JPH04271616A - A/d変換器 - Google Patents

A/d変換器

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JPH04271616A
JPH04271616A JP5798791A JP5798791A JPH04271616A JP H04271616 A JPH04271616 A JP H04271616A JP 5798791 A JP5798791 A JP 5798791A JP 5798791 A JP5798791 A JP 5798791A JP H04271616 A JPH04271616 A JP H04271616A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ladder circuit
circuit
resistor
comparators
voltage
Prior art date
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Pending
Application number
JP5798791A
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English (en)
Inventor
Matsuji Asazaki
松士 浅崎
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.)
NEC IC Microcomputer Systems Co Ltd
Original Assignee
NEC IC Microcomputer Systems Co Ltd
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Publication date
Application filed by NEC IC Microcomputer Systems Co Ltd filed Critical NEC IC Microcomputer Systems Co Ltd
Priority to JP5798791A priority Critical patent/JPH04271616A/ja
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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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は抵抗ラダー回路で構成さ
れる直並列比較方式のA/D変換器に関する。
【0002】
【従来の技術】図2は、従来の直並列比較方式の4ビッ
トA/D変換器を示す回路図である(T.Sekino
,他:IEEE−ISSCC,論文番号WAM−36,
1982年 2月)。
【0003】基準電圧VR が与えられる基準電圧入力
端子1と接地3との間には16(24 )個の抵抗R1
1〜R26が直列接続されており、これらの抵抗R11
〜R26により抵抗ラダー回路21が構成されている。
【0004】この抵抗ラダー回路21を構成する各抵抗
R11〜R26の相互接続点の電圧は、上位ビット変換
時には直接、下位ビット変換時にはスイッチS11〜S
22を介して選択的に取り出されるようになっている。 即ち、抵抗ラダー回路21を大まかに4分割したときの
抵抗R22,R23間の電圧V12、抵抗R18,R1
9間の電圧V8 及び抵抗R14,R15間の電圧V4
 は夫々コンパレータ23〜25の各一方入力端に入力
されている。また、スイッチS11〜S22によって選
択された0〜V4 ,V4 〜V8 ,V8 〜V12
又はV12〜VR 間の分割電圧は、スイッチS11〜
S22を介して夫々コンパレータ26〜28の各一方の
入力端に入力されている。そして、これらのコンパレー
タ23〜28の各他方の入力端には、入力端子2からア
ナログ入力電圧VX が入力される。上位ビット用のコ
ンパレータ23〜25の出力はエンコーダ31でエンコ
ードされ、下位ビット用のコンパレータ26〜28の出
力はエンコーダ32でエンコードされる。スイッチS1
1〜S22の選択は、エンコーダ31による上位ビット
のエンコード結果に基づき、スイッチ制御回路33が行
なう。
【0005】このように構成されたA/D変換器では、
先ず、上位ビット用のコンパレータ23〜25で上位ビ
ットのA/D変換が行なわれる。このための比較電圧は
、抵抗ラダー回路21から抵抗4つおきに取り出される
。このようにすれば、アナログ入力電圧VX のレベル
が0〜V4 ,V4 〜V8 ,V8 〜V12及びV
12以上のうちのどの範囲に入っているかがわかる。
【0006】次に、下位ビット用のコンパレータ26〜
28で下位ビットのA/D変換が行なわれる。このため
には、上位ビットの結果に基づいてラダーブロックの選
択を行なう。例えば、入力レベルがV4 〜V8 の範
囲に入っているとすると、スイッチ群S14,S15,
S16が選択され、下位ビット用のコンパレータ26,
27,28には比較電圧として夫々V7 ,V6 ,V
5 が与えられることになる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに構成された従来の直並列比較方式のA/D変換器は
、NビットのA/D変換を行なう場合、2N 個の単位
抵抗からなる抵抗ラダー回路と、(2N/2 −1)×
2個のコンパレータとが必要であるため、IC(Int
egrated Circuit)化した場合のチップ
面積が大きくなってしまうと共に、製品コストが高いと
いう問題点がある。
【0008】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、従来に比してチップ面積を削減することが
でき、製品コストを低減できる直並列比較方式のA/D
変換器を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明に係るA/D変換
器は、直列接続された2N/2 個(但し、Nはビット
数)の単位抵抗からなりその両端に夫々第1及び第2の
基準電圧が与えられる第1の抵抗ラダー回路と、第1及
び第2のバッファアンプと、この第1及び第2のバッフ
ァアンプの出力端間に直列接続された2N/2 個の単
位抵抗からなる第2の抵抗ラダー回路と、この第2の抵
抗ラダー回路の各単位抵抗の相互接続点に一方の入力端
が夫々接続され他方の入力端にアナログ入力電圧を入力
する2N/2 −1個の比較回路と、これらの比較回路
の比較結果をエンコードするエンコーダと、上位ビット
変換時には前記第1及び第2のバッファアンプを介して
前記第2の抵抗ラダー回路の両端に夫々前記第1及び第
