JPH03158020A - Integration type a/d conversion circuit - Google Patents

Integration type a/d conversion circuit

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JPH03158020A
JPH03158020A JP29668889A JP29668889A JPH03158020A JP H03158020 A JPH03158020 A JP H03158020A JP 29668889 A JP29668889 A JP 29668889A JP 29668889 A JP29668889 A JP 29668889A JP H03158020 A JPH03158020 A JP H03158020A
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JP
Japan
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output
selector
pulse width
oscillator
signal
Prior art date
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Pending
Application number
JP29668889A
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Japanese (ja)
Inventor
Naoko Matsuda
直子 松田
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To eliminate the need for an oscillator mounted externally by counting an integration pulse coming from an oscillator source being an internal ring oscillator. CONSTITUTION:A control circuit 8 allows a 2nd selector 14 in a timing signal generating circuit 7 to other timing pulse width 33. Then the output 34 of an integration device reaches a positive calibration voltage in the same time, but the increment of a counted value 42 takes a different inclination because of the different timing pulse width. In order to select the timing pulse width closest to the correct inclination, the control circuit 8 changes its control code for an analog switch array to select a timing pulse width offering the closest inclination to the correct inclination. After the coarse adjustment, the control circuit 8 varies the control code controlling the connection of the current source of a charge pump section 3, to apply fine adjustment to one charge quantity, thereby allowing the output 35 of the integration device to reach the positive calibration voltage in a different time. Thus, an expensive externally mounted oscillator is not required.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はA/D変換回路に関し、特に内部にクロック信
号源を有する積分形A/D変換回路に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an A/D conversion circuit, and particularly to an integral type A/D conversion circuit having an internal clock signal source.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、積分形A/D変換回路においては、第2図に示す
ように入力アナログ信号のサンプルホールド21と、そ
の出力に接続されたコンパレータ22と、コンパレータ
出力によりカウントアツプとカウントアツプの停止を行
い、そのカウント値を出力するカウンタ23と、外部か
らの高周波クロックを入力とするチャージポンプ部24
と、チャージポンプ部出力を前記コンパレータ22の他
端に戻す出力を持つバッファアンプ25とからなり、前
記チャージポンプ部24は基準電圧源に一端を接続した
電流源26と、GNDに一端を接続したコンデンサ27
と、電流源26とコンデンサ27との接続の切り替えを
行うアナログスイッチ28とからなっていた。
Conventionally, in an integral type A/D conversion circuit, as shown in FIG. 2, a sample hold 21 of an input analog signal, a comparator 22 connected to the output thereof, and a comparator output are used to count up and stop the count up. , a counter 23 that outputs the count value, and a charge pump unit 24 that receives an external high-frequency clock as input.
and a buffer amplifier 25 having an output that returns the output of the charge pump section to the other end of the comparator 22, and the charge pump section 24 includes a current source 26 whose one end is connected to a reference voltage source, and a current source 26 whose one end is connected to GND. capacitor 27
and an analog switch 28 for switching the connection between the current source 26 and the capacitor 27.

この回路においては、チャージポンプ部24とバッファ
アンプ25とからなる積分器は、外部からの高周波クロ
ックによってランプ電圧を発生する。
In this circuit, an integrator consisting of a charge pump section 24 and a buffer amplifier 25 generates a ramp voltage using an external high frequency clock.

その電圧と入力電圧が等しくなるまでチャージボン1部
24に入力している高周波クロックをカウントし、その
カウント値をA/D変換値としていた。
The high frequency clock input to the charge bomb 1 section 24 was counted until the voltage became equal to the input voltage, and the counted value was used as the A/D conversion value.

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

上述した従来の積分形A/D変換回路では、チャージを
庁めたり、カウンタをカウントアツプさせる外部からの
高周波クロックが必要であり、外付けに高価な発振器を
必要とするという欠点があった。
The above-described conventional integral type A/D conversion circuit requires an external high-frequency clock to control the charge and count up the counter, and has the drawback that it requires an externally expensive oscillator.

本発明の目的は前記課題を解決した積分形A/D変換回
路を提供することにある。
An object of the present invention is to provide an integral type A/D conversion circuit that solves the above problems.

