JPH02202224A - Ad変換回路 - Google Patents

Ad変換回路

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JPH02202224A
JPH02202224A JP2118289A JP2118289A JPH02202224A JP H02202224 A JPH02202224 A JP H02202224A JP 2118289 A JP2118289 A JP 2118289A JP 2118289 A JP2118289 A JP 2118289A JP H02202224 A JPH02202224 A JP H02202224A
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signal
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fet
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、上位データと下位データを分割して変換を
行う直並列方式と呼ばれるAD変換回路に関する。
〔発明の概要〕
この発明は、下位データの変換範囲を拡張し、この拡張
範囲で変換されたときに、上位データを補正するAD変
換回路であって、上位データの補正と同時にこの上位デ
ータのエンコードをも行なえるようにすることによって
、リニアリティの良好なAD変換を簡単な構成でかつ高
速に行なえるようにしたものである。
〔従来の技術〕
上位データと下位データとを分割して変換を行う直並列
方式と呼ばれるAD変換回路において、上位データの境
界部での歪を補正するものが提案されている(特願昭6
3−13792号)。
第2図は、上述のAD変換回路を示す図である。
図において、(20a) (20b)はAD変換を行う
最高電位■、、7及び最低電位v、、lの供給される端
子であって、この端子(20a) (20b)間に、例
えば8ビツトのAD変換の場合に256個の等しい抵抗
値の抵抗器(2,)〜(2zsa)の直列回路が、例え
ば図示のように16個づつジグザグに設けられる。
この抵抗器(2,)〜(2,5,)の直列回路の、各1
6個の抵抗器ごとの接続中点(155個所が上位データ
のコンパレータ(3)に接続される。
またこの抵抗器(21)〜(2=s−)の、上述のジグ
ザグに配置されたときの横方向に配列された抵抗器の一
端がそれぞれスイッチ(41)〜(4□、6)を通じて
列ごとに互いに接続され、この接続中点(166個所が
下位データのコンパレータ(5)に接続される。
さらにこの抵抗器(2,)〜(2□、)の、上側3列及
び下側2列の抵抗器の他端がそれぞれスイッチ(6I)
〜(6□5&)を通じて列ごとに互いに接続され、この
接続中点(5個所)が下位データのコンパレータ(5)
に接続される。
またこれらのスイッチ(6,)〜(6□6)はそれぞれ
上述のジグザグ配置の折り返しの部分で互いに逆側の抵
抗器に関連したスイッチ(4I)〜(4□2.)の縦方
向の配列と同じ線上に設けられる。なお最上側列では各
折り返し部分ごとのスイッチは並列接続になるので、図
示の配置で等価である。また端子(la) (lb)の
近傍の抵抗器(2+) 〜(2,)及び(2□54)〜
(22S、)についてはそれぞれ折り返しの逆側の抵抗
器が存在しないのでスイッチ(6り (63)及び(6
□、4)(6□3.)は設けられず、スイッチ(61)
及び(6□3.)のみが有効とされる。
さらに(7)は信号電位Vinの入力端子であって、こ
の入力端子(7)がコンパレータ(3) (5)に接続
される。
これによってまず最初にコンパレータ(3)にて、入力
信号電位Vinと抵抗器(21)〜(2□1.)の16
個ごとの接続中点の電位とが比較され、15ビツトの比
較出力が取出される。なお比較出力は信号電位Vinに
対応する1ビツトのみが高電位とされ他は全て低電位と
される形式で取出される。
この比較出力が例えば4ビツトのディジタルコードを形
成する上位データのエンコード及び後述するエラー補正
のための回路(8)に供給されると共に、この比較出力
に応じて上述のスイッチ(41)〜(4□2.)及び(
61)〜(6□、6)の縦方向の列が選択され、対応す
る列のスイッチが全てオンにされる。なお図は最高電位
VrT側から2ビツト目に比較出力が得られた場合で、
図の右から2列目のスイッチ(4+7)〜(4,)及び
(615) (6,6) (6ff、) (634) 
(6,5)がオンされている。
従ってこの例でコンパレータ(5)には抵抗器(2,、