2の基準電圧を与え、下位ビット変換時には上位ビット
変換時における前記エンコーダのエンコード結果に基づ
いて前記第1の抵抗ラダー回路を構成する前記単位抵抗
のうちの1つの単位抵抗の両端の電圧を夫々前記第1及
び第2のバッファアンプを介して前記第2の抵抗ラダー
回路の両端に与えるスイッチ回路とを有することを特徴
とする。
【0010】
【作用】本発明においては、第1及び第2の抵抗ラダー
回路が設けられている。そして、上位ビット変換時には
この第2の抵抗ラダー回路の両端に夫々第1及び第2の
バッファアンプを介して第1及び第2の基準電圧が与え
られる。2N/2 −1個の比較回路は、夫々この第2
の抵抗ラダー回路の各単位抵抗の相互接続点の電圧とア
ナログ入力電圧とを比較する。エンコーダは、これらの
比較回路の出力に基づいて上位ビットを決定する。次に
、下位ビット変換時には、スイッチ回路は上位ビット変
換時における前記エンコーダのエンコード結果に基づい
て、前記第1の抵抗ラダー回路のうちの1つの単位抵抗
の両端の電圧を夫々前記第1及び第2のバッファアンプ
を介して前記第2の抵抗ラダー回路の両端に与える。そ
して、第2の抵抗ラダー回路の単位抵抗により分割され
た電圧は、前記比較回路により前記アナログ入力電圧と
比較され、その結果が前記エンコードに入力されて下位
ビットが決定される。
【0011】つまり、本発明に係るA/D変換器におい
ては、第2の抵抗ラダー回路の両端に基準電圧を与えて
上位ビットを決定した後、スイッチ回路により前記第2
の抵抗ラダー回路の両端に与える電圧を切り替えて下位
ビットを決定する。従って、第2の抵抗ラダー回路を上
位ビットの決定及び下位ビットの決定に共用するため、
第1及び第2の抵抗ラダー回路を含めた単位抵抗の数並
びに比較回路の数を従来に比して削減することができ、
製品コストを低減できる。
【0012】この場合に、前記第1の抵抗ラダー回路を
構成する各単位抵抗の値を全て同一にすると共に、前記
第2の抵抗ラダー回路を構成する各単位抵抗の値を全て
同一にすることにより、リニアな特性を得ることができ
る。
【0013】
【実施例】次に、本発明の実施例について添付の図面を
参照して説明する。
【0014】図1は本発明の実施例に係る直並列比較方
式の4ビットA/D変換器を示す回路図である。
【0015】基準電圧VR が与えられる基準電圧入力
端子1と接地3との間には夫々同一の抵抗値を有する抵
抗R1 〜R4 が直列接続されており、これらの抵抗
によりメイン抵抗ラダー回路(第1の抵抗ラダー回路)
11が構成されている。このメイン抵抗ラダー回路11
の両端及び各電圧分割点は夫々スイッチS1 〜S5 
を介してバッファアンプ13,14の入力端に接続され
るようになっている。また、バッファアンプ13,14
の出力端は、抵抗R5 〜R8 を直列接続してなるサ
ブ抵抗ラダー回路(第2の抵抗ラダー回路)15の両端
に接続されている。このサブ抵抗ラダー回路15の各抵
抗の相互接続点は、コンパレータ16,17,18の各
一方の入力端に入力されている。また、これらのコンパ
レータ16,17,18の他方の入力端はいずれも入力
端子2に接続されており、アナログ入力電圧VX が入
力されるようになっている。これらのコンパレータ16
,17,18の出力は、エンコーダ19に入力されてエ
ンコーダされる。更に、スイッチ制御回路20は、上位
ビット変換時のエンコーダ19のエンコード結果に基づ
いてスイッチS1 〜S5 を制御する。
【0016】次に、このように構成された本実施例に係
るA/D変換器の動作について説明する。
【0017】上位ビット変換時にはスイッチS1 ,S
5 がオン、スイッチS2 ,S3 ,S4 がオフと
なる。この結果、サブ抵抗ラダー回路15の両端に基準
電圧入力VR 及び接地電位が与えられ、コンパレータ
16,17,18の各一方の入力端には基準電圧VR 
を大きく分割した電圧V12,V8 ,V4 が夫々供
給される。これにより、コンパレータ16,17,18
からは、アナログ入力電圧VX のレベルが0〜V4 
,V4 〜V8 ,V8 〜V12又はV12以上のど
の範囲にあるのかが検出され、エンコーダ19によって
その検出結果がエンコードされる。 この結果、A/D変換出力の上位2ビットであるMSB
(最上位ビット),3rdが決定される。
【0018】下位ビット変換時には、上位ビット変換時
のエンコード結果に基づいてスイッチ制御回路20がス
イッチS1 〜S5 を制御する。ここで、例えば入力
電圧VX がV4 〜V8 の間に入っていたとすると
、スイッチS3 がバッファアンプ13の入力VBUF
1に接続され、スイッチS2 がバッファアンプ14の
入力VBUF2に接続される。このとき、メイン抵抗ラ
ダー回路11には基準電圧VR が印加されているので
、抵抗R2 の両端の電位は夫々V4 ,V8 である
。従って、コンパレータ16,17,18には、夫々V
4 〜V8 を更に4分割した電圧が与えられる。これ
により、エンコーダ19において下位ビットの変換が行
なわれ、A/D変換出力の下位2ビットである2nd,
LSB(最下位ビット)が決定される。
【0019】この実施例によれば、上位ビットの変換及
び下位ビットの変換にいずれもサブ抵抗ラダー回路15
を使用しているので、全体の抵抗の数は従来が16個(
2N )であったのに対し、本実施例では8個(2×2
N/2 )で足り、使用する抵抗の数を従来の半分にす
ることができる。また、コンパレータの数も従来の1/
2になる。更に、スイッチの数も、従来方式では16個
(2N )であるのに対し、本実施例ではN+1である
。従って、A/D変換器のビット数が増える程、素子数
削減の効果が顕著になる。
【0020】なお、本実施例に係るA/D変換器の変換
回数は従来と同様2回であるから、本実施例により変換
速度が低下する虞れはない。
【0021】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は2N/2
 個の抵抗からなる第1及び第2の抵抗ラダー回路を設
け、スイッチ回路の選択によって第2の抵抗ラダー回路
の両端に与える電圧を切り替えて上位ビットと下位ビッ
トを決定するから、従来よりも素子数を大幅に少なくす
ることができる。従って、チップ面積を小さくすること
ができ、A/D変換器の製造コストを低減することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例に係る直並列比較方式の4ビッ
トA/D変換器を示す回路図である。
【図2】従来の直並列比較方式のA/D変換器を示す回
路図である
【符号の説明】
1;基準電圧入力端子 2;アナログ電圧入力端子 3;接地 11,19,21;抵抗ラダー回路 13,14;バッファアンプ 16〜18,23〜28;コンパレータ20,33;ス
イッチ制御回路

