JPH05235766A - A/d変換器 - Google Patents
A/d変換器Info
- Publication number
- JPH05235766A JPH05235766A JP25905091A JP25905091A JPH05235766A JP H05235766 A JPH05235766 A JP H05235766A JP 25905091 A JP25905091 A JP 25905091A JP 25905091 A JP25905091 A JP 25905091A JP H05235766 A JPH05235766 A JP H05235766A
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- Japan
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- voltage
- converter
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- sampling capacitor
- sampling
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 A/D変換器に内蔵されているD/A変換器
の変換精度以上にA/D変換精度を高めることができる
A/D変換器を提供する。 【構成】 入力電圧を保持するサンプリングコンデンサ
6,7を有するA/D変換器において、サンプリング
後、コンデンサ6,7から構成されるサンプリングコン
デンサブロック2の容量値をサンプリング中の値より小
さくすることにより、サンプリング電圧を入力電圧より
高電圧にする。
の変換精度以上にA/D変換精度を高めることができる
A/D変換器を提供する。 【構成】 入力電圧を保持するサンプリングコンデンサ
6,7を有するA/D変換器において、サンプリング
後、コンデンサ6,7から構成されるサンプリングコン
デンサブロック2の容量値をサンプリング中の値より小
さくすることにより、サンプリング電圧を入力電圧より
高電圧にする。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、A/D変換器に関し、
特に入力電圧を保持するサンプリングコンデンサを有す
るA/D変換器に関する。
特に入力電圧を保持するサンプリングコンデンサを有す
るA/D変換器に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種のA/D変換器において
は、入力電圧をサンプリングコンデンサに保持させ、こ
のサンプリングコンデンサの電圧をそのままA/D変換
している。
は、入力電圧をサンプリングコンデンサに保持させ、こ
のサンプリングコンデンサの電圧をそのままA/D変換
している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来のA/D変換器は
サンプリングコンデンサに保持した入力電圧をそのまま
A/D変換しているので、A/D変換器に内蔵されてい
るD/A変換器の変換精度以上にA/D変換精度を高め
ることはできない。
サンプリングコンデンサに保持した入力電圧をそのまま
A/D変換しているので、A/D変換器に内蔵されてい
るD/A変換器の変換精度以上にA/D変換精度を高め
ることはできない。
【0004】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、A/D変換器に内蔵されているD/A変換
器の変換精度以上にA/D変換精度を高めることが可能
なA/D変換器を提供することを目的とする。
のであって、A/D変換器に内蔵されているD/A変換
器の変換精度以上にA/D変換精度を高めることが可能
なA/D変換器を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明に係るA/D変換
器は、入力電圧を保持するサンプリングコンデンサを有
するA/D変換器において、サンプリング後前記コンデ
ンサの容量値をサンプリング中の値より小さくすること
により、サンプリング電圧を入力電圧より高電圧にする
手段を有することを特徴とする。
器は、入力電圧を保持するサンプリングコンデンサを有
するA/D変換器において、サンプリング後前記コンデ
ンサの容量値をサンプリング中の値より小さくすること
により、サンプリング電圧を入力電圧より高電圧にする
手段を有することを特徴とする。
【0006】
【作用】本発明のA/D変換器においては、入力電圧を
サンプリングするサンプリングコンデンサの静電容量を
入力電圧サンプリング後に小さくすることにより、サン
プリングした電圧を高める。これにより、A/D変換器
に内蔵されているD/A変換器の変換精度以上にA/D
変換精度を高めることができる。
サンプリングするサンプリングコンデンサの静電容量を
入力電圧サンプリング後に小さくすることにより、サン
プリングした電圧を高める。これにより、A/D変換器
に内蔵されているD/A変換器の変換精度以上にA/D
