD変換器1の
コード出力pを2n(但し、nは不使用ビツト数)
を除くコド数だけコードシフトした後、所定ビツ
ト数Nのデータとして変換し、これをデータ出力
qとして出力するものである(但し、M=N+n
である)。なお、ここで、コードシフトとは、自
然数が増大する方向、すなわち、正の方向にコー
ドをずらすことを云う。
The digital memory 3 converts the code output p of the AD converter 1 into 2 n (where n is the number of unused bits)
After shifting the code by the number of codes excluding
). Note that the code shift here refers to shifting the code in the direction in which the natural number increases, that is, in the positive direction.

例えばこのデイジタルメモリ3内に、AD変換
器1のMビツトのコード出力pのうち、下位の数
ビツトを減らし、必要ビツト(例えばNビツト)
を有するデータ出力qとするような変換表を書き
込んだものである。
For example, in this digital memory 3, of the M-bit code output p of the AD converter 1, the lower several bits are reduced and the necessary bits (for example, N bits) are stored.
This is a conversion table written such that the data output q has .

第4図は1コードシフトした後、下位1ビツト
を落とすときの変換表を図示したもので、比較の
ために、従来の単なる下位ビツト落としによるコ
ードをも示してある。
FIG. 4 shows a conversion table when the lower 1 bit is dropped after shifting by 1 code, and for comparison, a conventional code by simply dropping the lower bit is also shown.

すなわち、この図の左端の数字は0から31まで
の10進数で、欄は前記10進数に対応する5ビツ
トの2進数コードである。そして、欄は欄に
おけるコードを1コードずつ正の方向にずらした
ものである。欄は欄のコードをさらに下位1
ビツト落とした後のコードを示す。欄は隣接す
る2つのコードを1グループにまとめた後のコー
ドを示す。つまり、欄のコードを1コードシフ
トした後、下位1ビツトを落とすことにより、
欄に示すようなコードが得られるのである。
That is, the numbers at the left end of this figure are decimal numbers from 0 to 31, and the columns are 5-bit binary codes corresponding to the decimal numbers. The columns are obtained by shifting the codes in the columns one code at a time in the positive direction. In the column, the code in the column is further lowered by 1.
The code after dropping the bits is shown. The column shows the code after two adjacent codes are grouped into one group. In other words, by shifting the code in the column by one code and then dropping the lower 1 bit,
The code shown in the column is obtained.

この図から判るように、本発明では1コードず
らしてから使用するビツトを減らし(下位ビツト
を落とし)ているので、1グループとしてまとめ
られるコード中には、必ずビツトパターンが大き
く変化する組み合わせが対になつて入ることにな
る(図中のC部分)。従つて、この部分における
非直線誤差は正負互いに相殺され、DNL特性が
大幅に改善されるのである。
As can be seen from this figure, in the present invention, the number of bits used is reduced (dropping the lower bits) after shifting one code, so among the codes that are grouped together, there are always combinations in which the bit pattern changes significantly. (section C in the diagram). Therefore, the positive and negative nonlinear errors in this part cancel each other out, and the DNL characteristics are greatly improved.

第5図〜第7図はそれぞれデイジタルメモリ3
内に書き込まれる変換表の例を示すもので、第5
図は1コードシフトした後、下位2ビツトを落と
したもの、第6図は2コードシフトした後、下位
2ビツトを落としたもの、第7図は3コードシフ
トした後、下位2ビツトを落としたものをそれぞ
れ示し、その手順は第4図に示すものと同様であ
ることは云うまでもない。
Figures 5 to 7 each show the digital memory 3.
This shows an example of the conversion table written in the fifth page.
The figure shows the result after shifting 1 code and then dropping the lower 2 bits. Figure 6 shows the result after shifting 2 codes and dropping the lower 2 bits. Figure 7 shows the result after shifting 3 codes and dropping the lower 2 bits. It goes without saying that the procedures are the same as those shown in FIG. 4.

また、第8図は4コードシフトした後、下位2
ビツトを落としたものを示すが、これは単に下位
2ビツトを落とした場合と同じことになり、具合
が悪い例である。
Also, in Figure 8, after 4 code shifts, the lower 2
This is a bad example, as it is the same as simply dropping the lower two bits.

第9図は10ビツトのAD変換器を用いて測定し
たMCA出力DNL特性図で、同図aは10ビツトの
AD変換器をそのまま用いた場合、同図bは単に
下位2ビツトを落とし、上位8ビツトだけを利用
するようにした場合、同図cは本発明による場合
をそれぞれ示している。
Figure 9 shows the MCA output DNL characteristics measured using a 10-bit AD converter, and a in the same figure shows the 10-bit AD converter.
When the AD converter is used as it is, Figure b shows the case where the lower two bits are simply dropped and only the upper eight bits are used, and Figure c shows the case according to the present invention.

