JPH0537375A - A/d変換回路 - Google Patents

A/d変換回路

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JPH0537375A
JPH0537375A JP19016491A JP19016491A JPH0537375A JP H0537375 A JPH0537375 A JP H0537375A JP 19016491 A JP19016491 A JP 19016491A JP 19016491 A JP19016491 A JP 19016491A JP H0537375 A JPH0537375 A JP H0537375A
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JP
Japan
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voltage
reference voltage
circuit
node
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JP19016491A
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English (en)
Inventor
Hideo Oba
英雄 大庭
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 A/D変換回路の電圧識別部で任意の非直線
歪を補償する。 【構成】 高位側リファレンス電圧入力端子VRHと同低
位側端子VRL間に印加される電圧をN個の等抵抗値をも
つ抵抗(Rj )1で分割し、N−1個の等電位間隔の基
準電圧を発生させる基準電圧発生回路15と、そのN−
1個の基準電圧ノードNj に接続され、各ノード電圧と
信号入力端子INの入力電圧を比較するN−1個の電圧
比較回路(Cj )2により構成される並列型A/D変換
回路の電圧識別部5において、複数の基準電圧ノードに
電流源(Jj )3を接続し、各電流源の電流値の比をあ
る値に設定し、それを一定に保ちながら電流量を可変す
ることにより基準電圧ノード間電圧を任意の値に設定可
能とする。 【効果】 A/D変換回路に歪補償機能が付加でき、前
段アナログ系回路の歪規格を緩めることが可能となり、
前段アナログ部のLSI化が容易になる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、A/D変換回路に関
し、特に、非線形歪を補償する機能を有するA/D変換
回路に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の並列型A/D変換回路の電圧識別
部は図7に示されるように、等抵抗Rj をn個直列に並
べ等電位間隔にn−1個の基準電圧ノードが並んで構成
された基準電圧発生回路15と、基準電圧発生回路15
の各ノードに接続され、そのノード電圧と入力電圧を比
較するn−1個の電圧比較回路Cj により構成されてい
る。この電圧識別部12は各電圧比較回路Cj において
入力端子INより入力される入力電圧と各基準電圧を比
較し、例えば、基準電圧より入力電圧が高ければ比較回
路Cj 出力に高位電圧“H”を出力し低ければ低位電圧
“L”を出力する。A/D変換回路は、これらの比較出
力を電圧識別部12に続くコーディング部13によりア
ナログ識別値に対応するディジタル信号に変換すること
によりA/D変換を行っている。
【0003】従来のA/D変換回路は、アナログ信号を
忠実にディジタル信号に変換することが重要であり、非
線形歪が発生しないように、基準電圧発生回路15各抵
抗Rj の値が同一にし各端子間電圧を等しくするように
設計されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】図9に示されるよう
に、前段増幅回路16と、A/D変換回路17が直列接
続された場合を考えると、これら全体で低歪特性を実現
するにはA/D変換回路前段までの歪を厳しく抑える必
要がある。特に、出力レベルの大きい図9における前段
増幅回路16は、非直線歪を抑えるために通常信号レベ
ルに対して飽和振幅レベルを大きくとる必要があり、そ
のために前段増幅回路16は使用電源電圧を高く設定す
る必要があった。例えば前段増幅出力レベルを1Vpp
とし、同増幅回路の非直線歪による総高調波歪電力比を
1/500(−54dB)以下に設計するには、増幅器
出力の飽和レベルを約4Vppに設定する必要があり、
約10Vの電源電圧が必要であった。
【0005】しかしながら、LSI化されたA/D変換
回路は、微細化が進んだ高速低耐圧プロセスを使用して
おり、同じLSI内に前段増幅回路を含めようとする場
合には電源電圧を高く設定できないために、前段増幅回
路出力部において大きい非直線歪が発生する。このため
に、低歪特性が厳しく要求される場合には従来のA/D
変換回路では、前段増幅回路をLSI内にとり込めない
という課題があった。