変換精度を高めることができる。
【0007】
【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。
参照して説明する。
【0008】図1は本発明の第1の実施例に係る逐次比
較型A/D変換器を示すブロック図である。アナログ電
圧入力端AVin1にスイッチ17を介して接続されてい
るサンプリングコンデンサブロック2は、3つの切り換
えスイッチ3,4,5と、2つの等容量CSのサンプリ
ングコンデンサ6,7から構成されており、このスイッ
チ3,4,5を切り換えることによって、サンプリング
コンデンサブロック2の合成容量を変化させるように構
成されている。スイッチ17はサンプリングコンデンサ
ブロック2の電圧の入出力を切り換えるスイッチであ
り、サンプリングコンデンサブロック2はスイッチ17
をA側にすると電圧を入力し、B側にすると出力とな
る。
較型A/D変換器を示すブロック図である。アナログ電
圧入力端AVin1にスイッチ17を介して接続されてい
るサンプリングコンデンサブロック2は、3つの切り換
えスイッチ3,4,5と、2つの等容量CSのサンプリ
ングコンデンサ6,7から構成されており、このスイッ
チ3,4,5を切り換えることによって、サンプリング
コンデンサブロック2の合成容量を変化させるように構
成されている。スイッチ17はサンプリングコンデンサ
ブロック2の電圧の入出力を切り換えるスイッチであ
り、サンプリングコンデンサブロック2はスイッチ17
をA側にすると電圧を入力し、B側にすると出力とな
る。
【0009】D/A変換器11は基準電圧をVref12
とし、逐次比較レジスタブロック9から出力されるデジ
タル値に応じたアナログ電圧値を出力する8bit精度の
D/A変換器である。コンパレ−タ8はD/A変換器1
1の出力電圧と、サンプリングコンデンサブロック2の
出力電圧とを比較し、結果を8bitの逐次比較レジスタ
ブロック9に出力する。A/D変換結果は、逐次比較レ
ジスタブロック9の値SA14と基準電圧Vref12よ
り計算によって求められる。
とし、逐次比較レジスタブロック9から出力されるデジ
タル値に応じたアナログ電圧値を出力する8bit精度の
D/A変換器である。コンパレ−タ8はD/A変換器1
1の出力電圧と、サンプリングコンデンサブロック2の
出力電圧とを比較し、結果を8bitの逐次比較レジスタ
ブロック9に出力する。A/D変換結果は、逐次比較レ
ジスタブロック9の値SA14と基準電圧Vref12よ
り計算によって求められる。
【0010】次に、本実施例に係る逐次比較型A/D変
換器の動作について、図1及び図2を参照して説明す
る。
換器の動作について、図1及び図2を参照して説明す
る。
【0011】先ず、アナログ入力電圧を入力する前に、
サンプリングコンデンサブロック2のスイッチ3をオ
ン、スイッチ4、5をオフにして、図2(a)に示す状
態にスイッチ3,4,5を切り換える。そして、スイッ
チ17をA側に切り換えアナログ電圧入力端AVin1か
らアナログ電圧AV15を入力する。このアナログ電圧
AV15の電圧値によって、下記の二通りの変換方法に
場合分けする。
サンプリングコンデンサブロック2のスイッチ3をオ
ン、スイッチ4、5をオフにして、図2(a)に示す状
態にスイッチ3,4,5を切り換える。そして、スイッ
チ17をA側に切り換えアナログ電圧入力端AVin1か
らアナログ電圧AV15を入力する。このアナログ電圧
AV15の電圧値によって、下記の二通りの変換方法に
場合分けする。
【0012】入力アナログ電圧AV15がVref電圧
値の1/2以下の場合[倍精度モ−ド] この場合、A/D変換精度は倍精度モ−ドとなり、D/
A変換器の精度が8bit精度であっても、A/D変換精
度は9bit精度となる。
値の1/2以下の場合[倍精度モ−ド] この場合、A/D変換精度は倍精度モ−ドとなり、D/
A変換器の精度が8bit精度であっても、A/D変換精
度は9bit精度となる。
【0013】入力アナログ電圧AV15がVref電圧
値の1/2より大きい場合[通常精度モ−ド] この場合、A/D変換精度は通常精度モ−ドで、D/A
変換器の精度が8bit精度であるので、A/D変換精度
も8bitである。
値の1/2より大きい場合[通常精度モ−ド] この場合、A/D変換精度は通常精度モ−ドで、D/A
変換器の精度が8bit精度であるので、A/D変換精度
も8bitである。
【0014】いま、入力電圧が上記であった場合は、
倍精度フラグ10を”1”にし、サンプリングコンデン
サブロック2を、図2(b)の状態、即ちスイッチ3,
5をオン、スイッチ4をオフの状態に、スイッチ3,
4,5を切り換えて、再度入力電圧のサンプリングを行
う。この状態ではサンプリングコンデンサブロック2に
サンプリングされている電圧はAVであるが、その後サ
ンプリングコンデンサブロック2を、図2(c)に示す
状態、即ち、スイッチ4をオン、スイッチ3,5をオフ
の状態に切り換えると、サンプリングコンデンサブロッ
ク2にサンプリングされた電圧は2×AVとなる。