この図からも明らかなように、本発明に係る逐
次比較型AD変換器は、従来のこの種の装置に比
較してその精度が大幅に改善されている。
As is clear from this figure, the successive approximation type AD converter according to the present invention has significantly improved accuracy compared to conventional devices of this type.

第10図は本発明の他の実施例を示すもので、
この実施例においては、MビツトのAD変換器1
1の出力をそのままMビツトのMCA12に蓄積
し、蓄積後のデータを演算器13によつて隣合つ
たチヤンネル(AD変換器11の隣合つた各コー
ド)ずつを1グループ化して加算するようにして
いる。なお、この図において、14はNビツトの
デイジタルメモリ、15は加算回路、16はデー
タバス、17はアドレスバスである。
FIG. 10 shows another embodiment of the present invention,
In this embodiment, an M-bit AD converter 1
The output of 1 is stored as it is in the M-bit MCA 12, and the data after the storage is added by the arithmetic unit 13 by grouping each adjacent channel (each adjacent code of the AD converter 11) into one group. ing. In this figure, 14 is an N-bit digital memory, 15 is an adder circuit, 16 is a data bus, and 17 is an address bus.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように、本発明によれば、AD変
換器のビツト数をデータ出力のビツト数よりも大
きく設定するとともに、AD変換器からのコード
出力を、先ず、2n(但し、nは不使用ビツト数)
を除くコード数だけ正の方向にコードシフトし、
次いで、下位ビツトを落とすことにより、1グル
ープとしてまとめられるコード中に必ずビツトパ
ターンの大きく変化する組み合わせが対になつて
含まれるようにしているので、逐次比較型AD変
換器のDNL特性を改善することができ、その精
度を大幅に向上させることができる。従つて、こ
の種のAD変換器の応用分野の拡大が期待できる
ものである。
As explained above, according to the present invention, the number of bits of the AD converter is set larger than the number of bits of the data output, and the code output from the AD converter is first set to 2 n (where n is an integer). number of bits used)
Shift the code in the positive direction by the number of codes excluding
Next, by dropping the lower bits, we ensure that the codes that are grouped together include pairs of bit patterns that change significantly, which improves the DNL characteristics of the successive approximation type AD converter. The accuracy can be greatly improved. Therefore, the field of application of this type of AD converter can be expected to expand.

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

第1図は従来の逐次比較型AD変換器のDNLパ
ターンを示す説明図、第2図は単に下位ビツトを
落とした場合のコード対称図である。第3図〜第
9図は本発明の一実施例を示し、第3図は本発明
に係る逐次比較型AD変換器の構成例を示すブロ
ツク図、第4図〜第8図はそれぞれコードシフト
後、下位ビツトを落とした場合の変換を示す説明
図、第9図は逐次比較型AD変換器のMCA出力
DNL特性図である。第10図は本発明の他の実
施例を示すブロツク図である。 1,11…AD変換器、3,14…デイジタル
メモリ、p…コード出力、q…データ出力。
FIG. 1 is an explanatory diagram showing the DNL pattern of a conventional successive approximation type AD converter, and FIG. 2 is a code symmetry diagram when the lower bits are simply dropped. 3 to 9 show an embodiment of the present invention, FIG. 3 is a block diagram showing a configuration example of a successive approximation type AD converter according to the present invention, and FIGS. 4 to 8 are code shift diagrams, respectively. An explanatory diagram showing the conversion when lower bits are dropped after that. Figure 9 is the MCA output of a successive approximation type AD converter.
It is a DNL characteristic diagram. FIG. 10 is a block diagram showing another embodiment of the present invention. 1, 11...AD converter, 3, 14...digital memory, p...code output, q...data output.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 AD変換器の出力側にデイジタルメモリを接
続し前記AD変換器のビツト数をデータ出力のビ
ツト数よりも大きく設定するとともに、前記デイ
ジタルメモリにおいて、前記AD変換器からのコ
ード出力を、先ず、2n(但し、nは不使用ビツト
数)を除くコード数だけ正の方向にコードシフト
し、次いで、下位ビツトを落とすことにより、1
グループとしてまとめられるコード中に必ずビツ
トパターンの大きく変化する組み合わせが対にな
つて含まれるようにし、前記デイジタルメモリか
ら所定ビツト数を有するデータ出力が出力される
ように構成したことを特徴とする逐次比較型AD
変換器。
1. A digital memory is connected to the output side of the AD converter, the number of bits of the AD converter is set to be larger than the number of bits of the data output, and the code output from the AD converter is first read in the digital memory. 2 By shifting the code in the positive direction by the number of codes excluding n (where n is the number of unused bits) and then dropping the lower bits, 1
The sequential method is characterized in that the codes that are grouped together always include pairs of combinations of bit patterns that vary greatly, and the digital memory outputs data having a predetermined number of bits. Comparative AD
converter.
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