【0006】本発明は従来の上記実情に鑑みてなされた
ものであり、従って本発明の目的は、従来の技術に内在
する上記課題を解決することを可能とした新規なA/D
変換回路を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係るA/D変換回路は、等抵抗分割により
構成され等電位間隔に基準電圧ノードが並んだ基準電圧
発生回路と、この基準電圧発生回路の各ノードに接続さ
れそのノード電圧と入力電圧を比較する電圧比較回路と
により構成される並列型A/D変換回路の電圧識別部に
おいて、その基準電圧発生回路の複数個のノードにそれ
ぞれ接続された電流源より構成される。
【0008】
【実施例】次に本発明をその好ましい各実施例について
図面を参照して具体的に説明する。
【0009】図1は本発明による第1の実施例を示す回
路構成図である。
【0010】図1を参照するに、Rj (−n≦j≦n)
は同じ抵抗値を持つ抵抗であり、高位側リファレンス電
圧VRHと低位側リファレンス電圧VRL間を抵抗分圧し、
j (−n+1≦j≦n−1)の各ノードに(2n−
1)個の基準電圧を発生する。その各ノードNj に接続
された電位比較回路Cj (−n+1≦j≦n−1)は、
各ノードの基準電圧と入力端子INの電圧を比較し、入
力電圧が高ければ高位電位(H)を出力し、低ければ低
位電圧(L)を出力する。またノードNj に接続された
電流源Jj は基準電圧の中点ノードN0 を中心にして、
高電位側電流源Jj (1≦j≦n−1)は、その電流源
の反対側端子が電源端子Vccに接続され、低電位側電
流源Jj (−n−1≦j≦−1)は、その電流源の反対
側端子がグランド端子GNDに接続されている。
【0011】このように構成された電圧識別部5を用い
て図9に示されるA/D変換回路の前段増幅回路16に
おける歪を補償する場合についてさらに具体的に説明す
る。
【0012】A/D変換回路の前段における増幅回路の
出力レベルが大きくなり飽和に近づくと、振幅制限が起
こり、出力波形が歪んでくる。その入出力特性は、一般
的に概略図2の如く示され、次式で数1表される。
【数1】 y=yo {x/xo −α3 (x/xo) 3 −α5 (x/xo) 5 …} ここで x:入力信号 y:出力信号 xo :標準信号入力レベル yo :標準信号出力レベ
ル αn :x=xo 時のn次歪係数 本増幅回路を低歪動作域で使用すると、そこでは3次歪
が支配的であるために、以降3次歪までの近似を行う。
【数2】y=y0 {x/xo −α3 (x/xo 3 } この出力信号yを受けて、無歪信号xを再生、識別する
ためには、A/D変換回路の基準電圧を式数2と同じだ
け歪せ、入力信号と比較することにより、歪成分をキャ
ンセルさせればよいことがわかる。
【0013】ここで、さらに説明の便宜上n=4とした
場合について基準電圧発生回路のノードN0 〜N3 の電
位に式数2で表せる3次歪特性を持たせることができる
ことを以下に示す。3次歪のために図1においてJj
-jの関係が成り立ち、ノードN0 の電位を中心とし
て、各ノード電圧は対称となるために、図3に示す正側
電圧識別部(ノードNj (j=0、…、4)の部分)に
ついてのみ考える。またノードN0 の電位を各ノード電
圧に対する基準電圧とし、相対0Vとする。さらに説明
の便宜上、基準電圧発生回路15の各抵抗値を1Ωとす
る。ここで端子VRHより流れ込む電流I0
【数3】I0 =1/4−(37/64)α′[ A] とし、各電流源電圧を
【数4】 J1 =(6/64)α′、J2 =(12/64)α′、 J3 =(18/64)α′[A] (電流源J1 、J2 、J3 の電流比は1:2:3とな
る) と設定する。ここで、α′は電流源J1 〜J3 の電流を
同一比で可変する電流コントロール係数である。
【0014】これにより各ノードのノードNO に対する
相対電圧V(Nj )を求めると、各Rj は1Ωであるた
めに、
【数5】V(N0 )=0V
【数6】 V(N1 )=I0 +J3 +J2 +J1 =1/4−(1/64)α′ =1/4−(1/4)3 α′
【数7】 V(N2 )=V(N1 )+J0 +J3 +J2 =2/4−(8/64)α′ =2/4−(2/4)3 α′
【数8】 V(N3 )=V(N2 )+J0 +J3 =3/4−(27/64)α′ =3/4−(3/4)3 α′
【数9】 V(N4 )=V(N3 )+J0 =4/4−(64/64)α′ =4/4−(4/4)3 α′ となり、3次歪特性をもつ基準電圧回路が構成でき、電
流源電流コントロール係数α′を任意に選ぶことによ
り、3次歪係数を任意に変えることができる。
【0015】ここで、電流源J1 〜J3 は、図4に示す
ような電流源回路で実現することができ、α′の値は電
圧源Eにより任意に変わることができる。また、各電流
源電流比が整数比となっているので、各電流源のエミッ
タ抵抗はエミッタ抵抗を直並列接続することにより構成
でき、LSI化した時に精度の良い電流源回路を得るこ
とができる。図4に電流源J1 、J2 、J3 の電流比を