倍精度フラグ10を”1”にし、サンプリングコンデン
サブロック2を、図2(b)の状態、即ちスイッチ3,
5をオン、スイッチ4をオフの状態に、スイッチ3,
4,5を切り換えて、再度入力電圧のサンプリングを行
う。この状態ではサンプリングコンデンサブロック2に
サンプリングされている電圧はAVであるが、その後サ
ンプリングコンデンサブロック2を、図2(c)に示す
状態、即ち、スイッチ4をオン、スイッチ3,5をオフ
の状態に切り換えると、サンプリングコンデンサブロッ
ク2にサンプリングされた電圧は2×AVとなる。
【0015】ここでスイッチ17をB側に切り換え、こ
の2倍になったサンプリング電圧をコンパレータ8に出
力し、D/A変換器11とコンパレータ8と逐次比較レ
ジスタブロック9により、8bitの逐次比較型A/D変
換動作を行わせる。このA/D変換動作により逐次比較
レジスタブロック9に得られた値SA14より、A/D
変換結果値は下記数式1で表される。
の2倍になったサンプリング電圧をコンパレータ8に出
力し、D/A変換器11とコンパレータ8と逐次比較レ
ジスタブロック9により、8bitの逐次比較型A/D変
換動作を行わせる。このA/D変換動作により逐次比較
レジスタブロック9に得られた値SA14より、A/D
変換結果値は下記数式1で表される。
【0016】
【数1】 Vref{SA/(28×2)}=Vref×(SA/29) この数式1から、このA/D変換は、9bitのA/D変
換精度であることが分る。
換精度であることが分る。
【0017】次に、入力電圧が上記である場合は、倍
精度フラグ10を”0”として、サンプリングコンデン
サブロック2は変化させずにスイッチ17をB側に切り
換え、サンプリングした入力電圧AVをそのままコンパ
レータ8に入力する。上述したの場合と同様に8bit
の逐次比較型A/D変換動作を行い、これより得られた
値SA14より、A/D変換結果値は下記数式2で表さ
れる。
精度フラグ10を”0”として、サンプリングコンデン
サブロック2は変化させずにスイッチ17をB側に切り
換え、サンプリングした入力電圧AVをそのままコンパ
レータ8に入力する。上述したの場合と同様に8bit
の逐次比較型A/D変換動作を行い、これより得られた
値SA14より、A/D変換結果値は下記数式2で表さ
れる。
【0018】
【数2】Vref×(SA/28) これは通常の8bitのA/D変換精度である。
【0019】以上説明した通り、本実施例のA/D変換
器によれば、入力アナログ電圧AV15が基準電圧Vre
f12の1/2より大きい場合は、D/A変換器の精度
が8bit精度なのでA/D変換精度も8bit精度である
が、入力アナログ電圧AV15が基準電圧Vrefの1/
2以下の場合には、D/A変換器の精度が8bit精度で
あっても、A/D変換精度を9bit精度とすることがで
きる。
器によれば、入力アナログ電圧AV15が基準電圧Vre
f12の1/2より大きい場合は、D/A変換器の精度
が8bit精度なのでA/D変換精度も8bit精度である
が、入力アナログ電圧AV15が基準電圧Vrefの1/
2以下の場合には、D/A変換器の精度が8bit精度で
あっても、A/D変換精度を9bit精度とすることがで
きる。
【0020】図3は本発明の第2の実施例に係る逐次比
較型A/D変換器を示すブロック図である。
較型A/D変換器を示すブロック図である。
【0021】アナログ電圧入力端AVin1にスイッチ1
7を介して接続されているサンプリングコンデンサ16
は、その電極間距離Lを変化させることにより、静電容
量を変化させるコンデンサである。スイッチ17はサン
プリングコンデンサ16の電圧の入出力の切り換えスイ
ッチであり、サンプリングコンデンサ16はスイッチ1
7をA側にすると電圧を入力し、B側にすると出力とな
る。D/A変換器11は基準電圧をVref12とし、逐
次比較レジスタブロック9から出力されるデジタル値に
応じたアナログ電圧値を出力する8bit精度のD/A変
換器である。コンパレ−タ8はD/A変換器11の出力
電圧と、サンプリングコンデンサ16の出力電圧とを比
較し、比較結果を8bit逐次比較レジスタブロック9に
出力する。A/D変換結果は、逐次比較レジスタブロッ
ク9の値SA14と基準電圧Vref12より計算によっ
て求められる。
7を介して接続されているサンプリングコンデンサ16
は、その電極間距離Lを変化させることにより、静電容
量を変化させるコンデンサである。スイッチ17はサン
プリングコンデンサ16の電圧の入出力の切り換えスイ
ッチであり、サンプリングコンデンサ16はスイッチ1
7をA側にすると電圧を入力し、B側にすると出力とな
る。D/A変換器11は基準電圧をVref12とし、逐
次比較レジスタブロック9から出力されるデジタル値に
応じたアナログ電圧値を出力する8bit精度のD/A変
換器である。コンパレ−タ8はD/A変換器11の出力
電圧と、サンプリングコンデンサ16の出力電圧とを比
較し、比較結果を8bit逐次比較レジスタブロック9に
出力する。A/D変換結果は、逐次比較レジスタブロッ
ク9の値SA14と基準電圧Vref12より計算によっ