〔課題を解決するための手段〕 前記目的を達成するため1、本発明における積分形A/
D変換回路においては、入力アナログ信号と正の校正用
電圧とを入力とし、パワーオン時のリセット信号により
これらを切り替える第1のセレクタと、第1のセレクタ
からの出力を保持するサンプルホールドと、該サンプル
ホールドに接続されたコンパレータと、コンパレータの
出力によりカウントアツプとカウントアツプの停止を行
い、その値を出力信号とするカウンタと、タイミング信
号を発生するリングオシレータと、該リングオシレータ
の各ビット出力に接続され、そのタイミング信号をセレ
クトし出力する第2のセレクタと、正の電源と負の校正
用電圧源に接続された電流源列とスイッチ列からなり前
記第2のセレクタからのタイミング信号によりスイッチ
ングを行うチャージポンプ部と、該チャージポンプ部か
らの出力を前記コンパレータの曲端に接続するバッファ
アンプとを有し、前記カウンタからの出力信号により制
御コードを出力し、前記第2のセレクタでの信号のセレ
クトと、前記チャージポンプ部での電流源のセレクトを
行うものである。
[Means for Solving the Problem] In order to achieve the above object, 1. the integral form A/ in the present invention.
The D conversion circuit includes a first selector that receives an input analog signal and a positive calibration voltage and switches between them using a reset signal at power-on, and a sample hold that holds the output from the first selector. A comparator connected to the sample hold, a counter that counts up and stops counting up based on the output of the comparator, and uses that value as an output signal, a ring oscillator that generates a timing signal, and each bit output of the ring oscillator. a second selector that is connected to the output terminal and selects and outputs the timing signal, and a current source array and a switch array that are connected to a positive power source and a negative calibration voltage source. It has a charge pump section that performs switching, and a buffer amplifier that connects the output from the charge pump section to the curved end of the comparator, outputs a control code according to the output signal from the counter, and outputs a control code at the second selector. This selects the signal and selects the current source in the charge pump section.

〔実施例〕〔Example〕

次に、本発明について図面を参照して説明する。 Next, the present invention will be explained with reference to the drawings.

第1図は本発明の一実施例を示す構成図である。FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention.

図において、本発明は入力アナログ信号と正の校正用電
圧とを入力とし、パワーオン時のリセット信号によりこ
れらを切り替える第1のセレクタと、第1のセレクタ1
からの出力を保持するサンプルホールド2と、電流源に
接続されスイッチングによりチャージを出力するチャー
ジポンプ部3と、チャージポンプ部3に接続されたバッ
ファアンプ4と、サンプルホールド出力とバッファアン
プ出力とを比較するコンパレータ5と、コンパレータ出
力によりカウントアツプとカウントアツプの停止を行い
、カウント値をA/D変換値として出力するカウンタ6
と、カウンタとチャージボングのスイッチングを行うタ
イミング信号を発生するタイミング信号発生回路7と、
タイミング信号発生回路7のタイミング信号幅とチャー
ジポンプ部3のチャージ量とを制御する制御信号を発生
する制御回路8とからなる。チャージポンプ部3は正の
電源VDDに一端を接続したn個の興なる電流源からな
る電流源列9と、電流源列9に接続し、前記制御回路8
からの制御信号によってスイッチングを制御されたn個
のアナログスイッチをもつアナログスイッチ列10と、
前記タイミング信号発生回路7からのタイミング信号に
よって制御されたアナログスイッチ11と、一端を負の
校正用電圧源に接続され、もう一端をアナログスイッチ
11に接続し、チャージポンプ部3の出力を貯めるコン
デンサ12とからなる。
In the figure, the present invention includes a first selector that receives an input analog signal and a positive calibration voltage and switches them by a reset signal at power-on;
A sample hold 2 that holds the output from the circuit, a charge pump section 3 connected to a current source and outputs charge by switching, a buffer amplifier 4 connected to the charge pump section 3, and a sample hold output and a buffer amplifier output. A comparator 5 for comparison, and a counter 6 for counting up and stopping counting up based on the comparator output and outputting the count value as an A/D converted value.
and a timing signal generation circuit 7 that generates a timing signal for switching the counter and the charge bong.
The control circuit 8 includes a control circuit 8 that generates a control signal that controls the timing signal width of the timing signal generation circuit 7 and the charge amount of the charge pump section 3. The charge pump section 3 is connected to a current source array 9 consisting of n independent current sources, one end of which is connected to a positive power supply VDD, and the control circuit 8.
an analog switch row 10 having n analog switches whose switching is controlled by control signals from;
An analog switch 11 controlled by the timing signal from the timing signal generation circuit 7, and a capacitor whose one end is connected to a negative calibration voltage source and the other end is connected to the analog switch 11, and which stores the output of the charge pump section 3. It consists of 12.

