JPH0149056B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0149056B2
JPH0149056B2 JP58010870A JP1087083A JPH0149056B2 JP H0149056 B2 JPH0149056 B2 JP H0149056B2 JP 58010870 A JP58010870 A JP 58010870A JP 1087083 A JP1087083 A JP 1087083A JP H0149056 B2 JPH0149056 B2 JP H0149056B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
capacitor
output
switch
inverting amplifier
voltage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP58010870A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS59135926A (en
Inventor
Makoto Imamura
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yokogawa Electric Corp
Original Assignee
Yokogawa Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yokogawa Electric Corp filed Critical Yokogawa Electric Corp
Priority to JP1087083A priority Critical patent/JPS59135926A/en
Publication of JPS59135926A publication Critical patent/JPS59135926A/en
Publication of JPH0149056B2 publication Critical patent/JPH0149056B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の属する技術分野〕 本発明は縦続方式のA/D変換器の改良に関す
るものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of the Invention] The present invention relates to an improvement of a cascade type A/D converter.

〔従来技術〕[Prior art]

第1図は従来の縦続型A/D変換器に用いられ
る1ビツトのA/D変換器である。入力信号VIN
が入力端子1に加えられると、サンプル・ホール
ド回路(以下S/H回路と呼ぶ)2でサンプル・
ホールドされ、その保持された電圧VH(VIN)と
基準電圧VR/2は比較回路3で比較される。VH
<VR/2のとき比較回路3の出力VODはローレベ
ル(L)となりスイツチS1を閉、S2を開とし
演算増幅器4からVOA=2VH=2VINを出力する。
VH>VR/2のとき比較回路3の出力VODはハイレ
ベル(H)となり、スイツチS1を開、S2を閉
とし演算増幅器4からVOA=2VH−VR=2VIN−VR
を出力する。第2図は演算増幅器4からの剰余出
力VOAと入力信号VINとの関係を図示したもので
ある。すなわち入力信号VINを基準電圧VR/2と
比較して1ビツトの変換を行つた後比較電圧との
“剰余”を出力している。第1図に示す1ビツト
A/D変換器を複数段縦続接続して前段の剰余出
力を後段の入力とすれば、各段からの1ビツト出
力(比較出力)の組合わせは複数ビツトのA/D
変換出力を構成する。
FIG. 1 shows a 1-bit A/D converter used in a conventional cascade type A/D converter. Input signal V IN
is applied to input terminal 1, sample and hold circuit (hereinafter referred to as S/H circuit) 2 samples and holds the signal.
The held voltage V H (V IN ) and the reference voltage V R /2 are compared in a comparator circuit 3 . V H
When <V R /2, the output V OD of the comparison circuit 3 becomes a low level (L), and the switch S1 is closed and switch S2 is opened, and the operational amplifier 4 outputs V OA =2V H =2V IN .
When V H > V R /2, the output V OD of the comparator circuit 3 becomes high level (H), the switch S1 is opened, the switch S2 is closed, and the operational amplifier 4 outputs V OA = 2V H −V R = 2V IN −V R
Output. FIG. 2 illustrates the relationship between the residual output V OA from the operational amplifier 4 and the input signal V IN . That is, the input signal V IN is compared with the reference voltage V R /2, 1-bit conversion is performed, and the "remainder" from the comparison voltage is output. If multiple stages of 1-bit A/D converters shown in Figure 1 are connected in cascade and the remainder output of the previous stage is used as the input of the latter stage, the combination of 1-bit outputs (comparison outputs) from each stage will be the A/D converter of multiple bits. /D
Configure conversion output.

ところが第1図に示すような1ビツトA/D変
換器の場合、S/H回路2、比較回路3、演算増
幅器4のオフセツトおよびスイツチS1,S2の
オン抵抗などはすべてA/D変換器の精度を制限
する要因となる。このため複雑で高価なコンポー
ネントを用いなければ良い性能が得られないとい
う欠点があり、IC化も難しいため、A/D変換
方式の原理としては比較的簡単であるにも拘ら
ず、縦続型A/D変換器はこれまであまり実用化
されていなかつた。
However, in the case of a 1-bit A/D converter as shown in Figure 1, the offsets of the S/H circuit 2, comparator circuit 3, and operational amplifier 4, and the on-resistances of switches S1 and S2 are all dependent on the A/D converter. This is a factor that limits accuracy. For this reason, it has the disadvantage that good performance cannot be obtained without using complex and expensive components, and it is difficult to implement it into an IC. /D converters have not been put into practical use until now.

