JPH04170226A - A/d converter - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、A/D変換器に関し、特に並列比較型等のA
/D変換器に関する。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to an A/D converter, and particularly to an A/D converter such as a parallel comparison type.
/D converter.
従来、並列比較型のA/D変換器は、ビデオ信号などの
高速な信号のA/D変換等に使用されている。Conventionally, parallel comparison type A/D converters have been used for A/D conversion of high-speed signals such as video signals.
第4図はかかる従来の一例を示す並列比較型A/D変換
器のブロック図である。FIG. 4 is a block diagram of a parallel comparison type A/D converter showing an example of such a conventional type.
第4図に示すように、Nビット出力のA/D変換器はア
ナログ信号入力端子1にそれぞれ一方の入力を接続した
(2N−1)個のコンパレータ2A〜2(X−1)と、
A/D変換器のフルスケール値となる基準電圧源(v、
)3と、この基準電圧源3および接地間に接続され且つ
基準電圧■□を分圧し各電圧をコンパレータ2A〜2(
X−1)の他方の入力に比較電圧として供給する2N個
の直列接続された分圧抵抗4A〜4Xと、コンパレータ
2A〜2(X−1)の出力を入力し且つそのコンパレー
タ2A〜2(X−1)の下から何個目までが分圧された
基準電圧を超えたのかを判定してバイナリデジタル信号
出力端子9に出力するデコーダ回路8とを有している。As shown in FIG. 4, the N-bit output A/D converter includes (2N-1) comparators 2A to 2(X-1) each having one input connected to the analog signal input terminal 1.
A reference voltage source (v,
) 3, this reference voltage source 3, and ground, and divides the reference voltage ■□ and sends each voltage to comparators 2A to 2 (
2N series-connected voltage dividing resistors 4A to 4X that are supplied as a comparison voltage to the other input of the comparators 2A to 2 (X-1) and the outputs of the comparators 2A to 2 ( A decoder circuit 8 determines how many of the voltages from the bottom of X-1) have exceeded the divided reference voltage and outputs the result to a binary digital signal output terminal 9.
かかるA/D変換器において、(2”−1)個のコンパ
レータ2A〜2(X−1)には、アナログ信号と2N個
の分圧抵抗4A〜4Xにより基準電圧■、を分圧した電
圧とが印加され、最下位のコンパレータ2(X−1)か
ら順にv n / 2 ” ’ 。In such an A/D converter, the (2"-1) comparators 2A to 2(X-1) receive a voltage obtained by dividing the reference voltage ■ by the analog signal and 2N voltage dividing resistors 4A to 4X. are applied, and v n /2'' is applied in order from the lowest comparator 2 (X-1).
3 VR/ 2 l′” 、 5 VR/ 2 ”’
・・・・・・の基準電圧が入力されている。その結果が
デコーダ回路8でデコードされる。つまり、基準電圧を
A/D変換器の分解能であるILSBきざみで分圧した
電圧とアナログ信号とをコンパレータ2A〜2 (X
−1)で比較し、これらの出力のうち最下位のコンパ
レータ2(X−1)から何個目までが分圧された基準電
圧を超えたのかをデコーダ回路8によりデコードするこ
とにより、その出力がA/D変換結果となる。3 VR/2 l'", 5 VR/2"'
The reference voltage of... is input. The result is decoded by the decoder circuit 8. In other words, the comparators 2A to 2 (X
-1), and the decoder circuit 8 decodes how many of these outputs from the lowest comparator 2 (X-1) exceed the divided reference voltage. is the A/D conversion result.
