JPH0373615A - A/d conversion circuit - Google Patents

A/d conversion circuit

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JPH0373615A
JPH0373615A JP21032189A JP21032189A JPH0373615A JP H0373615 A JPH0373615 A JP H0373615A JP 21032189 A JP21032189 A JP 21032189A JP 21032189 A JP21032189 A JP 21032189A JP H0373615 A JPH0373615 A JP H0373615A
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JP
Japan
Prior art keywords
switch
conversion
switches
output
reference voltage
Prior art date
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Pending
Application number
JP21032189A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shinichi Oe
信一 小江
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
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Publication of JPH0373615A publication Critical patent/JPH0373615A/en
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Abstract

PURPOSE:To decrease the time required for A/D conversion and to speed up the A/D conversion by adding an adder/subtractor, an input terminal and plural switches to a conventional A/D conversion circuit, and controlling the switch so that a difference between the input and a reference voltage is charged, and also discharged. CONSTITUTION:When an input voltage is larger than a reference voltage, switches 9, 10, 13 are turned on and switches 8, 11, 12 are turned off to discharge. When the output of an amplifier 1 crosses a GND level, it is judged by a comparator 2, resulting that a counter 6 is stopped. On the other hard, the most significant bit is '1' when the input voltage is larger than the reference voltage and '0' when the input voltage is smaller than the reverence voltage. When the input voltage is smaller than the reference voltage, the switches 8, 11, 13 are turned on and the switches 9, 10, 12 are turned off, and A/D conversion is similarly applied. Thus, the conversion speed is twice that of a conventional A/D converter, and the resistance and capacitance are reduced in value.

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LSIにおける積
分型の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 in an LSI.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、かかる積分型のA/D変換回路としては、増幅器
やフンパレータ等で構成されている。
Conventionally, such an integrating type A/D conversion circuit is composed of an amplifier, a humpator, and the like.

第4図はかかる従来の一例を示す積分型のA/D変換回
路図である。
FIG. 4 is a diagram of an integral type A/D conversion circuit showing an example of such a conventional method.

第4図に示すように、従来の積分型A/D変換回路は、
増幅器(AMP)1.フン;くレータ2゜抵抗3.容量
4.制御回路5およびカウンタ6と、入力端子およびリ
ファレンス電圧端子にそれぞれ接続されたスイッチ12
および8とから構成されている。特に、スイッチ8,1
2に対しては、コンパレータ2の出力とクロックおよび
カウンタ6からの信号に基づいて動作する制御回路5に
よってオン・オフの制御が行なわれる。
As shown in Figure 4, the conventional integral type A/D conversion circuit is
Amplifier (AMP)1. Hmph; Crater 2° Resistor 3. Capacity 4. A switch 12 connected to the control circuit 5, the counter 6, and the input terminal and reference voltage terminal, respectively.
and 8. In particular, switches 8, 1
2 is controlled to turn on and off by a control circuit 5 that operates based on the output of the comparator 2, the clock, and the signal from the counter 6.

第5図は第4図における変換回路の動作説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram of the operation of the conversion circuit in FIG. 4.

第5図に示すように、ここではクロックの周期なT、A
/D変挽回路の出力をにピッ)(k:整数)とした時の
動作を表わしている。
As shown in FIG. 5, here, the clock period T, A
This shows the operation when the output of the /D converter circuit is set to 2 (k: integer).

最初にスイッチ8をOFF、スイッチ12をONにして
カウンタ6がN(±2k)カウントするまで入力に応じ
て積分(充電)する。次に、スイッチ8をON、スイッ
チ12をOFFにしてリファレンス電圧により容量4に
蓄えられている電圧の放電を行い、増幅器1の出力がG
ND電位をよこぎるときをコンパレータ2により判断す
る。
First, switch 8 is turned off, switch 12 is turned on, and integration (charging) is performed according to the input until the counter 6 counts N (±2k). Next, the switch 8 is turned ON and the switch 12 is turned OFF to discharge the voltage stored in the capacitor 4 using the reference voltage, and the output of the amplifier 1 becomes G.
The comparator 2 determines when the ND potential is crossed.

次に、コンパレータ2の出力により、制御回路5はスイ
ッチ8,12を制御するとともに、カウンタ6の計数を
停止させる。このように、放電を開始してからカウンタ
6が停止されるまでにカウントしたn(n:整数)がA
/D変換回路の出力となる。
Next, based on the output of the comparator 2, the control circuit 5 controls the switches 8 and 12 and stops the counter 6 from counting. In this way, n (n: integer) counted from the start of discharge until the counter 6 is stopped is A
/D conversion circuit output.