〔目 的〕〔the purpose〕

本発明は上記の問題点を解決するためになされ
たものであつて、簡単な構成で性能が良くIC化
の容易な縦続型A/D変換器を実現することを目
的とする。
The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to realize a cascade type A/D converter with a simple configuration, good performance, and easy integration into an IC.

〔概 要〕 上記の目的を達成するために本発明の第1の要
旨とするところは、入力電圧を基準電圧と比較し
て比較出力および剰余出力を発生するA/D変換
器において、入力電圧がその一端に印加される第
1のスイツチと、この第1のスイツチの他端がそ
の一端に接続する第1のキヤパシタと、この第1
のキヤパシタの他端とコモンの間に接続する第2
のスイツチと、前記第1のキヤパシタの一端と基
準電圧の間に接続する第3のスイツチと、前記第
1のキヤパシタの一端に関連してその一端が接続
する第2のキヤパシタと、この第2のキヤパシタ
の他端にその入力端子が接続する反転増幅器と、
この反転増幅器の入力端子と出力端子の間に接続
する第4のスイツチと、前記反転増幅器の出力端
子と前記第2のキヤパシタの一端の間に接続する
第5のスイツチと、前記反転増幅器の出力端子と
前記第1のキヤパシタの他端の間に接続する第6
のスイツチとを備え、クロツク信号により3つの
区間を順番に発生し、第1の区間で第1、第4の
スイツチをオンとして入力電圧に対応する電圧を
第2のキヤパシタに充電し、第2の区間で第2、
第3のスイツチをオンとして基準電圧を第1のキ
ヤパシタに充電して反転増幅器から比較出力を発
生し、第3の区間で前記比較出力に対応して第5
または第6のスイツチをオンとして反転増幅器か
ら剰余出力を発生するように構成したことを特徴
とする1ビツトのA/D変換器に存する。
[Summary] In order to achieve the above object, the first gist of the present invention is to provide an A/D converter that compares an input voltage with a reference voltage and generates a comparison output and a residual output. is applied to one end of the first switch, a first capacitor to which the other end of the first switch is connected to one end;
The second terminal connected between the other end of the capacitor and the common
a third switch connected between one end of the first capacitor and a reference voltage; a second capacitor, one end of which is connected in relation to one end of the first capacitor; an inverting amplifier whose input terminal is connected to the other end of the capacitor;
a fourth switch connected between the input terminal and the output terminal of the inverting amplifier; a fifth switch connected between the output terminal of the inverting amplifier and one end of the second capacitor; and an output terminal of the inverting amplifier. a sixth capacitor connected between the terminal and the other end of the first capacitor;
The switch sequentially generates three sections using a clock signal, and in the first section, the first and fourth switches are turned on to charge the second capacitor with a voltage corresponding to the input voltage, and the second capacitor is charged with a voltage corresponding to the input voltage. 2nd in the section of
A third switch is turned on to charge the first capacitor with a reference voltage to generate a comparison output from the inverting amplifier, and in a third period, a fifth switch is generated corresponding to the comparison output.
Alternatively, the present invention resides in a 1-bit A/D converter characterized in that the sixth switch is turned on to generate a residual output from an inverting amplifier.