上述した従来の並列比較型のA/D変換器は、用いられ
るコンパレータのゲインが高いため、デジタル信号が遷
移する近辺で同一レベルのアナログ信号をサンプリング
したとしても、アナログ信号に重畳した雑音の影響によ
り、交換したデジタル信号はサンプリングのタイミング
によって異なるという欠点がある。特に、アナログ入力
信号が無信号である場合において、雑音の影響でデジタ
ル圧力が変動し、あたかも低レベルのAC信号を入力し
たような変換結果となることがある。例えば、可聴帯域
外の雑音が重畳され、A/D変換によりこれが可聴帯域
内に落ち込み、無信号時雑音を発生する原因となる場合
がある。In the conventional parallel comparison type A/D converter mentioned above, the gain of the comparator used is high, so even if the analog signal of the same level is sampled near the transition of the digital signal, the influence of noise superimposed on the analog signal This has the disadvantage that the exchanged digital signals differ depending on the sampling timing. In particular, when the analog input signal is no signal, the digital pressure may fluctuate due to the influence of noise, resulting in a conversion result as if a low-level AC signal had been input. For example, noise outside the audible band may be superimposed and fall within the audible band due to A/D conversion, causing no-signal noise.
本発明の目的は、かかる低レベル雑音を遮断して、出力
を安定化するA/D変換器を提供することにある。An object of the present invention is to provide an A/D converter that blocks such low-level noise and stabilizes its output.
本発明のA/D変換器は基準電圧源と接地間に直列接続
され基準電圧を分圧する2N個の抵抗と、前記抵抗によ
り分圧された電圧およびアナログ信号の電圧をそれぞれ
比較するための(2N−1)個のヒステリシスを持った
コンパレータと、前記(2N−1)個のコンパレータの
出力をデコードしてNビットのデジタル信号を出力する
デコード回路とを有して構成される。The A/D converter of the present invention includes 2N resistors connected in series between a reference voltage source and ground to divide the reference voltage, and a ( The device includes 2N-1) comparators with hysteresis, and a decoding circuit that decodes the outputs of the (2N-1) comparators and outputs an N-bit digital signal.
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並列比較型A/D
変換器のブロック図である。FIG. 1 shows a parallel comparison type A/D showing a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram of a converter.
第1図に示すように、本実施例は、前述した従来例と比
較して、アナログ入力端子1に接続される(2N−1)
個のコンパレータ2A〜2(X−1)と、基準電圧源3
と、この基準電圧源3および接地間に直列に接続される
(2N−1)個の分圧抵抗4A〜4(X−1)と、コン
パレータ2A〜2(X−1)の出力を入力しディジタル
出力端子9にNビット出力するデコーダ8とは同一であ
り、コンパレータ2A〜2(X−1)の他方の入力を分
圧抵抗の節点からバッファ5A〜5(]−1)、入力抵
抗6A〜6(X−1)を介して入力すること、および各
コンパレータの他方の入力にそれぞれ帰還抵抗7A〜7
(X−1)を接続していることが異っている。As shown in FIG. 1, in this embodiment, compared to the conventional example described above, the number of terminals connected to the analog input terminal 1 is (2N-1).
comparators 2A to 2 (X-1) and a reference voltage source 3
Input the outputs of (2N-1) voltage dividing resistors 4A to 4 (X-1) connected in series between this reference voltage source 3 and ground, and the comparators 2A to 2 (X-1). The decoder 8 that outputs N bits to the digital output terminal 9 is the same, and the other input of the comparators 2A to 2 (X-1) is connected from the node of the voltage dividing resistor to the buffers 5A to 5 (]-1) and the input resistor 6A. ~6(X-1), and a feedback resistor 7A~7 to the other input of each comparator, respectively.
The difference is that (X-1) is connected.