タイミング信号発生口#17は、n個の異なるタイミン
グ信号を出力するリングオシレータ13と、リングオシ
レータ13の各出力に接続され、その出力をセレクトし
、タイミング信号として出力する第2のセレクタ14と
からなる。この回路の動作は、外部からの高周波クロッ
クのかわりにタイミング信号発生回路7を用い、タイミ
ングパルスのパルス幅が確定していないためにその校正
用としてパワーオン時に入力信号を正の校正用電圧に切
り替える第1のセレクタ1と、タイミング信号発生回路
7のタイミングのパルス幅とチャージポンプ部3の一回
のチャージ量を決定する制御回路8とで、A/D変換の
電圧レンジがA/D変換のMAX値となるような手段を
持つ以外は従来技術と同じである。
The timing signal generation port #17 includes a ring oscillator 13 that outputs n different timing signals, and a second selector 14 that is connected to each output of the ring oscillator 13, selects the output, and outputs it as a timing signal. Become. The operation of this circuit uses the timing signal generation circuit 7 instead of an external high-frequency clock, and since the pulse width of the timing pulse is not determined, the input signal is set to a positive calibration voltage when the power is turned on for calibration. The voltage range of the A/D conversion is controlled by the first selector 1 for switching, and the control circuit 8 that determines the timing pulse width of the timing signal generation circuit 7 and the amount of charge at one time of the charge pump section 3. This is the same as the prior art except that it has a means for achieving the MAX value of .

A/D変換の電圧レンジがA/D変換のMAX値となる
ような校正手段を第3図、第4図を用いて説明する。パ
ワーオン時において、リセット信号により、入力信号の
かわりに正の校正用電圧源が第1のセレクタ1によって
選ばれると、チャージポンプ部3とバッファアンプ4か
らなる積分器の出力31は、正の校正用電圧と等しくな
るまで上昇する。ここで、チャージポンプ部3を駆動さ
せたタイミングパルス32をカウントした値41は正の
校正用電圧と負の校正用電圧の差からなる電圧レンジに
対してA/D変換のMAX値となる筈であるが、タイミ
ングパルス幅によっては正しい値とならないことがある
。そこで、制御回路8はタイミング信号発生口1R17
中の第2のセレクタ14に、別のタイミングパルス幅3
3を選択させる。すると、積分器の出力34は、同じ時
間で正の校正用電圧に達するがタイミングパルス幅が異
なるなめ、カウンタのWi42は興った傾きとなる。こ
こで、制御回路8は正しい傾きに最も近いタイミングパ
ルス幅を選ぶなめ、制御コードを変化させてい<、in
整の次に、制御回路8はチャージポンプ部3の電流源の
接続をコントロールする制御コードを変化させ、−回の
チャージ量の黴n隻を行い、積分器の出力35が興なる
時刻で正の校正用電圧に達するようにする。すると、タ
イミングパルスのカウント43も微変化するので、これ
がA/D変換のMAXIになるよう近づけていき、最終
的にほぼ理想に近いタイミングパルス幅とチャージ量の
組み合わせで固定させ、A/D変換の電圧レンジをA/
D変換のMAX値に対応するよう校正する。
Calibration means for adjusting the voltage range of A/D conversion to the MAX value of A/D conversion will be explained with reference to FIGS. 3 and 4. At power-on, when a positive calibration voltage source is selected by the first selector 1 instead of the input signal by the reset signal, the output 31 of the integrator consisting of the charge pump section 3 and the buffer amplifier 4 becomes a positive voltage source. The voltage increases until it becomes equal to the calibration voltage. Here, the value 41 obtained by counting the timing pulses 32 that drove the charge pump section 3 should be the MAX value of A/D conversion for the voltage range consisting of the difference between the positive calibration voltage and the negative calibration voltage. However, depending on the timing pulse width, it may not be the correct value. Therefore, the control circuit 8 controls the timing signal generation port 1R17.
Another timing pulse width 3 is input to the second selector 14 in the middle.
Let them choose 3. Then, the output 34 of the integrator reaches the positive calibration voltage in the same time, but since the timing pulse width is different, the counter Wi 42 has an increased slope. Here, the control circuit 8 changes the control code to select the timing pulse width closest to the correct slope.
After the adjustment, the control circuit 8 changes the control code that controls the connection of the current source of the charge pump section 3, performs the charge amount n times, and becomes correct at the time when the output 35 of the integrator rises. to reach the calibration voltage. Then, the count 43 of the timing pulse changes slightly, so this is brought closer to the MAXI of A/D conversion, and finally, the timing pulse width and charge amount are fixed at a combination that is close to the ideal, and the A/D conversion The voltage range of A/
Calibrate to correspond to the MAX value of D conversion.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように本発明は積分形A/D変換回路にお
いて、積分パルスのカウントを外部からの高周波クロッ
クによらず、内部のリングオシレータによる発振源から
行うため、外付けに高価な発振器を必要としない効果が
あり、また、リングオシレータのパルス幅と、A/D変
換の量子化幅をパワーオンリセット時に決定することに
より、リングオシレータのパルス幅が完全には任意でな
い点を補正する効果がある。
As explained above, in an integral type A/D conversion circuit, the present invention counts integral pulses from an internal ring oscillator oscillation source without using an external high-frequency clock, so an expensive external oscillator is required. Furthermore, by determining the ring oscillator pulse width and A/D conversion quantization width at power-on reset, it is possible to correct the fact that the ring oscillator pulse width is not completely arbitrary. be.