本発明の第2の要旨とするところは、入力電圧
を基準電圧と比較して比較出力および剰余出力を
発生するA/D変換器において、入力電圧がその
一端に印加される第1のスイツチと、この第1の
スイツチの他端がその一端に接続する第1のキヤ
パシタと、この第1のキヤパシタの他端とコモン
の間に接続する第2のスイツチと、前記第1のキ
ヤパシタの一端と基準電圧の間に接続する第3の
スイツチと、前記第1のキヤパシタの一端に関連
してその一端が接続する第2のキヤパシタと、こ
の第2のキヤパシタの他端にその入力端子が接続
する反転増幅器と、この反転増幅器の入力端子と
出力端子の間に接続する第4のスイツチと、前記
反転増幅器の出力端子と前記第2のキヤパシタの
一端の間に接続する第5のスイツチと、前記反転
増幅器の出力端子と前記第1のキヤパシタの他端
の間に接続する第6のスイツチとを備え、クロツ
ク信号により3つの区間を順番に発生し、第1の
区間で第1、第4のスイツチをオンとして入力電
圧に対応する電圧を第2のキヤパシタに充電し、
第2の区間で第2、第3のスイツチをオンとして
基準電圧を第1のキヤパシタに充電して反転増幅
器から比較出力を発生し、第3の区間で前記比較
出力に対応して第5または第6のスイツチをオン
として反転増幅器から剰余出力を発生するように
構成した1ビツトのA/D変換回路を複数段縦続
接続して各段の剰余出力を次段の入力電圧とし、
各段から発生する比較出力に基づいて複数ビツト
のデイジタル出力を発生するように構成したこと
を特徴とするA/D変換器に存する。
The second gist of the present invention is that, in an A/D converter that compares an input voltage with a reference voltage and generates a comparison output and a residual output, a first switch to which the input voltage is applied to one end; , a first capacitor to which the other end of the first switch is connected to one end; a second switch connected between the other end of the first capacitor and the common; and one end of the first capacitor; a third switch connected between the reference voltages; a second capacitor, one end of which is connected in relation to one end of the first capacitor, and an input terminal of the second capacitor connected to the other end of the second capacitor; an inverting amplifier; a fourth switch connected between the input terminal and the output terminal of the inverting amplifier; a fifth switch connected between the output terminal of the inverting amplifier and one end of the second capacitor; a sixth switch connected between the output terminal of the inverting amplifier and the other end of the first capacitor; the switch generates three sections in sequence according to the clock signal; Turn on the switch and charge the second capacitor with a voltage corresponding to the input voltage,
In the second period, the second and third switches are turned on to charge the first capacitor with the reference voltage to generate a comparison output from the inverting amplifier, and in the third period, the fifth or third switch is turned on corresponding to the comparison output. A plurality of 1-bit A/D conversion circuits configured to generate a residual output from an inverting amplifier by turning on the sixth switch are connected in cascade, and the residual output of each stage is used as the input voltage of the next stage.
The present invention relates to an A/D converter characterized in that it is configured to generate a multi-bit digital output based on comparison outputs generated from each stage.

〔実施例の説明〕[Explanation of Examples]

以下図面を用いて本発明を説明する。第3図は
本発明の一実施例を示す電気回路図で、1ビツト
のA/D変換器である。11はアナログ入力信号
VINが加えられる入力端子、S11はその一端が
この入力端子11に接続する第1のスイツチ、C
1はこのスイツチS11の他端にその一端が接続
する第1のキヤパシタ、S12はこのキヤパシタ
C1の他端にその一端が接続し、他端がコモンに
接続する第2のスイツチ、S13は前記スイツチ
S11の他端にその一端が接続し他端が基準電圧
VR/2の加わる端子12に接続する第3のスイ
ツチ、C2は前記スイツチS11の他端にその一
端が接続する第2のキヤパシタ、13はこのキヤ
パシタC2の他端がその入力端子に接続する反転
増幅器で、例えばCMOSのインバータなどを用
いることができる。S14は前記反転増幅器13
の出力端子と前記入力端子とに接続する第4のス
イツチ、R1とR2は前記反転増幅器13の前記
出力端子に接続してその出力を分圧する、値の等
しい抵抗、S16はこの抵抗R1とR2の接続点
と前記キヤパシタC1の他端とに接続する第6の
スイツチ、S15は前記抵抗R1とR2の接続点
と前記キヤパシタC1の一端とに接続する第5の
スイツチである。14はスイツチS11,S14
を制御するクロツクCP1が加えられるクロツク
入力端子、15はスイツチS12,S13を制御
するクロツクCP2が加えられるクロツク入力端
子、16はクロツクCP3が加えられるクロツク
入力端子、17はこのクロツクCP3をそのクロ
ツク入力とし前記反転増幅器13からの比較出力
をそのD入力とするD形フリツプ・フロツプ(以
下D形F・Fと呼ぶ)、18はこのD形F・Fの
反転出力および前記クロツクCP3を入力とし出
力をスイツチS15に加えるAND回路、19は
このD形F・Fの非反転出力および前記クロツク
CP3を入力とし出力をスイツチS16に加える
AND回路である。20は前記反転増幅器からの
出力を外部に送出する出力端子である。
The present invention will be explained below using the drawings. FIG. 3 is an electrical circuit diagram showing one embodiment of the present invention, which is a 1-bit A/D converter. 11 is analog input signal
An input terminal to which V IN is applied, S11 is a first switch whose one end is connected to this input terminal 11, C
1 is a first capacitor whose one end is connected to the other end of this switch S11, S12 is a second switch whose one end is connected to the other end of this capacitor C1, and whose other end is connected to a common, and S13 is the above-mentioned switch. One end is connected to the other end of S11, and the other end is the reference voltage.
A third switch is connected to terminal 12 to which V R /2 is applied, C2 is a second capacitor whose one end is connected to the other end of the switch S11, and 13 is a second capacitor whose other end is connected to its input terminal. For example, a CMOS inverter can be used as an inverting amplifier. S14 is the inverting amplifier 13
a fourth switch connected to the output terminal and the input terminal of the inverting amplifier 13; R1 and R2 are resistors of equal value connected to the output terminal of the inverting amplifier 13 to divide the output; S16 is the resistor R1 and R2; A sixth switch S15 is a fifth switch connected to the connection point of the resistors R1 and R2 and one end of the capacitor C1. 14 is switch S11, S14
15 is a clock input terminal to which clock CP2 for controlling switches S12 and S13 is applied. 16 is a clock input terminal to which clock CP3 is applied. 17 is the clock input terminal for this clock CP3. A D-type flip-flop (hereinafter referred to as D-type F.F.) takes the comparison output from the inverting amplifier 13 as its D input, and 18 receives the inverted output of this D-type F.F and the clock CP3 as its input and outputs it. 19 is the non-inverting output of this D-type FF and the above-mentioned clock.
Use CP3 as input and add output to switch S16
It is an AND circuit. 20 is an output terminal for sending the output from the inverting amplifier to the outside.