〔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型のA/D変挽回路は、kビットの
出力が必要なとき、少たくとも(2に×2)×(クロッ
ク周期)のA/D変換時間が必要となり、変換速度が遅
くなるという欠点がある。
In the conventional integral type A/D conversion circuit described above, when k-bit output is required, an A/D conversion time of at least (2 x 2) x (clock period) is required, and the conversion speed is low. The disadvantage is that it is slow.

また、この変換速度が遅いと、必要な精度を得るために
より大きな値の容量および抵抗が必要になるという欠点
がある。
This slow conversion speed also has the disadvantage of requiring larger values of capacitance and resistance to obtain the required accuracy.

本発明の目的は、かかるA/D変換の高速化および抵抗
や容量を小さく、することを実現する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 A/D conversion circuit that achieves high-speed A/D conversion and reduces resistance and capacitance.

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

本発明のA/D変換回路は、入力端子に一端が接続され
た第一のスイッチと、GNDに一端が接続され且つ他端
が前記第一のスイッチの他端に接続された第二のスイッ
チと、リファレンス電圧端子に各々の一端が接続された
第三および第四のスイッチと、前記第三のスイッチの他
端に入力側が直接もしくは他のスイッチ手段を介して接
続され且つ前記第一のスイッチを介して得られる入力と
前記リファレンス電圧との差分な積分する前記加減算器
と前記加減算器の出力に一端が接続された抵抗と、前記
抵抗の他端に(−)入力端子が接続され且つ(+)入力
端子がGNDに接続された増幅器と、前記増幅器の(−
)入力端子および出力側に各々の一端が接続された容量
と、前記増幅器の出力に(−)入力端子が接続され且つ
GNDに(+)入力端子が接続されたコンパレータと、
出力端子がA/D変換の出力に接続されたカウンタと、
クチおよび前記カウンタを制御する制御回路とを有して
構成される。
The A/D conversion circuit of the present invention includes a first switch having one end connected to an input terminal, and a second switch having one end connected to GND and the other end connected to the other end of the first switch. a third and a fourth switch each having one end connected to a reference voltage terminal; and an input side connected to the other end of the third switch directly or through another switch means, and the first switch The adder/subtracter integrates the difference between the input obtained through the reference voltage and the reference voltage; a resistor has one end connected to the output of the adder/subtracter; a (-) input terminal is connected to the other end of the resistor; +) An amplifier whose input terminal is connected to GND, and an amplifier whose (-) input terminal is connected to GND.
) a capacitor whose one end is connected to the input terminal and the output side, and a comparator whose (-) input terminal is connected to the output of the amplifier and whose (+) input terminal is connected to GND;
a counter whose output terminal is connected to the output of the A/D conversion;
and a control circuit that controls the counter.

〔実施例〕〔Example〕

次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図は本発明の第一の実施例を示すA/D変換回路図
である。
FIG. 1 is an A/D conversion circuit diagram showing a first embodiment of the present invention.

第1図に示すように、本実施例は入力端子に一端が接続
されたスイッチ12と、GNDに一端が接続され且つ他
端がスイッチ12の他端に接続されたスイ、ブチ13と
、スイッチ12.13の接続点に各々の一端が接続され
たスイッチ10.11と、リファレンス電圧端子に各々
の一端が接続されたスイッチ8,9と、スイッチ8,1
0の他端に(+)個入力端子が接続され且つスイッチ9
゜11の他端に(−)個入力端子が接続された加減算器
7と、加減算器7の出力に一端が接続された抵抗3と、
抵抗3の他端に(−)個入力端子が接続され且つ(+)
個入力端子が、GNDに接続された増幅器1と、増幅器
1の(−)個入力端子および出力側に各々の一端が接続
された容量4と、増幅器1の出力に(−)個入力端子が
接続され且つ(+)個入力端子がGNDに接続されたコ
ンパレータ(COMP)2と、出力側がA/D変換の出
力端子に接続されたカウンタ6と、クロックやコンパレ
ータ2の出力およびカウンタからの信号に基づきスイッ
チ8〜13およびカウンタ6を制御する制御回路5とを
有している。
As shown in FIG. 1, this embodiment includes a switch 12 with one end connected to an input terminal, a switch 13 with one end connected to GND and the other end connected to the other end of the switch 12, and a switch 12 with one end connected to the input terminal. Switches 10.11 each have one end connected to the connection point 12.13, switches 8 and 9 each have one end connected to the reference voltage terminal, and switches 8 and 1.
(+) input terminals are connected to the other end of 0, and switch 9
an adder/subtractor 7 having (-) input terminals connected to the other end of the adder/subtractor 7; a resistor 3 having one end connected to the output of the adder/subtractor 7;
(-) input terminals are connected to the other end of the resistor 3, and (+)
An amplifier 1 whose input terminals are connected to GND, a capacitor 4 whose one end is connected to the (-) input terminals and output side of the amplifier 1, and a (-) input terminal connected to the output of the amplifier 1. A comparator (COMP) 2 which is connected and has (+) input terminals connected to GND, a counter 6 whose output side is connected to the output terminal of the A/D conversion, and signals from the clock, the output of the comparator 2, and the counter. It has a control circuit 5 that controls the switches 8 to 13 and the counter 6 based on the following.