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

第1図は本発明の積分形A/D変換回路を示す構成図、
第2図は従来の積分形A/D変換回路を示す構成図、第
3図は校正時のA/D変換の電圧値と時刻の関係を示す
図、第4図は校正時のA/D変換の電圧値とカウント値
の関係を示す図である。 1・・−第1のセレクタ  2・・・サンプルホールド
3・・・チャージポンプ部 4・・・バッファアンプ5
・・・コンパレータ   6・・・カウンタ7・・・タ
イミング信号発生回路 8・・・制御回路     9・・・電流源列10・・
・アナログスイッチ列 11・・・アナログスイッチ 12・・・コンデンサ1
3・・・リングオシレータ 14・・・第2のセレクタ
第1図 第3図
FIG. 1 is a configuration diagram showing an integral type A/D conversion circuit of the present invention,
Figure 2 is a configuration diagram showing a conventional integral type A/D conversion circuit, Figure 3 is a diagram showing the relationship between voltage value and time of A/D conversion during calibration, and Figure 4 is a diagram showing the A/D conversion circuit during calibration. FIG. 3 is a diagram showing a relationship between a conversion voltage value and a count value. 1...-first selector 2...sample hold 3...charge pump section 4...buffer amplifier 5
...Comparator 6...Counter 7...Timing signal generation circuit 8...Control circuit 9...Current source array 10...
・Analog switch row 11...Analog switch 12...Capacitor 1
3... Ring oscillator 14... Second selector Figure 1 Figure 3

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)入力アナログ信号と正の校正用電圧とを入力とし
、パワーオン時のリセット信号によりこれらを切り替え
る第1のセレクタと、第1のセレクタからの出力を保持
するサンプルホールドと、該サンプルホールドに接続さ
れたコンパレータと、コンパレータの出力によりカウン
トアップとカウントアップの停止を行い、その値を出力
信号とするカウンタと、タイミング信号を発生するリン
グオシレータと、該リングオシレータの各ビット出力に
接続され、そのタイミング信号をセレクトし出力する第
2のセレクタと、正の電源と負の校正用電圧源に接続さ
れた電流源列とスイッチ列からなり前記第2のセレクタ
からのタイミング信号によりスイッチングを行うチャー
ジポンプ部と、該チャージポンプ部からの出力を前記コ
ンパレータの他端に接続するバッファアンプとを有し、
前記カウンタからの出力信号により制御コードを出力し
、前記第2のセレクタでの信号のセレクトと、前記チャ
ージポンプ部での電流源のセレクトを行うことを特徴と
する積分形A/D変換回路。
(1) A first selector that receives an input analog signal and a positive calibration voltage and switches between them using a reset signal at power-on, a sample hold that holds the output from the first selector, and the sample hold. A comparator connected to the oscillator, a counter that counts up and stops counting based on the output of the comparator and uses that value as an output signal, a ring oscillator that generates a timing signal, and a ring oscillator that is connected to each bit output of the ring oscillator. , a second selector that selects and outputs the timing signal, and a current source array and a switch array connected to a positive power source and a negative calibration voltage source, and switching is performed by the timing signal from the second selector. comprising a charge pump section and a buffer amplifier that connects the output from the charge pump section to the other end of the comparator,
An integral type A/D conversion circuit, characterized in that a control code is output based on an output signal from the counter, and the second selector selects a signal and the charge pump section selects a current source.
JP29668889A 1989-11-15 1989-11-15 Integration type a/d conversion circuit Pending JPH03158020A (en)

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JP (1) JPH03158020A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH104353A (en) * 1996-06-17 1998-01-06 Denso Corp A/d converter

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH104353A (en) * 1996-06-17 1998-01-06 Denso Corp A/d converter

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