なお上記のスイツチS11〜S16、D形F・
F17およびAND回路18,19は上記1ビツ
トA/D変換回路の接続状態をスイツチで切換え
るスイツチ手段を構成している。
In addition, the above switches S11 to S16, D type F.
F17 and AND circuits 18 and 19 constitute a switch means for switching the connection state of the 1-bit A/D conversion circuit.

次に本回路の動作を説明する。回路全体は第4
図に示す3相のクロツクCP1〜CP3によつて駆
動される。
Next, the operation of this circuit will be explained. The entire circuit is the fourth
It is driven by three-phase clocks CP1 to CP3 shown in the figure.

クロツクCP1がHとなる第1の区間T1では
スイツチS11およびS14が閉となりその他の
スイツチは開となる。スイツチS14が閉じてい
ると反転増幅器13の入出力端子は一定値VOFF
(演算増幅器のオフセツト電圧やインバータのし
きい値電圧など)となり、したがつてキヤパシタ
C2は端子間電圧VIN−VOFFで充電される。
In the first period T1 in which the clock CP1 becomes H, the switches S11 and S14 are closed and the other switches are open. When the switch S14 is closed, the input and output terminals of the inverting amplifier 13 have a constant value V OFF.
(Offset voltage of operational amplifier, threshold voltage of inverter, etc.) Therefore, capacitor C2 is charged with voltage V IN -V OFF between terminals.

クロツクCP2がHとなる第2の区間T2では
スイツチS12とS13のみが閉となる。このと
きC1は基準電圧VR/2に充電され、反転増幅
器13の入力電圧Vxは Vx=VR/2−VIN+VOFF となる。スイツチS14は開いているので、反転
増幅器13は比較器として働き、前記入力電圧
VxがVOFFより高いと、すなわち VR/2>VIN ならば反転増幅器13の比較出力はL、逆の場合
はHとなつて、1ビツトのA/D変換出力が得ら
れる。
In the second period T2 when the clock CP2 goes high, only the switches S12 and S13 are closed. At this time, C1 is charged to the reference voltage V R /2, and the input voltage Vx of the inverting amplifier 13 becomes Vx = V R /2 - V IN +V OFF . Since the switch S14 is open, the inverting amplifier 13 acts as a comparator and the input voltage
When Vx is higher than V OFF , that is, if V R /2>V IN , the comparison output of the inverting amplifier 13 becomes L, and in the opposite case, it becomes H, and a 1-bit A/D conversion output is obtained.