)の他端〜(23%)の他端間の各抵抗器の一端(他端
)の電位が供給され、これらの電位と信号電位Vinが
比較され、21ビツトの比較出力が取出される。
さらにこれらの比較出力が例えば4ビツトのディジタル
コードを形成する下位データのエンコーダ(9)に供給
されると共に、スイッチ(63□)(634)(63%
)からの電位に対応する比較出力がエラー検出回路(オ
ア回路)(10υに供給され、またスイッチ(6,、)
(6,、)及び(4、7)からの電位に対応する比較出
力がエラー検出回路(オア回路)(10□)に供給され
る。そしてこれらの検出回路(10,)(10□)から
の信号が上述のエラー補正回路(8)に供給され、検出
回路(101)からの信号があったときに上位データの
エンコード値に“1”を加算し、検出回路(10□)か
らの信号があったときに上位データのエンコード値から
“1n減算する補正が行われる。
そしてさらにこの補正回路(8)からの補正されたエン
コード値が上位データのラッチ回路(15)でラッチさ
れ、またエンコーダ(9)からのエンコード値が下位デ
ータのラッチ回路(16)でラッチされ、これらのラッ
チされた値が合成されて出力端子(13)に取出される
こうして上述の回路によれば、下位データの変換範囲の
上下の拡張部でも変換が行われると共に、この拡張部で
の変換値を用いて上位データの補正が行われることによ
って、上位データの境界部での歪が補正され、リニアリ
ティの良好なAD変換を行うことができる。
すなわち上述の回路において、上位データによって任意
の下位データの変換範囲が定められた場合に、コンパレ
ータ(5)には第3図に示すように本来の変換範囲の上
下に変換範囲の拡張された電位が供給される。そしてこ
の変換範囲に対するエンコーダ(9)のエンコード値は
図中右側に示すようになっており、ここで高電位側の拡
張部からのコンパレータ(5)の出力が得られたときに
上位データに“l”を加算し、低電位側の拡張部からの
コンパレータ(5)の出力が得られたときに上位データ
から“1″減算することによって、例えば図中左側に示
すように上位データの境界部の信号電位Vinに対して
もリニアリティの良好なAD変換を行うことができる。
さらに第4図は動作のタイムチャートを示す。
この図において、Aに示すような信号電位Vinがあっ
た場合に、Bはクロック信号であって、コンパレータ(
3)ではCに示すようにクロック信号の1の高電位期間
に信号電位■、がサンプリング(Sl)され低電位期間
にコンパレート(C1)される。これによってDに示す
ようにクロック信号の2の高電位期間に上位データ(M
D、)が形成される。
さらにコンパレータ(3)の出力によってスイッチが選
択され、Fに示すような電位(RVI)がコンパレータ
(5)に供給される。
一方コンパレータ(5)ではGに示すようにクロック信
号の1の高電位期間にサンプリング(S、)された信号
電位V、が低電位期間及び2の高電位期間にホールド(
Hl)され、2の低電位期間にコンバレー)(CI)さ
れる。これによってHに示すように3の高電位期間に下
位データ(LD、)が形成されると共に、Eに示すよう
に上位データが補正(MD’s)され、■に示すように
これらの補正データと下位データが出力(Outt)さ
れる。
またこのときC1Gに示すように次の信号電位v2がサ
ンプリング(S2)されて、以下この動作が繰り返され
る。
このようにして2クロツクを1周期としてAD変換が行
われる。
〔発明が解決しようとする課題〕
ところが上述の回路において、上位データコンパレータ
(3)からの比較出力が回路(8)に供給されると、こ
の比較出力は回路(8)によって、まずエンコードされ
、その後に、エラー検出回路(10,)(10りの出力
信号に応じて、エラー補正が行なわれるようになってい
るので、いったんエンコードされたデータに、“1“を
加算又は減算しなければならず、回路構成が複雑となる
ばかりでなく加減算処理に要する時間が長くかかってし
まい、AD変換回路全体としての処理の高速化を妨げる
要因となっている。
〔課題を解決するための手段〕
この発明は、任意の電位(■r7.■r、)間に直列接
続された複数の抵抗器(2,)〜(2256)の所定の
接続点から取出される電位を用いて、入力信号の上位デ
ータを得る上位データコンパレータ(3)と、上位デー
タの範囲を上下に所定量ずつ拡張し、この拡張された範
囲の、各抵抗器の接続点から取出される電位を用いて入
力信号の下位データを得る下位データコンパレータ(5
)と、拡張された上下の所定量の範囲内で下位データが