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  直列接続された2N/2 個(但し、
    Nはビット数)の単位抵抗からなりその両端に夫々第1
    及び第2の基準電圧が与えられる第1の抵抗ラダー回路
    と、第1及び第2のバッファアンプと、この第1及び第
    2のバッファアンプの出力端間に直列接続された2N/
    2 個の単位抵抗からなる第2の抵抗ラダー回路と、こ
    の第2の抵抗ラダー回路の各単位抵抗の相互接続点に一
    方の入力端が夫々接続され他方の入力端にアナログ入力
    電圧を入力する2N/2 −1個の比較回路と、これら
    の比較回路の比較結果をエンコードするエンコーダと、
    上位ビット変換時には前記第1及び第2のバッファアン
    プを介して前記第2の抵抗ラダー回路の両端に夫々前記
    第1及び第2の基準電圧を与え、下位ビット変換時には
    上位ビット変換時における前記エンコーダのエンコード
    結果に基づいて前記第1の抵抗ラダー回路を構成する前
    記単位抵抗のうちの1つの単位抵抗の両端の電圧を夫々
    前記第1及び第2のバッファアンプを介して前記第2の
    抵抗ラダー回路の両端に与えるスイッチ回路とを有する
    ことを特徴とするA/D変換器。
  2. 【請求項2】  前記第1の抵抗ラダー回路を構成する
    各単位抵抗の抵抗値は全て同一であり、前記第2の抵抗
    ラダー回路を構成する各単位抵抗の抵抗値は全て同一で
    あることを特徴とする請求項1に記載のA/D変換器。
JP5798791A 1991-02-27 1991-02-27 A/d変換器 Pending JPH04271616A (ja)

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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0250618A (ja) * 1988-08-12 1990-02-20 Sanyo Electric Co Ltd A/d変換回路

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0250618A (ja) * 1988-08-12 1990-02-20 Sanyo Electric Co Ltd A/d変換回路

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