クロツクCP3がHとなる第3の区間T3では
スイツチS15またはS16のどちらか一方だけ
が閉となる。区間T2における演算増幅器13か
らの比較出力はクロツクCP3の立上がりのタイ
ミングでD形F・F17の出力側に転送され、前
記比較出力がLのときS15が閉じ前記比較出力
がHのときS16が閉じて、どちらの場合もVx
=VOFFとなつて平衡する。すなわち、比較出力が
Lのときは、 Vx=Vo/2−(VIN−VOFF)=VOFF より、反転増幅器13の出力Voは Vo=2VIN となる。一方比較出力がHのときは、同様に Vx=Vo/2+VR/2−(VIN−VOFF)=VOFF より Vo=2VIN−VR となり剰余出力が得られる。
In the third period T3 when the clock CP3 goes high, only one of the switches S15 and S16 is closed. The comparison output from the operational amplifier 13 in section T2 is transferred to the output side of the D-type F/F17 at the rising edge of the clock CP3, and when the comparison output is L, S15 is closed and when the comparison output is H, S16 is closed. In both cases, Vx
= V OFF and equilibrium is reached. That is, when the comparison output is L, the output Vo of the inverting amplifier 13 becomes Vo=2V IN because Vx=Vo/2-(V IN -V OFF )=V OFF . On the other hand, when the comparison output is H, Vx=Vo/2+V R /2-(V IN -V OFF )=V OFF , so Vo=2V IN -V R and a remainder output is obtained.

上記に示した関係から明らかなように、このよ
うな構成とすることにより、A/D変換出力およ
び剰余出力に対するオフセツトの影響を原理的に
無くすことができる。またキヤパシタを用いた方
式なので平衡状態では電流が流れないため、スイ
ツチのオン抵抗による誤差も生じない。またS/
H回路、比較回路、算術演算回路などを1つの反
転増幅器で実現しているため構成が簡単である。
更に回路の主要部分はアナログ・スイツチ、イン
バータ、小容量のキヤパシタ、同一抵抗値の抵抗
ペアだけで、特に高性能な素子を必要としないの
でIC化に向いている。
As is clear from the relationship shown above, by adopting such a configuration, it is possible in principle to eliminate the influence of offset on the A/D conversion output and the remainder output. Furthermore, since the system uses a capacitor, no current flows in a balanced state, so there is no error caused by the on-resistance of the switch. Also S/
The configuration is simple because the H circuit, comparison circuit, arithmetic operation circuit, etc. are implemented with a single inverting amplifier.
Furthermore, the main parts of the circuit are just an analog switch, an inverter, a small capacitor, and a pair of resistors with the same resistance value, so it does not require any particularly high-performance elements, making it suitable for IC implementation.

なお第3図の回路において、入力信号によつて
キヤパシタC2を充電する際に信号源インピーダ
ンスが高いと充電時間が長くなる。この点を改善
するためには、第3図のP点にバツフアB(図は
省略)を挿入してその出力をキヤパシタC2に加
えるようにすればよい。この場合にバツフアBの
オフセツトは反転増幅器13のオフセツトと同様
に考えることができ、オフセツト・キヤンセルの
利点はそのまま残すことができる。
In the circuit shown in FIG. 3, when the capacitor C2 is charged by the input signal, the charging time becomes longer if the signal source impedance is high. In order to improve this point, a buffer B (not shown) may be inserted at point P in FIG. 3 and its output may be applied to the capacitor C2. In this case, the offset of buffer B can be considered similar to the offset of inverting amplifier 13, and the advantages of offset cancellation can be maintained.