得られたとき、上位データを補正するための補正信号を
発生する回路(10,) (10□)(14)と、補正
信号に従って、上位データコンパレータ(3)からの上
位データに“1”又は“0”又は“−1°゛を加算した
結果のエンコードデータを出力するエンコード及びエラ
ー補正回路(19)とを備える。
〔作用〕
上位データコンパレータ(3)からの上位データを補正
すると同時にエンコードするようにしたので、エンコー
ド及びエラー補正回路(19)の構成を簡単なものにす
ることができ、かつエンコード及びエラー補正の処理を
高速に行い得る。
〔実施例〕
第1図は、この発明の一実施例の構成図であり、第2図
例と同等なものには同一の符号を付しである。
図において、(14)はエラー信号発生回路であり、こ
の回路(14)はエラー検出回路(10+)及び(10
□)からの信号が供給され、検出回路(10,)からの
信号があったときに、信号ライン(17a)のレベルを
“HIIとし、検出回路(10りからの信号があったと
きに、信号ライン(17c)のレベルを“H”とし、検
出回路(101)及び(10□)からの信号がない場合
にはエラー無しと判断して、信号ライン(17b)のレ
ベルを“H”とする。
また、(19)はエンコード及び補正回路であり、(1
8a)は最上位ビットを示す信号ライン、(18b)は
次のビットを示す信号ライン、(18c)はその次のビ
ットを示す信号ライン、(18d)はさらにその次のビ
ットを示す信号ラインである。
そして、互いに直列に接続されたF E T (154
,、)(154,□)は信号ライン(18a)と接地と
の間に接続され、同様に直列接続されたF E T (
153゜)(15311)は信号ライン(18b) と
接地との間に、F E T (152,1)(1521
2)は信号ライン(18c) と接地との間に、FE 
T (151II ) (151,2)は信号ライン(
18d) と接地との間に接続される。さらに、F E
 T (154□)〜(151z)のゲートは、コンパ
レータ(3)からの比較出力のうちの“15”を示す信
号ラインに接続され、F E T (154,□)〜(
151□)のゲートは、エラー信号発生回路(14)の
信号ライン(17a)に接続される。
また、互いに直列接続されたF E T (154□)
(154□2)は信号ライン(18a) と接地との間
に、FE T (153−1) (153zz)は信号
ライン(18b) と接地との間に、F E T (1
52z+) (152zz)は信号ライン(18c)心
接地との間に、F E T (151□)(151□2
)は信号ライン(18d)と接地との間に接続される。
さらに、F E T (154□)〜(151□1)の
ゲートは、コンパレータ(3)からの“15″を示す信
号ラインに接続され、F E T (154zz) 〜
(151□z)のゲートは、信号ライン(17b)に接
続される。
また、互いに直列接続されたF E T (15431
)(1543g)は信号ライン(18a)と接地との間
に、FE T (1533,) (153,□)は信号
ライン(18b) と接地との間に、F E T (1
521,) (152,2)は信号ライン(18c)と
接地との間に接続される。さらに、F E T (15
431)〜(15231)のゲートは、コンパレータ(
3)からの“15′°を示す信号ラインに接続され、F
 E T (1543□)〜(1523□)のゲートは
、信号ライン(17c)に接続される。
ここで、コンパレータ(3)からの”15パを示す信号
ラインのレベルが“°H゛′となり、エラー信号発生回
路(14)の信号ライン(17a)のレベルが“H”つ
まり、上位データに1”を加算するようになると、F 
E T (154z)〜(151□)ならびにFET(
15421) 〜(15121)がオンとなり、信号ラ
イン(18a)〜(18d)には、1111”、つまり
゛15パを示すデータが得られる。ただし、この場合、
“15゛が最大値であるので、データとしては“16”
は表現し得ないので′°15°゛となる。そして、この
“15゛を示すデータ“” 1111 ”が上位データ
ラッチ回路(15)に供給される。
また、コンパレータ(3)からの15′′を示す信号ラ
インのレベルが“H”となり、エラー信号発生回路(1
4)の信号ライン(17b)のレベルが“H”つまり、
上位データの加減算は必要ない場合となると、F E 
T (15421) 〜(151zl)ならびに(15
4zz)〜(15h2)がオンとなり、信号ライン(1
8a) 〜(18d)には“1111”が得られ、これ
がラッチ回路(15)に供給される。
