JPH0514202A - 逐次変換型ad変換器 - Google Patents

逐次変換型ad変換器

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JPH0514202A
JPH0514202A JP18570291A JP18570291A JPH0514202A JP H0514202 A JPH0514202 A JP H0514202A JP 18570291 A JP18570291 A JP 18570291A JP 18570291 A JP18570291 A JP 18570291A JP H0514202 A JPH0514202 A JP H0514202A
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Shinichi Okada
伸一 岡田
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 種々の変換形式を切り換えて入力電圧をAD
変換できる逐次変換型AD変換器を提供する。 【構成】 2個のDAコンバータ101,102と、このDA
コンバータを選択するセレクタ103と、入力信号をサン
プル&ホールドするS&H105と、このS&H105の出力
とセレクタ103の出力とを比較するコンパレータ104と、
セレクタ103によるDAコンバータの選択及びコンパレ
ータ104によるAD変換を制御する制御回路105とを有す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、逐次変換型アナログデ
ィジタル(以下、ADと略す)変換器に関し、特に多種
類の信号を種々の変換形式(入力信号の対数に比例した
出力又は一次関数的な出力を出すもの等)でAD変換す
る用途に好的のAD変換器(以下、ADC又はADコン
バータという)に関する。
【0002】
【従来の技術】現在、種々の電子機器のディジタル化
(例えば、ディジタルマルチメータ、車速計及びレベル
メータ等)により、ADコンバータを使用する用途が多
くなってきた。このうち、ディジタルマルチメータにお
いては、いろいろな入力電圧を測定するために、入力電
圧に比例した出力を得るAD変換及び入力電圧の対数に
比例した出力を得るAD変換等、複数の変換特性を持つ
ADコンバータが必要になってきた。従来は、この種の
用途においては、入力電圧に比例した出力を得るAD変
換器を使用し、対数に比例した出力を得たい場合に、A
D変換後のディジタル信号をソフトウェアで対数に比例
するものに演算処理していた。
【0003】ここで従来のAD変換器を使用したシステ
ムを、図面を参照して説明する。
【0004】図5は、従来のAD変換器を含むシングル
チップマイクロコンピュータ(以下、ワンチップマイコ
ンという)のブロック図である。ワンチップマイコン50
0 は、中央演算処理装置(以下、CPUという)501
と、読みだし専用メモリ(以下、ROMという)502
と、逐次変換型ADコンバータ(以下、ADCという)
503 を有する。CPU501 、ROM502 及びADC503
は、バス504 によって相互に結ばれていて、情報のやり
取りをしている。ADC503 は、基準電圧入力端子506
と電圧入力端子505 とを備えている。以下、説明の簡略
化のため、精度を4ビットと仮定する。
【0005】このADC503 は、図2に表すように入力
電圧に比例する変換特性を有していて、これを数値で現
すと、下記表1のようになる。
【0006】
【表1】
【0007】図3は、入力電圧に対して対数的なAD変
換をする場合の特性図であり、数値で現すと下記表2の
ようになる。
【0008】
【表2】
【0009】次に、このワンチップマイコンにより入力
電圧の対数値を得る方法について以下に述べる。
【0010】(1)CPU501 は、ROM502 上のプロ
グラムを実行していく。
【0011】(2)プログラムでアナログ入力電圧に対
する対数値が必要になったとき、CPU501 は、バス50
4 を通して、ADC503 に対して測定電圧入力端子505
に入力された電圧をAD変換するように指令を出す。
【0012】(3)ADC503 は、測定電圧入力端子50
5 に入力された電圧を表1に示すように直線的にディジ
タル値に変換する。
【0013】(4)ADC503 は、変換結果をバス504
を通してCPU501 に送る。
【0014】(5)CPU501 は、表1で表せられるA
D変換結果を、表2に表せられるAD変換結果になるよ
うにプログラムで換算し、希望の数値を得る。この場合
の換算表を下記表3に示す。
【0015】
【表3】
【0016】以上のようにして、ワンチップマイコン
は、入力電圧の対数値を得る。
【0017】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、入力信
号の大きさの対数が必要なAD変換を行うとき(表2及
び図3)に、入力信号に比例した出力が出るAD変換結
果からソフトウェアで対数に換算すると、表1と表2を
比較すればわかるように、1ビットの重みが異なるため
精度が悪化してしまう。また、対数変換の結果は表3に
示すようになり、得られたディジタル値はとびとびにな
ってしまう。また、ADコンバータで変換した数値をソ
フトウェアで変換しなおすことになるので、計算時間が
多くかかり、プログラム及びワーク領域でメモリを消費
してしまう。これは逆に、入力信号に比例した出力が必
要なAD変換を行うときに、入力信号の大きさの対数が
出力されるAD変換を行い、これをソフトウェア上で入
力信号の比例値に換算したときも同様である。
【0018】
【課題を解決するための手段】本発明に係る逐次変換型
AD変換器は、変換対象のアナログ信号をサンプリング
して保持するサンプル&ホールド回路と、変換特性が異
なる複数のDA変換回路と、このDA変換回路の出力の
うち一つを選択する選択回路と、前記サンプル&ホール
ド回路の出力と前記選択回路の出力とを比較する比較回
路と、前記選択回路による選択を制御すると共に前記比
較回路におけるAD変換を制御する制御回路とを有する
ことを特徴とする。
【0019】
【作用】本発明においては、変換特性が異なる複数のD
A変換回路を備えており、所望のAD変換を行うため
に、選択回路により、このDA変換回路のうち1つを選
択する。そして、選択されたDA変換回路の出力とサン
プル&ホールド回路の出力とを比較回路に入力して比較
し、AD変換を行う。従って、AD変換時に所望の特性
のディジタル値に直接変換することができる。
【0020】
【実施例】以下、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。
【0021】図1は本発明の実施例に係るADC100を