第2図は第1図における変換回路の動作説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram of the operation of the conversion circuit in FIG. 1.

第2図に示すように、りpツクの周期をT、A/D変換
回路の出力なにピッ)(k:整数)とした時の動作を示
し、増幅器出力特性14は入力電圧がリファレンス電圧
よりも大きい場合であり、また出力特性15はその逆の
場合である。尚、M=2に−10≦m≦Mである。
As shown in Figure 2, the operation is shown when the ripple cycle is T and the output of the A/D conversion circuit is set to (k: integer), and the amplifier output characteristic 14 shows that the input voltage is the reference voltage. , and the output characteristic 15 is the opposite case. In addition, when M=2, -10≦m≦M.

以下、第1図および第2図を参照してA/D変換回路の
動作を説明する。
The operation of the A/D conversion circuit will be described below with reference to FIGS. 1 and 2.

まず、スイッチ8,11.12をON、スイッチ9,1
0,13をOFFにして、カウンタ6がM (= 2 
’−’)カウントするまで加減算器7の出力電圧、すな
わち(リファレンス電圧−入力端子)に応じて積分する
。尚、リファレンス電圧は入力最大電圧の1/2とする
0次に、入力電圧がリファレンス電圧よりも大きい時は
、スイッチ9゜10.13をON、スイッチ8,11.
12をOFFにして放電を行い、増幅器lの出力がGN
D電位を横切ったときをフンパレータ2により判断し、
その結果カウンタ6を停止させる。この放電を開始して
からカウンタ6が停止するまでにカウンタ6によってカ
ウントされた値m(m:整数0≦m≦M)がA/D変換
の下位ピッ) 〔(k−1)ビット分〕になる。一方、
・最上位ビットは入力電圧とリファレンス電圧の大小関
係により、大のときは1、小のときはOと決定される。
First, turn on switches 8, 11 and 12, switch 9, 1
0 and 13 are turned off, counter 6 becomes M (= 2
'-') It is integrated according to the output voltage of the adder/subtractor 7, that is, (reference voltage - input terminal) until it counts. Note that the reference voltage is 1/2 of the maximum input voltage. When the input voltage is higher than the reference voltage, the switches 9, 10, 13 are turned on, and the switches 8, 11, .
12 is turned off to discharge, and the output of amplifier l becomes GN.
Determine when the D potential is crossed by the Hump Palator 2,
As a result, the counter 6 is stopped. The value m (m: integer 0≦m≦M) counted by the counter 6 from the start of this discharge until the counter 6 stops is the lower bit of A/D conversion) [(k-1) bits] become. on the other hand,
- The most significant bit is determined to be 1 when it is large and O when it is small, depending on the magnitude relationship between the input voltage and the reference voltage.

次に、入力電圧がリファレンス電圧−よりも小さい時は
、スイッチ8,11.13がON、スイッチ9,10.
12がOFFとなり、同様にA/D変換が行なわれる。
Next, when the input voltage is lower than the reference voltage -, switches 8, 11.13 are turned on, switches 9, 10 .
12 is turned off, and A/D conversion is performed in the same manner.

かかる上述した実施例によれば、変換速度が従来の2倍
になり、抵抗や容量の値を小さくすることができる。
According to the above-described embodiment, the conversion speed is twice that of the conventional method, and the values of resistance and capacitance can be reduced.

第3図は本発明の第二の実施例を示すA/D変換回路図
である。
FIG. 3 is an A/D conversion circuit diagram showing a second embodiment of the present invention.

第3図に示すように、本実施例は前述した第一の実施例
と比較し、入力電圧およびリファレンス電圧を切り替え
充放電を行なうスイッチ部の構成と、加減算器7の構成
が異なる他は同様である。
As shown in FIG. 3, this embodiment is the same as the first embodiment described above, except that the configuration of the switch section that switches between the input voltage and the reference voltage and performs charging and discharging, and the configuration of the adder/subtractor 7 are different. It is.