また、コンパレータ(3)からの“15”を示す信号ラ
インのレベルが“H”となり、エラー信号発生回路(1
4)の信号ライン(17c)のレベルが“H”つまり上
位データから“1“を減算するようになると、F E 
T (15431)〜(152□)ならびに(1543
□)〜(15232)がオンとなり、信号ライン(18
a) 〜(18d)には“1110”、つまり、“14
”を示すデータが得られ、これがラッチ回路(15)に
供給される。
また、直列接続されたF E T (1441υ(14
4,z)は信号ライン(18a) と接地との間に、F
 E T (143+1)(143,2)はライン(1
8b) と接地との間に、FET(14L +) (1
42+ z)はライン(18c) と接地との間に、F
 E T (141□)(141+□)はライン(18
d)  と接地との間に接続され、F E T (14
4+ +)〜(141□)のゲートは、コンパレータ(
3)からの比較出力のうちの“14”を示す信号ライン
に接続され、FET(144+z)〜(14112)の
ゲートは、エラー信号発生回路(14)の信号ライン(
17a)に接続される。
そして、F E T (144!+)(1441りはラ
イン(18a)と接地との間に、F E T (143
zυ(143□2)はライン(18b)と接地との間に
、F E T (142!l) (142゜)はライン
(18c)と接地との間に接続され、FET(144□
)〜(142□)のゲートは、コンパレータ(3)から
の“14”を示す信号ラインに接続され、FET (1
44zz) 〜(142zz)のゲートは、信号ライン
(17b)に接続される。
さらに、F E T (144zυ(144sz)はラ
イン(18a)と接地との間に、F E T (143
H)(143iz)はライン(18b)と接地との間に
、F E T (141!+) (141!z)はライ
ン(18d)と接地との間に接続され、FET(144
:ll) (14331)(14131)のゲートはコ
ンパレータ(3)からの“14”を示す信号ラインに接
続され、FE T (144sz) (143:+z)
 (141+z)のゲートは信号ライン(17c)に接
続される。
そして、コンパレータ(3)からの“”14”を示す信
号ラインのレベルならびに信号ラインー(17a)のレ
ベルが共に“H”となると、F E T (144□)
〜(141,)ならびにF E T (1441□)〜
(141目)がオンとなり、信号ライン(18a) 〜
(18d)には“1111”つまり“14”に“l”を
加算した“15”を示すデータが得られる。
また、コンパレータ(3)からの“14°゛を示す信号
ラインのレベルならびに信号ライン(17b)のレベル
が共にH″となると、F E T (144□)〜(1
42□1)ならびにF E T (144□2)〜(1
42zg)がオンとなり、信号ライン(18a) 〜(
18d)には“1110”つまり“14”を示すデータ
が得られる。
さらに、コンパレータ(3)からの“14”を示す信号
ラインのレベルならびに信号ライン(17c)のレベル
が共にH”となると、F E T (14431) (
14331)(141s+)ならびにF E T (1
4432) (143sz) (14hz)がオンとな
り、信号ライン(18a)〜(18d)には“11o1
”つまり14”から“°l”を減算した“°13”を示
すデータが得られる。
そして、コンパレータ(3)からの比較出力°“13″
〜“2”のそれぞれについて、上述と同様にして、直列
接続された一対のFETの複数組が信号ライン(18a
) 〜(18d)に、”13+ 1 =14”〜”2−
1=1°゛を示すデータが得られるように接続される。
つまり、コンパレータ(3)からの比較出力をエンコー
ドするとともに°′l”を加算するためのFETについ
ては、対となったFETの一方のもののゲートには、コ
ンパレータ(3)からの比較出力の信号ラインが接続さ
れ、他方のFETのゲートには“1゛を加算するための
信号ライン(17a)が接続される。また、加減算を行
なわないようにするためのFETについては、対となっ
たFETの一方のもののゲートには比較出力の信号ライ
ンが接続され、他方のFETのゲートには信号ライン(
17b)が接続される。さらに、比較出力に“I II
を減算するためのFETについては、対となったFET
の一方のもののゲートには比較出力の信号ラインが接続
され、他方のFETのゲートには“1゛を減算するため
の信号ライン(17c)が接続される。
また、コンパレータ(3)からの比較出力“1”“0”