第5図は本発明の第2の実施例を示したもので
第3図のA/D変換器を4つ縦続接続して4ビツ
トのA/D変換器を構成したものである。すなわ
ち31〜34は第3図の1ビツトA/D変換器
で、初段のA/D変換器31の入力VIN1として信
号入力VINが加えられ、以下各段のA/D変換器
の剰余出力が次段の信号入力となつている。第6
図に示すようにクロツクCP1〜CP3をA/D変
換器31〜34に位相をずらして加えることによ
り、進行波的な高速変換が可能となる。41〜5
0は各段からのA/D変換出力を保持・転送する
ためのD形F・Fで、A/D変換器31からの1
ビツトのA/D変換出力はCP3タイミングでD
形F・F41に保持され、各クロツクによつてD
形F・F42,44,47へと次々に転送され
る。他の段のA/D変換器32,33,34から
のA/D変換出力も同様にして転送され、最終的
にD形F・F47,48,49,50からの各出
力D3,D2,D1,D0として4ビツトのA/
D変換出力を得ることができる。
FIG. 5 shows a second embodiment of the present invention, in which four A/D converters shown in FIG. 3 are connected in series to form a 4-bit A/D converter. That is, 31 to 34 are the 1-bit A/D converters shown in FIG. 3, and the signal input V IN is added as the input V IN1 of the A/D converter 31 in the first stage, and the remainder of the A/D converters in each stage is The output is the signal input for the next stage. 6th
As shown in the figure, by applying the clocks CP1 to CP3 to the A/D converters 31 to 34 with their phases shifted, high-speed traveling wave conversion is possible. 41-5
0 is a D-type FF for holding and transferring the A/D conversion output from each stage, and 1 from the A/D converter 31.
The bit A/D conversion output is D at CP3 timing.
D is held by each clock.
The data is transferred to the F/F42, 44, and 47 one after another. A/D conversion outputs from A/D converters 32, 33, and 34 in other stages are transferred in the same manner, and finally outputs D3, D2, 4 bits A/ as D1 and D0
A D-converted output can be obtained.

このような構成とすることにより、第3図の場
合と同様の利点を生じる外に、A/D変換出力の
ビツト数、すなわち精度を高めることができる。
By adopting such a configuration, in addition to producing the same advantages as in the case of FIG. 3, it is possible to increase the number of bits of the A/D conversion output, that is, the accuracy.

なお上記の実施例では1ビツトA/D変換器を
4段用いる場合を示したがこれに限らず、段数を
更に増やすことも可能である。
Although the above embodiment shows the case where four stages of 1-bit A/D converters are used, the present invention is not limited to this, and it is also possible to further increase the number of stages.

またこの場合のA/D変換の精度は各段毎の2
つの抵抗(第3図のR1とR2)のマツチングに
よつてのみ決まり各段同志のマツチングは不要で
あるから、精度を高めることが容易である。
In addition, the accuracy of A/D conversion in this case is 2 for each stage.
Since it is determined only by matching two resistors (R1 and R2 in FIG. 3) and matching between each stage is not necessary, it is easy to improve accuracy.

なお第5図におけるD形F・F41,43,4
6,50は各段のA/D変換器31〜34が有す
るD形F・F(例えば第3図の17)で兼用する
こともできる。
In addition, D type F/F41, 43, 4 in Fig. 5
6 and 50 can also be used for the D-type F/F (for example, 17 in FIG. 3) included in the A/D converters 31 to 34 of each stage.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上述べたように本発明によれば、簡単な構成
で性能が良く、IC化の容易な縦続型A/D変換
器を実現できる。
As described above, according to the present invention, it is possible to realize a cascade type A/D converter with a simple configuration, good performance, and easy integration into an IC.