まず、変換を行なうアナログ信号は、アナログ信号入力
端子1より(2N−1)個のコンパレータ2A〜2(X
−1)のすべてに入力される。また、基準電圧源3を2
N個の抵抗4A〜4Xにより分圧し、発生した電圧をそ
れぞれバッファ5A〜5(X−1)および抵抗6A〜6
(X−1)を通してもう一方のコンパレータ2A〜2(
X−1)の入力信号とする。このバッファは、抵抗によ
り分圧し発生した各コンパレータの基準電圧が入力抵抗
及び帰還抵抗を介した出力からの帰還電流により変動す
るものを防ぐものである。これらすべてのコンパレータ
2A〜2(X−1)の出力信号は帰還抵抗7A〜7(X
−1)を通して入力にそれぞれ帰還されるが、この入力
抵抗と帰還抵抗によるコンパレータ2A〜2(X−1)
のスレッショルド電圧は次の(1)式で示される。First, the analog signal to be converted is input from the analog signal input terminal 1 to (2N-1) comparators 2A to 2(X
-1) are all input. Also, the reference voltage source 3 is
The voltage is divided by N resistors 4A to 4X, and the generated voltage is applied to buffers 5A to 5 (X-1) and resistors 6A to 6, respectively.
(X-1) to the other comparator 2A~2(
X-1) is the input signal. This buffer prevents the reference voltage of each comparator generated by dividing the voltage by the resistor from fluctuating due to the feedback current from the output via the input resistor and the feedback resistor. The output signals of all these comparators 2A to 2 (X-1) are connected to feedback resistors 7A to 7 (X
-1), and the comparators 2A to 2 (X-1) are fed back to the inputs through this input resistance and feedback resistance.
The threshold voltage of is expressed by the following equation (1).
ただし、VOLは出力が0′°の時のコンパレータの出
力電圧、VOHは出力がパ1′”の時のコンパレータの
出力電圧、LTPは出力が1′”→′“0″になる入力
電圧、HTPは出力が0″→“1″となる入力電圧であ
る。However, VOL is the output voltage of the comparator when the output is 0', VOH is the output voltage of the comparator when the output is 1', LTP is the input voltage at which the output changes from 1' to 0, HTP is an input voltage at which the output changes from 0" to "1".
上述した入力抵抗6A〜6(X−1)及び帰還抵抗7A
〜7(X−1)を適当な値に選べば、A/D変換器の分
解能であるILSBを中心としたILSB以内のしきい
値の幅を持たせることができる。それ故、デコーダ回路
8は下から何ビットまでのコンパレータが基準電圧を分
圧した電圧を超えたのかを2進数で示すことができる。The above-mentioned input resistances 6A to 6 (X-1) and feedback resistance 7A
If ~7(X-1) is selected as an appropriate value, it is possible to have a threshold width within ILSB centered on ILSB, which is the resolution of the A/D converter. Therefore, the decoder circuit 8 can indicate in binary notation how many bits from the bottom of the comparator have exceeded the voltage obtained by dividing the reference voltage.
以下に、コンパレータがヒステリシスを持った場合の並
列比較型A/D変換器の変換特性を説明する。The conversion characteristics of the parallel comparison type A/D converter when the comparator has hysteresis will be explained below.
第2図は第1図に示すA/D変換器の変換特性図である
。FIG. 2 is a conversion characteristic diagram of the A/D converter shown in FIG. 1.
第2図に示すように、本実施例における並列比較型A/
D変換器の動作を入力信号がv t (2)近辺にある
場合を例にとると、コンパレータがヒステリシスを持つ
ことにより、デジタル信号が変化する遷移点の入力電圧
はそれぞれLTPとHTPの差であるILSB以内の幅
をもつ。いま、コンパレータがヒステリシスを持たない
ものとし、アナログ入力電圧がv t (2)よりも%
LSB程度低い直流信号の場合、ノイズが信号に重畳し
ないときの変換結果は“2′′というデジタル信号とな
る。As shown in FIG. 2, the parallel comparison type A/
Taking the operation of a D converter as an example when the input signal is near v t (2), the comparator has hysteresis, so the input voltage at the transition point where the digital signal changes is the difference between LTP and HTP. It has a width within a certain ILSB. Now, assume that the comparator has no hysteresis, and the analog input voltage is % lower than v t (2).
In the case of a DC signal as low as LSB, the conversion result when noise is not superimposed on the signal is a digital signal of "2''.