すなわち、本実施例のA/D変換回路は増幅器1、コン
パレータ2.抵抗3.容量4.制御回路5、カウンタ6
の他に、スイッチ8,9,12゜13および18.19
と、容量17とを有しており、特に加減算器7を増幅器
16と容量17との配置により構成することにより、0
MO8LSIにおいても回路の少しの追加により変換速
度の速いA/D変換が可能になる。
That is, the A/D conversion circuit of this embodiment includes an amplifier 1, a comparator 2. Resistance 3. Capacity 4. Control circuit 5, counter 6
In addition to switches 8, 9, 12° 13 and 18.19
and a capacitor 17. In particular, by configuring the adder/subtracter 7 by arranging the amplifier 16 and the capacitor 17,
Even in MO8LSI, A/D conversion with high conversion speed is possible by adding a small amount of circuitry.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように、本発明のA/D変換回路は、増幅
器、コンパレータ、抵抗、容量、制御回路およびカウン
タからなる従来のA/D変換回路に加減算器と入力端子
およびリファレンス電圧端子に接続される複数のスイッ
チとを付加し、入力とリファレンス電圧(A/D変換入
力最大電圧の172)の差分を積分(充電)する一方、
リファレンス電圧により放電出来るようにスイッチを制
御することにより、A/D変換に必要に時間を従来の1
/2に短縮し、A/D変換を高速化できるという効果が
ある。さらに、変換時間の短縮により、同じ精度を得る
ための抵抗および容量を従来より小さくすることが出来
るという効果がある。
As explained above, the A/D conversion circuit of the present invention is connected to a conventional A/D conversion circuit consisting of an amplifier, a comparator, a resistor, a capacitor, a control circuit, and a counter, an adder/subtractor, an input terminal, and a reference voltage terminal. While integrating (charging) the difference between the input and the reference voltage (172 of the maximum A/D conversion input voltage),
By controlling the switch so that it can be discharged by the reference voltage, the time required for A/D conversion is reduced compared to the conventional one.
/2, which has the effect of speeding up A/D conversion. Furthermore, by shortening the conversion time, the resistance and capacitance required to obtain the same accuracy can be made smaller than before.

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

第1図は本発明の第一の実施例を示すA/D変換回路図
、第2図は第1図における変換回路の動作説明図、第3
図は本発明の第二の実施例を示すA/D変換回路図、第
4図は従来の一例を示す積分型A/D変換回路図、第5
図は第4図における変換回路の動作説明図である。 1、IB・・・・・・増IW、(AMp)、2・・・・
・・コンパレータ(COMF)、3・・・・・・抵抗、
4,17・・・・・・容量、5・・・・・・制御回路、
6・・・・・・カウンタ、7・・・・・・加減算器、8
〜13,18,19・・・・・・スイッチ。
FIG. 1 is an A/D conversion circuit diagram showing a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is an explanatory diagram of the operation of the conversion circuit in FIG. 1, and FIG.
The figure is an A/D conversion circuit diagram showing a second embodiment of the present invention, FIG. 4 is an integral type A/D conversion circuit diagram showing a conventional example, and FIG.
This figure is an explanatory diagram of the operation of the conversion circuit in FIG. 4. 1, IB... Increase IW, (AMp), 2...
... Comparator (COMF), 3... Resistor,
4, 17... Capacity, 5... Control circuit,
6... Counter, 7... Addition/subtraction device, 8
~13,18,19... Switch.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 入力端子に一端が接続された第一のスイッチと、GND
に一端が接続され且つ他端が前記第一のスイッチの他端
に接続された第二のスイッチと、リファレンス電圧端子
に各々の一端が接続された第三および第四のスイッチと
、前記第三のスイッチの他端に入力側が直接もしくは他
のスイッチ手段を介して接続され且つ前記第一のスイッ
チを介して得られる入力と前記リファレンス電圧との差
分を積分する前記加減算器と前記加減算器の出力に一端
が接続された抵抗と、前記抵抗の他端に(−)入力端子
が接続され且つ(+)入力端子がGNDに接続された増
幅器と、前記増幅器の(−)入力端子および出力側に各
々の一端が接続された容量と、前記増幅器の出力に(−
)入力端子が接続され且つGNDに(+)入力端子が接
続されたコンパレータと、出力端子がA/D変換の出力
に接続されたカウンタと、クロック、前記コンパレータ
の出力および前記カウンタからの信号に基づき前記第一
乃至第四のスイッチおよび前記カウンタを制御する制御
回路とを有することを特徴とするA/D変換回路。
A first switch with one end connected to the input terminal, and a GND
a second switch having one end connected to the first switch and the other end connected to the other end of the first switch; third and fourth switches each having one end connected to a reference voltage terminal; the adder/subtractor whose input side is connected directly or through another switch means to the other end of the switch, and which integrates the difference between the input obtained via the first switch and the reference voltage; and the output of the adder/subtractor. an amplifier having a (-) input terminal connected to the other end of the resistor and a (+) input terminal connected to GND; One end of each capacitor is connected to the output of the amplifier (−
) a comparator whose input terminal is connected and whose (+) input terminal is connected to GND; a counter whose output terminal is connected to the output of the A/D conversion; and a clock, the output of the comparator, and the signal from the counter. An A/D conversion circuit comprising: a control circuit that controls the first to fourth switches and the counter based on the above-mentioned signals.
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