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

第1図は従来の縦続形A/D変換器を示す電気
回路図、第2図は第1図の回路の動作を説明する
ためのタイム・チヤート、第3図は本発明の一実
施例を示す電気回路図、第4図は第3図の回路の
動作を説明するためのタイム・チヤート、第5図
は本発明の第2の実施例を示すブロツク図、第6
図は第5図の動作を説明するためのタイム・チヤ
ートである。 13…反転増幅器、31〜34…1ビツトA/
D変換器、C1,C2…キヤパシタ、S11〜S
16…スイツチ、VIN,VIN1〜VIN4…入力信号、
VR/2…基準電圧、Vo,Vo1〜Vo4…剰余出力、
Do〜D3…1ビツト出力。
FIG. 1 is an electric circuit diagram showing a conventional cascade type A/D converter, FIG. 2 is a time chart for explaining the operation of the circuit in FIG. 1, and FIG. 3 is an electrical circuit diagram showing an embodiment of the present invention. 4 is a time chart for explaining the operation of the circuit shown in FIG. 3, FIG. 5 is a block diagram showing a second embodiment of the present invention, and FIG.
The figure is a time chart for explaining the operation of FIG. 13...Inverting amplifier, 31-34...1 bit A/
D converter, C1, C2...capacitor, S11~S
16...Switch, V IN , V IN1 to V IN4 ...Input signal,
V R /2...Reference voltage, Vo, Vo 1 ~ Vo 4 ...Remainder output,
Do~D 3 ...1 bit output.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 入力電圧を基準電圧と比較して比較出力およ
び剰余出力を発生するA/D変換器において、入
力電圧がその一端に印加される第1のスイツチ
と、この第1のスイツチの他端がその一端に接続
する第1のキヤパシタと、この第1のキヤパシタ
の他端とコモンの間に接続する第2のスイツチ
と、前記第1のキヤパシタの一端と基準電圧の間
に接続する第3のスイツチと、前記第1のキヤパ
シタの一端に関連してその一端が接続する第2の
キヤパシタと、この第2のキヤパシタの他端にそ
の入力端子が接続する反転増幅器と、この反転増
幅器の入力端子と出力端子の間に接続する第4の
スイツチと、前記反転増幅器の出力端子と前記第
2のキヤパシタの一端の間に接続する第5のスイ
ツチと、前記反転増幅器の出力端子と前記第1の
キヤパシタの他端の間に接続する第6のスイツチ
とを備え、クロツク信号により3つの区間を順番
に発生し、第1の区間で第1、第4のスイツチを
オンとして入力電圧に対応する電圧を第2のキヤ
パシタに充電し、第2の区間で第2、第3のスイ
ツチをオンとして基準電圧を第1のキヤパシタに
充電して反転増幅器から比較出力を発生し、第3
の区間で前記比較出力に対応して第5または第6
のスイツチをオンとして反転増幅器から剰余出力
を発生するように構成したことを特徴とする1ビ
ツトのA/D変換器。 2 入力電圧を基準電圧と比較して比較出力およ
び剰余出力を発生するA/D変換器において、入
力電圧がその一端に印加される第1のスイツチ
と、この第1のスイツチの他端がその一端に接続
する第1のキヤパシタと、この第1のキヤパシタ
の他端とコモンの間に接続する第2のスイツチ
と、前記第1のキヤパシタの一端と基準電圧の間
に接続する第3のスイツチと、前記第1のキヤパ
シタの一端に関連してその一端が接続する第2の
キヤパシタと、この第2のキヤパシタの他端にそ
の入力端子が接続する反転増幅器と、この反転増
幅器の入力端子と出力端子の間に接続する第4の
スイツチと、前記反転増幅器の出力端子と前記第
2のキヤパシタの一端の間に接続する第5のスイ
ツチと、前記反転増幅器の出力端子と前記第1の
キヤパシタの他端の間に接続する第6のスイツチ
とを備え、クロツク信号により3つの区間を順番
に発生し、第1の区間で第1、第4のスイツチを
オンとして入力電圧に対応する電圧を第2のキヤ
パシタに充電し、第2の区間で第2、第3のスイ
ツチをオンとして基準電圧を第1のキヤパシタに
充電して反転増幅器から比較出力を発生し、第3
の区間で前記比較出力に対応して第5または第6
のスイツチをオンとして反転増幅器から剰余出力
を発生するように構成した1ビツトのA/D変換
回路を複数段縦続接続して各段の剰余出力を次段
の入力電圧とし、各段から発生する比較出力に基
づいて複数ビツトのデイジタル出力を発生するよ
うに構成したことを特徴とするA/D変換器。
[Claims] 1. In an A/D converter that compares an input voltage with a reference voltage and generates a comparison output and a residual output, the input voltage is applied to one end of a first switch; a first capacitor to which the other end of the switch is connected, a second switch connected between the other end of the first capacitor and common, and a voltage between one end of the first capacitor and a reference voltage; a second capacitor, one end of which is connected to one end of the first capacitor; an inverting amplifier, the input terminal of which is connected to the other end of the second capacitor; a fourth switch connected between the input terminal and the output terminal of the inverting amplifier; a fifth switch connected between the output terminal of the inverting amplifier and one end of the second capacitor; and an output terminal of the inverting amplifier. and a sixth switch connected between the other end of the first capacitor, the clock signal generates three sections in sequence, and in the first section, the first and fourth switches are turned on and input. A voltage corresponding to the voltage is charged to the second capacitor, and in the second period, the second and third switches are turned on to charge the reference voltage to the first capacitor, and a comparison output is generated from the inverting amplifier. 3
The fifth or sixth output corresponds to the comparative output in the interval of
1. A 1-bit A/D converter, characterized in that the 1-bit A/D converter is configured to generate a residual output from an inverting amplifier when a switch is turned on. 2. In an A/D converter that compares an input voltage with a reference voltage and generates a comparison output and a residual output, the input voltage is applied to one end of a first switch, and the other end of this first switch is connected to the first switch. a first capacitor connected to one end; a second switch connected between the other end of the first capacitor and common; and a third switch connected between one end of the first capacitor and a reference voltage. a second capacitor whose one end is connected to one end of the first capacitor; an inverting amplifier whose input terminal is connected to the other end of the second capacitor; and an input terminal of the inverting amplifier. a fourth switch connected between the output terminals of the inverting amplifier; a fifth switch connected between the output terminal of the inverting amplifier and one end of the second capacitor; and a fifth switch connected between the output terminal of the inverting amplifier and the first capacitor. and a sixth switch connected between the other ends of the switch, which sequentially generates three sections according to the clock signal, and turns on the first and fourth switches in the first section to generate a voltage corresponding to the input voltage. The second capacitor is charged, and in the second period, the second and third switches are turned on to charge the first capacitor with the reference voltage, and a comparison output is generated from the inverting amplifier.
The fifth or sixth output corresponds to the comparative output in the interval of
A plurality of 1-bit A/D conversion circuits configured to generate a residual output from an inverting amplifier by turning on a switch are connected in cascade, and the residual output of each stage is used as the input voltage of the next stage, which is generated from each stage. An A/D converter characterized in that it is configured to generate a multi-bit digital output based on a comparison output.
JP1087083A 1983-01-26 1983-01-26 Analog-digital converter Granted JPS59135926A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1087083A JPS59135926A (en) 1983-01-26 1983-01-26 Analog-digital converter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1087083A JPS59135926A (en) 1983-01-26 1983-01-26 Analog-digital converter