示すブロック図である。ADC100は、第1DAコンバ
ータ(以下、DACという)101と、第2DAC102と、
制御回路106と、セレクタ103と、コンパレータ104と、
サンプル&ホールド回路(以下、S&Hと略す)105と
を有する。ADC100からは測定電圧入力端子109と、基
準電圧入力端子117と外部との情報のやり取りを行うた
めのバス108とが出ている。 DAC101,102は、周知の
ように、抵抗ラダー又は容量アレイにより構成すること
ができる。
【0022】制御回路106からは、第1DAC101と第2
DAC102に対してDAC入力信号線107が接続されてお
り、S&H105に対してサンプルタイミング線115が接続
されており、セレクタ103に対しDAC選択線116が接続
されている。第1DAC101からは、セレクタ103に対し
DA変換出力110 が出力されている。また、第2DAC
102からは、セレクタ103に対しDA変換出力111が出力
されている。セレクタ103 からは、コンパレータ104に
対しセレクタ出力112 が出力されている。コンパレータ
104からは、制御回路106に対しコンパレータ出力114が
出力されている。S&H105からは、コンパレータ104
に対しS&H出力113 が出力されている。
【0023】このADC100は、DAC101を使用したと
きは、図2及び表1で表すように入力に比例した変換特
性を持ち、DAC2102を使用したときは図3及び表2
で表すように入力の対数に比例した変換特性を持ってい
る。
【0024】次に、このADC100の動作について説
明する。
【0025】先ず、このADCが入力信号を直線的にデ
ィジタル値に変換する場合の動作について説明する。
【0026】(1)ADC100の制御回路106は、測定電
圧入力端子109に入力された電圧をS&H105で保持する
ように、サンプルタイミング線115 に信号を出す。
【0027】(2)制御回路106は、DAC101を使用し
てAD変換するように、DAC選択線116に信号を出
す。
【0028】(3)制御回路106はS&H出力113とセレ
クタ出力112とをコンパレータ104で比較しながら、バイ
ナリーサーチによってAD変換する。
【0029】このようにして、第1DAC101で入力電
圧を直線的にディジタル値に変換することができる。
【0030】次に、このADC100が入力信号を対数的
にディジタル値に変換する場合の動作について説明す
る。
【0031】(1)ADC100の制御回路106は、測定電
圧入力端子109に入力した電圧をS&H105で保持するよ
うに、サンプルタイミング線115 に信号を出す。
【0032】(2)制御回路106は、DAC102を使用し
てAD変換するように、DAC選択線116 に信号を出
す。
【0033】(3)制御回路106はS&H出力113とセレ
クタ出力112とをコンパレータ104で比較しながら、バイ
ナリーサーチによってAD変換をする。
【0034】このようにして、第2DAC102で入力電
圧を対数的にディジタル値に変換することができる。本
実施例においては、制御回路106がセレクタ信号線116を
介してセレクタ103に所望の特性を持つDACを選択さ
せるための信号を出力し、選択されたDACの出力をコ
ンパレータ104でS&H出力113と比較してAD変換を実
施するので、AD変換時に変換特性を所望のものに切り
換えることができる。
【0035】次に、本発明の第2の実施例について図4
を参照して説明する。
【0036】図4は、本実施例のADC400を示すブロ
ック図であり、以下、第1の実施例と異なる点について
主として説明する。但し、第1DAC401、第2DAC4
02、制御回路400、セレクタ403、S&H405、及びコン
パレータ404は、夫々図1の第1DAC101、第2DAC
102、制御回路100、セレクタ103、S&H105、コンパレ
ータ104に相当し、DAC入力信号線407、バス408、測
定電圧入力端子409、DA変換出力410,411、セレクタ出
力412、S&H出力413、コンパレータ出力414、サンプ
ルタイミング線415、DAC選択線416は夫々図1のDA
C入力信号線107、バス108、測定電圧入力端子109、D
A変換出力110,111、セレクタ出力112、S&H出力11
3、コンパレータ出力114、サンプルタイミング線115、
DAC選択線116に相当する。
【0037】第1の実施例では第1DAC101と第1D
AC102の基準電圧入力端子117は共通であったが、この
第2の実施例では、第1DAC401は基準電圧入力端子4
17を持ち、第2DAC402は基準電圧入力端子418を持っ
ている。
【0038】本実施例においては、上述の如く、DAC
401,402が別個の基準電圧入力端子417,418を有するの
で、前述の第1の実施例と同様に、AD変換時に変換特
性を切り終えることができるだけでなく、更にAD変換
時の基準電圧も独立に切り替えることができ、より汎用
性が高まるという利点がある。
【0039】
【発明の効果】上述したように本発明によれば、所望の
変換特性に合わせてDACを切り換えて使用するので、
AD変換した数値は所望の特性を具備するものとなり、
これをそのまま使用できる。このため、ソフトウェアで
の対数変換のように変換精度を犠牲にすることはなく、
変換精度が高い。また、ソフトウェアで変換しなす必要
がないので、ソフトウェア上での計算時間が不要となる
ため、処理時間を短くすることができると共に、メモリ
の使用量も節約できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例に係るADCを示すブロ
ック図である。
【図2】入力電圧に対して直線的なAD変換をするとき
に使用されるDACの特性図である。
【図3】入力電圧に対して対数的なAD変換をするとき
に使用されるDACの特性図である。
【図4】本発明の第2の実施例に係るADCを示すブロ
ック図である。
【図5】従来のワンチップマイコンのブロック図であ
る。
【符号の説明】
100,400,503 ;ADC 101,102,401,402 ;DAC 103,403 ;セレクタ 104,404 ;コンパレータ 105,405 ;S&H 106,406 ;制御回路 107,407 ;DAC入力信号線 108,408,504 ;バス 109,409,505 ;測定電圧入力端子 110,111,410,411 ;DA変換出力 112,412 ;セレクタ出力 113,413 ;S&H出力 114,414 ;コンパレータ出力 115,415 ;サンプルタイミング線 116,416 ;DAC選択線 117,417,418,506 ;基準電圧入力端子 500 ;ワンチップマイコン 501 :CPU 502 ;ROM