て求められる。
【0022】次に、本実施例に係る逐次比較型A/D変
換器の動作について、図3及び図4を参照して説明す
る。先ずアナログ入力電圧を入力する前に、サンプリン
グコンデンサ16を図4(a)に示すように電極間隔が
Lの状態にする。そして、スイッチ17をA側に切り換
え、アナログ電圧入力端AVin1からアナログ電圧AV
15を入力する。このアナログ電圧AV15の電圧値に
よって下記の二通りの変換方法に場合分けする。
換器の動作について、図3及び図4を参照して説明す
る。先ずアナログ入力電圧を入力する前に、サンプリン
グコンデンサ16を図4(a)に示すように電極間隔が
Lの状態にする。そして、スイッチ17をA側に切り換
え、アナログ電圧入力端AVin1からアナログ電圧AV
15を入力する。このアナログ電圧AV15の電圧値に
よって下記の二通りの変換方法に場合分けする。
【0023】アナログ入力電圧A/V15がVref電
圧値の1/2以下の場合[倍精度モ−ド] この場合、A/D変換精度は倍精度モ−ドとなり、D/
A変換器の精度が8bit精度であっても、A/D変換精
度は9bit精度となる。
圧値の1/2以下の場合[倍精度モ−ド] この場合、A/D変換精度は倍精度モ−ドとなり、D/
A変換器の精度が8bit精度であっても、A/D変換精
度は9bit精度となる。
【0024】アナログ入力電圧A/V15がVref電
圧値の1/2より大きい場合[通常精度モ−ド] この場合、A/D変換精度は通常精度モ−ドで、D/A
変換の精度が8bit精度であるので、A/D変換精度も
8bit精度である。
圧値の1/2より大きい場合[通常精度モ−ド] この場合、A/D変換精度は通常精度モ−ドで、D/A
変換の精度が8bit精度であるので、A/D変換精度も
8bit精度である。
【0025】いま、入力電圧が上記であった場合は、
倍精度フラグ10を”1”にし、サンプリングコンデン
サ16を図4(b)に示すように電極間隔が2Lの状態
にし、コンデンサの容量を1/2にする。これによりサ
ンプリングコンデンサの電圧は2×AVとなる。ここで
スイッチ17をB側に切り換え、この2倍になったサン
プリング電圧をコンパレータ8に出力し、D/A変換器
11とコンパレータ8と逐次比較レジスタブロック9に
より、8bitの逐次比較型A/D変換動作を行わせる。
倍精度フラグ10を”1”にし、サンプリングコンデン
サ16を図4(b)に示すように電極間隔が2Lの状態
にし、コンデンサの容量を1/2にする。これによりサ
ンプリングコンデンサの電圧は2×AVとなる。ここで
スイッチ17をB側に切り換え、この2倍になったサン
プリング電圧をコンパレータ8に出力し、D/A変換器
11とコンパレータ8と逐次比較レジスタブロック9に
より、8bitの逐次比較型A/D変換動作を行わせる。
【0026】このA/D変換動作により逐次比較レジス
タブロック9に得られた値SA14より、A/D変換結
果は下記数式3で表される。
タブロック9に得られた値SA14より、A/D変換結
果は下記数式3で表される。
【0027】
【数3】 Vref{SA/(28×2)}=Vref×(SA/29) この式から、9bitのA/D変換精度であることが分
る。
る。
【0028】次に、入力電圧が上記である場合は、倍
精度フラグ10を”0”として、サンプリングコンデン
サ16は変化させずにスイッチ17をB側に切り換え、
サンプリングした入力電圧AVをそのままコンパレータ
8に出力する。上述したの場合と同様に8bitの逐次
比較型A/D変換動作を行い、これにより得られた値S
A14より、A/D変換結果は下記数式4で表される。
精度フラグ10を”0”として、サンプリングコンデン
サ16は変化させずにスイッチ17をB側に切り換え、
サンプリングした入力電圧AVをそのままコンパレータ
8に出力する。上述したの場合と同様に8bitの逐次
比較型A/D変換動作を行い、これにより得られた値S
A14より、A/D変換結果は下記数式4で表される。
【0029】
【数4】Vref×(SA/28) これは通常の8bitのA/D変換精度である。
【0030】以上説明したように、第2の実施例のA/
D変換器によれば、入力アナログ電圧AV15が基準電
圧Vref12の1/2より大きい場合は、D/A変換器
の精度が8bit精度なのでA/D変換精度も8bit精度で
あるが、入力アナログ電圧AV15が基準電圧Vref1
2の1/2以下の場合には、D/A変換器の精度が8bi
t精度であってもA/D変換精度を9bit精度とすること
ができる。
D変換器によれば、入力アナログ電圧AV15が基準電
圧Vref12の1/2より大きい場合は、D/A変換器
の精度が8bit精度なのでA/D変換精度も8bit精度で
あるが、入力アナログ電圧AV15が基準電圧Vref1
2の1/2以下の場合には、D/A変換器の精度が8bi
t精度であってもA/D変換精度を9bit精度とすること
ができる。
【0031】本実施例は、図1に示した第1の実施例に
比較して、サンプリングコンデンサが1つで済むという
利点がある。
比較して、サンプリングコンデンサが1つで済むという