1:2:3とした場合のエミッタ抵抗構成例を示す(こ
こで各Rは同じ値の抵抗値である)。
【0016】同様に低位側電流源Jj (j=−1……−
(n−1))も図5に示す如くNPNトランジスタを用
いて対称に構成することができる。
【0017】以上は、基準電圧の各ノードにて、電流源
を接続する例を説明したが、基準電圧数個置きに電流源
を接続することも可能であり、この場合電流源の接続さ
れたノードにはさまれた各基準電圧ノードは等電位間隔
となり、高次歪入出力特性を数点の折れ線で近似するこ
とができる。
【0018】図6は本発明による第2の実施例を示す回
路構成図である。
【0019】以上の本発明による第1の実施例では奇数
次の歪の補償例を説明したが、第2の実施例として図6
のように基準電圧中点に関して、非対称とすることによ
り偶数次の非直線歪補償も可能である。
【0020】また、本発明による第3の実施例として図
8に示すように、任意の基準電圧ノードに任意の電流源
を接続して、所要の非線形歪を発生または補償させるこ
とも可能である。
【0021】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば基
準電圧に任意の次数の非直線歪係数を外部調整可能な任
意の大きさで付加することが可能となる。これを使用す
ることにより、A/D変換回路前段で発生する非線形歪
を補償することが可能となる。従って、高速低耐圧プロ
セスを使用した歪の大きい増幅器を前段に使用してもそ
の歪補償が実現できる効果が得られる。従って、このよ
うな高速プロセスを用いて前段増幅回路を含めた高速A
/D変換回路のLSI化などが可能となる。また、歪補
償様ばかりでなく、D/A変換回路と組み合わせること
により任意の歪発生回路としての使用も可能であり、高
出力増幅器の飽和歪を補償するプレディストータとして
の応用も考えられる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による第1の一実施例を示す回路構成図
である。
【図2】A/D変換回路の前段増幅回路の入出力特性を
示す図である。
【図3】図1においてn=4とし、ノードN0 に対して
対象回路とした場合の正側電圧識別部の回路構成図であ
る。
【図4】図1の例における正側電流源回路の具体例を示
す回路構成図である。
【図5】図1の例における負側電流源回路の具体例を示
す回路構成図である。
【図6】本発明による第2の実施例を示し、偶数次の非
直線歪を補償する場合の回路構成図である。
【図7】従来のA/D変換回路の回路図である。
【図8】本発明による第3の実施例を示し、任意のノー
ドに電流源を接続した場合の回路構成図である。
【図9】前段増幅回路とA/D変換回路を組合せて使用
する場合の例を示すブロック図である。
【符号の説明】
1…抵抗素子 2…電圧比較回路 3…電流源 4…信号入力端子 5…電圧識別部出力端子 6…高位側リファレンス入力端子 7…低位側リファレンス入力端子 8…高位側電源入力端子 9…低位側電源入力端子 10…基準電圧ノード番号 11…可変電圧源 12…電圧識別部 13…コーディング部 14…ディジタル信号出力端子 15…基準電圧発生回路 16…前段アンプ回路 17…A/D変換回路

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項1】 高位側リファレンス電圧入力端子と低位
    側リファレンス電圧入力端子間を直列に並んだ任意のN
    個の等抵抗により接続しそれにより各抵抗間の(N−
    1)個のノードに等電位間隔の基準電圧を発生させる基
    準電圧発生回路と、前記(N−1)個の基準電圧と入力
    電圧を比較する(N−1)個の電圧比較回路とより構成
    された並列型A/D変換回路の電圧識別部において、前
    記基準電圧発生回路の複数個のノードに電流源を接続
    し、各電流源の電流値の比をある値に設定し、前記値を
    一定に保ちながら電流量を可変することにより前記基準
    電圧発生回路の各ノード間電圧を不均等にすることを特
    徴とするA/D変換回路。
JP19016491A 1991-07-30 1991-07-30 A/d変換回路 Pending JPH0537375A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1493232A1 (en) * 2002-04-05 2005-01-05 Ess Technology, Inc. Differential input flash analog to digital converter
JP2013523045A (ja) * 2010-03-22 2013-06-13 レイセオン カンパニー デジタル/アナログ変換器(dac)
JPWO2013183688A1 (ja) * 2012-06-05 2016-02-01 国立大学法人 鹿児島大学 アナログデジタル変換器

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