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 変換対象のアナログ信号をサンプリング
    して保持するサンプル&ホールド回路と、変換特性が異
    なる複数のDA変換回路と、このDA変換回路の出力の
    うち一つを選択する選択回路と、前記サンプル&ホール
    ド回路の出力と前記選択回路の出力とを比較する比較回
    路と、前記選択回路による選択を制御すると共に前記比
    較回路におけるAD変換を制御する制御回路とを有する
    ことを特徴とする逐次変換型AD変換器。
  2. 【請求項2】 前記DA変換回路が抵抗ラダーによって
    構成されていることを特徴とする請求項1に記載の逐次
    変換型AD変換器。
  3. 【請求項3】 前記DA変換回路が容量アレーによって
    構成されていることを特徴とする請求項1に記載の逐次
    変換型AD変換器。
JP3185702A 1991-06-29 1991-06-29 逐次変換型ad変換器 Expired - Lifetime JP3049852B2 (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002232292A (ja) * 2001-02-06 2002-08-16 Nec Microsystems Ltd A/d変換器
US6530686B1 (en) * 1997-12-01 2003-03-11 Seiko Instruments Inc. Differential scanning calorimeter having low drift and high response characteristics

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6530686B1 (en) * 1997-12-01 2003-03-11 Seiko Instruments Inc. Differential scanning calorimeter having low drift and high response characteristics
JP2002232292A (ja) * 2001-02-06 2002-08-16 Nec Microsystems Ltd A/d変換器

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