しかし、ノイズの影響により、サンプリング時にV t
(2)を超えた場合、デジタル出力信号はo 3 +
iとなってしまう。しかるに、コンパレータにヒステリ
シスを持たせることにより、サンプリング時にノイズが
重畳してV t (2)を超えたとしても、HTPを超
えなければ、デジタル出力信号は3”とはならない。従
って、サンプリング時にノイズが重畳したとしても、V
t (2)に−!−:C,SBを加えた電圧以内であ
れば、サンプリング時にノイズが重畳しない時と同一の
変換結果のo 2 +1が得られる。However, due to the influence of noise, V t
(2), the digital output signal is o 3 +
It becomes i. However, by providing hysteresis to the comparator, even if noise is superimposed during sampling and exceeds V t (2), the digital output signal will not become 3'' unless HTP is exceeded. Even if V
t (2) -! -: If the voltage is within the sum of C and SB, the same conversion result o 2 +1 as when no noise is superimposed during sampling can be obtained.
同様に、アナログ信号がV t (2)より上LSB程
度高い場合であっても、前述の説明と同様に、÷LSB
以下のノイズに対しては、サンプリングのタイミングに
関係無く、同一の変換結果が得られる。Similarly, even if the analog signal is higher than V t (2) by about LSB, ÷LSB
For the following noises, the same conversion result can be obtained regardless of the sampling timing.
要するに、本実施例では、コンパレータ2A〜(X−1
)に入力バッファ5A〜5(X−1)、入力抵抗6A〜
6(X−1)および帰還抵抗7A〜7(X−1)を付加
することにより、コンパレータにヒステリシスを持たせ
ている。In short, in this embodiment, comparators 2A to (X-1
), input buffer 5A~5(X-1), input resistance 6A~
6(X-1) and feedback resistors 7A to 7(X-1), the comparator is provided with hysteresis.
第3図は本発明の第二の実施例を示す並列比較型A/D
変換器のブロック図である。FIG. 3 shows a parallel comparison type A/D showing a second embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram of a converter.
第3図に示すように、本実施例は分圧抵抗4A〜4Xと
同様の分圧抵抗10A〜IOXとスイッチlIA〜11
(X−1,)とを設け、通常のヒステリシスを持たない
場合のデジタル信号の遷移点の基準電圧に対して、各コ
ンパレータの基準電圧を−LL S B以内で高くなる
ような適当な値の分圧抵抗4A〜4Xと、−!−LSB
以内で低くなるような適当な値の分圧抵抗10A〜IO
Xとをコンパレータの出力に応じて切り換えるようにし
たものである。本実施例のように、見かけ上コンパレー
タにヒステリシスを持たせた場合においても、前述した
第一の実施例と同様な結果が得られる。As shown in FIG. 3, this embodiment uses voltage dividing resistors 10A to IOX similar to voltage dividing resistors 4A to 4X and switches
(X-1,), and set the reference voltage of each comparator to an appropriate value within -LLSB with respect to the reference voltage at the transition point of a digital signal without normal hysteresis. Voltage dividing resistors 4A to 4X and -! -LSB
A voltage dividing resistor of an appropriate value that is as low as 10A to IO
X is switched according to the output of the comparator. Even when the comparator is apparently given hysteresis as in this embodiment, the same results as in the first embodiment described above can be obtained.
上述した実施例において、例えば8bit、フルスケー
ル5vのA/D変換器の場合は、ILSBは約20mV
であるので、20mV以内のノイズであれば変換結果に
影響を受けないことになる。In the above embodiment, for example, in the case of an 8-bit, full-scale 5V A/D converter, ILSB is approximately 20mV.
Therefore, if the noise is within 20 mV, the conversion result will not be affected.
以上説明したように、本発明のA/D変換器は、コンパ
レータにヒステリシスを持たせることにより、ノイズに
強く、デジタル出力信号を安定化させるという効果があ
る。As explained above, the A/D converter of the present invention has the effect of being resistant to noise and stabilizing the digital output signal by providing the comparator with hysteresis.