については、図示したように、F E T (12□)
(12□)(11□)H1z□)(1,1)(1□)が
接続される。
つまり、直列接続されたF E T (12□)(12
□)は信号ライン(18c)と接地の間に接続され、F
ET(11□)(Oat)は信号ライン(18d)と接
地との間に接続される。そしてF E T (1211
)のゲートは比較出力“1”を示す信号ラインに接続さ
れ、FET(12□)のゲートは信号ライン(17a)
に接続され、両信号ラインのレベルがともに“H”とな
ると信号ライン(18a) 〜(18d)には°’00
10°゛つまり“2”を示す信号が得られる。またFE
T(llzυのゲートは比較出力“1”を示す信号ライ
ンに接続され、FET(112□)のゲートは信号ライ
ン(17b)に接続され、両信号ラインのレベルがとも
に“′H″となると信号ライン(18a) 〜(18d
)には”0001”っまり°“1”を示す信号が得られ
る。
また直列接続されたFET(1□)(11□)は信号ラ
イン(18d)と接地との間に接続され、FET(1,
、)のゲートは比較出力“0パを示す信号ラインに接続
され、FET(1+z)のゲートは信号ライン(17a
)に接続され、両イδ号ラインのレベルがともに“H”
となると信号ライン(18a)〜(18d)には“00
01”つまり“1”を示す信号が得られる。
なお、上位データコンパレータ(3)からの比較出力が
“0”である場合には、信号ライン(18a)〜(18
d)は“0000”となるものである。
また、図面上、F E T (154□)〜(151,
、)、(154,□)〜(151Iz)の左側に配置さ
れたF E T (191) 〜(194)は信号EN
によってオン・オフされて、エンコード及び補正回路(
19)の動作時には動作電圧を回路(19)に供給し、
回路(19)の非動作時には、動作電圧の供給を停止す
るためものである。
〔発明の効果〕
こうして、この発明によれば、リニアリティの良好なA
D変換回路において、上位データコンパレータ(3)か
らの比較出力に、“1”を加算した結果のエンコードデ
ータを得る手段、“0”を加算した結果のエンコードデ
ータを得る手段、及び−1”を加算した結果のエンコー
ドデータを得る手段を用意しておき、エラー信号発生回
路(14)からのエラー信号に応答して、上記エンコー
ドデータを得る手段のうちの1つを選択してエンコード
データを得るようにして、コンパレータ(3)からの比
較出力をエンコードすると同時にエラー補正を行なうよ
うにしているので、エンコード及びエラー補正回路の構
成を簡単なものにすることができ、かつエンコード及び
エラー補正の処理を高速に行ない得る。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一例の構成図、第2図、第3図及び
第4図は従来の技術の説明図である。 (2,)〜(2□3.)は抵抗器、(3)は上位データ
コンパレータ、(5)は下位データコンパレータ、(1
0,) (tow)はエラー検出回路、(14)はエラ
ー信号発生回路、(19)はエンコード及び補正回路で
ある。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 任意の電位間に直列接続された複数の抵抗器の所定の接
    続点から取出される電位を用いて、入力信号の上位デー
    タを得る上位データコンパレータと、 上記上位データの範囲を上下に所定量ずつ拡張し、この
    拡張された範囲の、各抵抗器の接続点から取出される電
    位を用いて上記入力信号の下位データを得る下位データ
    コンパレータと、 上記拡張された上下の所定量の範囲内で上記下位データ
    が得られたとき、上記上位データを補正するための補正
    信号を発生する回路と、 上記上位データコンパレータからの上位データよりも“
    1”だけ増加したデータをエンコードする手段と、上記
    上位データよりも“0”だけ増加したデータをエンコー
    ドする手段と、上記上位データよりも“−1”だけ増加
    したデータをエンコードする手段とを有し、上記補正信
    号の発生回路からの補正信号に従って上記エンコードす
    る手段のうちの1つを選択して、エンコードされたデー
    タを得るエンコード及びエラー補正回路とを備えたAD
    変換回路。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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