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS59135926A JPS59135926A (en) 1984-08-04
JPH0149056B2 true JPH0149056B2 (en) 1989-10-23

Family

ID=11762370

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP1087083A Granted JPS59135926A (en) 1983-01-26 1983-01-26 Analog-digital converter

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS59135926A (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6236922A (en) * 1985-08-09 1987-02-17 Yokogawa Hewlett Packard Ltd Analog-digital converter
JP2945805B2 (en) * 1992-10-01 1999-09-06 松下電器産業株式会社 A / D converter

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5446461A (en) * 1977-08-26 1979-04-12 Intel Corp Mos ad converter
JPS54111247A (en) * 1978-01-27 1979-08-31 Nat Semiconductor Corp Precise multiple input voltage amplifier and comparator

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5446461A (en) * 1977-08-26 1979-04-12 Intel Corp Mos ad converter
JPS54111247A (en) * 1978-01-27 1979-08-31 Nat Semiconductor Corp Precise multiple input voltage amplifier and comparator

Also Published As

Publication number Publication date
JPS59135926A (en) 1984-08-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4385286A (en) Use of single reference voltage for analog to digital or digital to analog conversion of bipolar signals
US6437720B1 (en) Code independent charge transfer scheme for switched-capacitor digital-to-analog converter
US6337647B1 (en) Digital-analog current converter
EP0591868A2 (en) Analog-to-digital converter
JP2916505B2 (en) Comparison circuit
JPH0149056B2 (en)
JPH0149057B2 (en)
JPH05191238A (en) Pwm circuit
JPH0161263B2 (en)
US6646584B2 (en) Circuit design technique for increasing the bandwidth of sample-and-hold circuits in flash ADCs
JPS59154820A (en) Digital-analog converter
JPH0149058B2 (en)
JPH0140530B2 (en)
JPH0149059B2 (en)
JPS6327114A (en) Switch control circuit
JPH0660688A (en) Sample-hold circuit
KR20000019815A (en) Analog/digital converter
JPH0795690B2 (en) A / D converter
JPH1155087A (en) Comparator and a/d converting circuit
JP3113790B2 (en) A / D converter
JP3070237B2 (en) Switched capacitor sample and hold delay circuit
SU1285599A1 (en) Voltage-to-time interval converter
JPS63129706A (en) Digital schmitt circuit
JP3106771B2 (en) Successive approximation A / D converter
JPS6217899B2 (en)