第1図は本発明の第一の実施例を示す並列比較型A/D
変換器のブロック図、第2図は第1図に=10−
示すA/D変換器の変換特性図、第3図は本発明の第二
の実施例を示す並列比較型A/D変換器のブロック図、
第4図は従来の一例を示す並列比較型A/D変換器のブ
ロック図である。
1・・・・・・アナログ信号入力端子、2A〜2 (X
−1)・・・・・コンパレータ、3・・・・・基準電圧
源、4A〜4X、IOA〜IOX・・・・・・分圧抵抗
、5A〜5(X−1)・・・・・バッファ、6A〜6(
X−1)・・・・・・入力抵抗、7A〜7(X−1)・
・・・・・帰還抵抗、8・・・・・・デコーダ回路、9
・・・・・・デジタル信号出力端子、IIA〜11(X
−1)・・・・・・スイッチ。
代理人 弁理士 内 原 晋FIG. 1 shows a parallel comparison type A/D showing a first embodiment of the present invention.
A block diagram of the converter, FIG. 2 is a conversion characteristic diagram of the A/D converter shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a parallel comparison type A/D converter showing the second embodiment of the present invention. Block diagram of
FIG. 4 is a block diagram of a parallel comparison type A/D converter showing a conventional example. 1...Analog signal input terminal, 2A~2 (X
-1)...Comparator, 3...Reference voltage source, 4A to 4X, IOA to IOX...Voltage dividing resistor, 5A to 5(X-1)... Buffer, 6A~6(
X-1)...Input resistance, 7A~7(X-1)・
...Feedback resistor, 8...Decoder circuit, 9
・・・・・・Digital signal output terminal, IIA~11(X
-1)...Switch. Agent Patent Attorney Susumu Uchihara
Claims (1)
する2^N個の抵抗と、前記抵抗により分圧された電圧
およびアナログ信号の電圧をそれぞれ比較するための(
2^N−1)個のヒステリシスを持ったコンパレータと
、前記(2^N−1)個のコンパレータの出力をデコー
ドしてNビットのデジタル信号を出力するデコード回路
とを有することを特徴とするA/D変換器。 2、前記アナログ信号および分圧された電圧を比較する
前記コンパレータはその出力により前記分圧電圧を制御
する手段を有することを特徴とする請求項1記載のA/
D変換器。3、前記基準電圧源と接地間に直列接続され
る(2^N−1)個の抵抗は2組設けられ、スイッチ手
段を介して前記コンパレータに切換えて供給することを
特徴とする請求項1記載のA/D変換器。[Claims] 1. 2^N resistors connected in series between a reference voltage source and ground to divide the reference voltage, and a resistor for comparing the voltage divided by the resistors and the voltage of the analog signal, respectively. (
2^N-1) comparators having hysteresis; and a decoding circuit that decodes the outputs of the (2^N-1) comparators and outputs an N-bit digital signal. A/D converter. 2. The A/C according to claim 1, wherein the comparator for comparing the analog signal and the divided voltage has means for controlling the divided voltage by its output.
D converter. 3.Claim 1, wherein two sets of (2^N-1) resistors are connected in series between the reference voltage source and the ground, and the resistors are switched and supplied to the comparator via a switch means. The A/D converter described.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29746290A JPH04170226A (en) | 1990-11-02 | 1990-11-02 | A/d converter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29746290A JPH04170226A (en) | 1990-11-02 | 1990-11-02 | A/d converter |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04170226A true JPH04170226A (en) | 1992-06-17 |
Family
ID=17846808
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP29746290A Pending JPH04170226A (en) | 1990-11-02 | 1990-11-02 | A/d converter |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH04170226A (en) |
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- 1990-11-02 JP JP29746290A patent/JPH04170226A/en active Pending
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