利点がある。
【0032】
【発明の効果】以上説明したように本発明のA/D変換
器は、入力電圧をサンプリングするサンプリングコンデ
ンサの静電容量を入力電圧サンプリング後に小さくする
ことにより、サンプリングした電圧を高めるので、A/
D変換器に内蔵されているD/A変換器の変換精度以上
にA/D変換精度を高めることができる。
器は、入力電圧をサンプリングするサンプリングコンデ
ンサの静電容量を入力電圧サンプリング後に小さくする
ことにより、サンプリングした電圧を高めるので、A/
D変換器に内蔵されているD/A変換器の変換精度以上
にA/D変換精度を高めることができる。
【図1】本発明の第1の実施例に係る逐次比較型A/D
変換器を示すブロック図である。
変換器を示すブロック図である。
【図2】図1に示す逐次比較型A/D変換器の動作を説
明する図である。
明する図である。
【図3】本発明の第2の実施例に係る逐次比較型A/D
変換器を示すブロック図である。
変換器を示すブロック図である。
【図4】図3に示す逐次比較型A/D変換器の動作を説
明する図である。
明する図である。
1;アナログ電圧入力端AVin 2;サンプリングコンデンサブロック 3;切り換えスイッチa 4;切り換えスイッチb 5;切り換えスイッチc 6;サンプリングコンデンサa 7;サンプリングコンデンサb 8;コンパレータ 9;逐次比較レジスタブロック 10;1bitの倍精度フラグ 11;8bitD/A変換器 12;基準電圧Vref 14;8bitバイナリー値SA 15;入力アナログ電圧AV 16;サンプリングコンデンサ
Claims (1)
- 【請求項1】 入力電圧を保持するサンプリングコンデ
ンサを有するA/D変換器において、サンプリング後、
前記コンデンサの容量値をサンプリング中の値より小さ
くすることにより、サンプリング電圧を入力電圧より高
電圧にする手段を有することを特徴とするA/D変換
器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25905091A JPH05235766A (ja) | 1991-10-07 | 1991-10-07 | A/d変換器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25905091A JPH05235766A (ja) | 1991-10-07 | 1991-10-07 | A/d変換器 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05235766A true JPH05235766A (ja) | 1993-09-10 |
Family
ID=17328640
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP25905091A Pending JPH05235766A (ja) | 1991-10-07 | 1991-10-07 | A/d変換器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH05235766A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2008065771A1 (fr) * | 2006-11-30 | 2008-06-05 | Panasonic Corporation | Commutateur d'échantillonnage et convertisseur a/n de type pipeline |
JP2010022076A (ja) * | 2008-07-08 | 2010-01-28 | Mitsumi Electric Co Ltd | 無接点電力伝送装置 |
JP2015201847A (ja) * | 2014-04-08 | 2015-11-12 | アナログ・デバイシズ・インコーポレーテッド | 高分解能アナログ・デジタル変換器 |
-
1991
- 1991-10-07 JP JP25905091A patent/JPH05235766A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2008065771A1 (fr) * | 2006-11-30 | 2008-06-05 | Panasonic Corporation | Commutateur d'échantillonnage et convertisseur a/n de type pipeline |
JP2010022076A (ja) * | 2008-07-08 | 2010-01-28 | Mitsumi Electric Co Ltd | 無接点電力伝送装置 |
JP2015201847A (ja) * | 2014-04-08 | 2015-11-12 | アナログ・デバイシズ・インコーポレーテッド | 高分解能アナログ・デジタル変換器 |
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