JPH0575456A - A/d変換器 - Google Patents

A/d変換器

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JPH0575456A
JPH0575456A JP23424891A JP23424891A JPH0575456A JP H0575456 A JPH0575456 A JP H0575456A JP 23424891 A JP23424891 A JP 23424891A JP 23424891 A JP23424891 A JP 23424891A JP H0575456 A JPH0575456 A JP H0575456A
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JP
Japan
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converter
constant current
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current sources
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Application number
JP23424891A
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English (en)
Inventor
Takeshi Ogawara
武志 小河原
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】内蔵するD/A変換部の変換誤差を無くして高
精度化し、もって全体のA/D変換精度を向上させるこ
とにある。 【構成】複数のA/D変換部の他に1つのD/A変換部
を内蔵して構成する。このD/A変換部は、定電流源A
〜Gを備えた定電流源回路2と、これら定電流源A〜G
の中の中央の定電流源Dを中心に左右対称に同数の定電
流源(例えばCとE)を選択するデコーダ回路1と、ス
イッチ回路3および電流・電圧変換抵抗4とを有する。
このデコーダ回路1はAND回路5,6やOR回路を組
合せて構成し、中央の定電流源Dに対して発生する誤差
を相殺する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はA/D変換器に関し、特
にD/A変換部を内蔵するA/D変換器に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のA/D変換器、特に直並列型のA
/D変換器は、複数のA/D変換部と1つのD/A変換
部やサンプルホールド回路および減算増幅器等により構
成されている。
【0003】図4はかかる従来の一例を示す直並列型A
/D変換器のブロック図である。図4に示すように、こ
の直並列型A/D変換器は6ビットのA/Dコンバータ
であり、6ビットA/Dコンバータチップ13上に形成
される。その構成はアナログ入力端子AINからのアナ
ログ信号を荒く3ビットA/D変換する3ビットA/D
変換部14と、アナログ信号をサンプルホールドするサ
ンプルホールド回路(SH)15と、3ビットA/D変
換部14の出力を再びアナログ信号に変換する3ビット
D/A変換部16と、これらSH15およびD/A変換
部16の減算を行って増幅する減算増幅器17と、この
減算増幅器17の出力を再び3ビットA/D変換する3
ビットA/D変換部18と、2つの3ビットA/D変換
部14,18の出力をラッチするラッチ回路19とを有
し、ラッチ回路19の出力がディジタル出力端子D01
〜D06に供給される。かかるA/D変換器において、
アナログ入力端子AINにアナログ電圧が印加される
と、3ビットA/D変換部14で上位3ビットを決定す
べく、荒くA/D変換をする。そのディジタル出力はラ
ッチ回路19および3ビットD/A変換部16に入力さ
れる。次に、この3ビットD/A変換部16で再びD/
A変換されたアナログ電圧および先ほど入力されたアナ
ログ信号をサンプルホールド回路15によって保持して
いた入力電圧を減算増幅器17によって差をとり、その
差電圧を所定の値に増幅してもう1つの3ビットA/D
変換部18に出力する。これにより、下位3ビットが決
定される。このようにして、上位3ビットと下位3ビッ
トのデータはラッチ回路19で1度ラッチされ、6ビッ
トのA/D変換結果としてデジタル出力端子DO1〜D
O6に出力される。
【0004】図5は図4に示す3ビットD/A変換部の
回路図である。図5に示すように、かかる3ビットD/
A変換部はディジタル入力端子DI1〜DI3からのデ
ィジタルデータをデコードするデコーダ回路20と、定
電流源A〜Gを有する定電流源回路2と、スイッチa〜
gを有し第2の電源端子V2およびアナログ出力端子O
UTに接続されたスイッチ回路3と、第1の電源端子V
1およびアナログ出力端子OUT間に接続された電流・
電圧変換抵抗4とを有する。まず、前述のA/D変換部
14でA/D変換されたデジタル値がディジタル入力端
子DI1〜DI3に入力されると、デコーダ20で3ビ
ットのデータがデコードされる。このデコーダ20はデ
ィジタルコード001から111までの各コードに対し
て定電流源A〜Gに接続されているスイッチa〜gが第
2の電源端子V2か、あるいはアナログ出力端子OUT
のどちらかに接続するかを決定する。その結果、第1の
電源端子V1とアナログ出力端子OUTとの間に接続さ
れている電流・電圧変換抵抗4を介して所定のアナログ
電圧がアナログ出力端子OUTに出力される。
【0005】図6は図5におけるディジタル入力コード
と出力端子に接続される定電流源との対応図である。図
6に示すように、ここでは入力コード001〜111に
より定電流源A〜Gがアナログ出力端子OUTに接続さ
れる様子を表わしている。この対応図において、横方向
は定電流源の記号、縦方向はデコーダ20の出力コード
であり、デコーダ20の出力コードに応じて定電流源A
〜Gがアナログ出力端子OUTに接続されたものを○印
で示している。これは中央の定電流源Dを中心に左右の
定電流源を交互に選択する方法であり、対称スイッチン
グ方式と呼ばれている。
【0006】かかる従来の直並列型A/D変換器におい
て、内蔵するD/A変換部のビット数は3ビットである
が、その精度についてみると、全体のA/D変換器の精
度が6ビットであるので、内蔵のD/A変換部の精度
は、図5に示す定電流源回路2を構成する7つの定電流
源A〜Gの電流値の精度に依存する。そこで、これらの
定電流源A〜Gを可能な限り隣接配置したが、D/A変
換部の精度が向上せず、全体のA/D変換器の精度がと
れないことがある。これは定電流源A〜Gの電流値を決
定している抵抗の抵抗値が配列位置によって変動し、電
流値がずれるためである。
【0007】図7は図5に示す定電流源の配置による電
流値のばらつき特性図である。図7に示すように、この
電流のずれ特性は横軸が7つの定電流源A〜Gの記号、
縦軸が定電流源Dを基準としたときの電流のずれを表し
ている。ここでは定電流源Dからの距離によって各定電
流源の電流値が一様な変動を示すが、これは定電流源の
電流値を決定する抵抗の層抵抗の濃度に一様な勾配があ
るためである。要するに、抵抗値が変動することは一般
的に知られている。この抵抗値の変動によってD/A変
換部に与える特性がどうなるかを以下に説明する。
【0008】図8は図5におけるデイジタル入力コード
と出力される定電流値の関係を表わす特性図である。図
8に示すように、この特性で横軸はD/A変換部に入力
されるディジタルコード、縦軸は入力されたディジタル
コードに応じて定電流源A〜Gの定電流値を加算した値
である。定電流源A〜Gの電流値がすべて等しい場合
は、○と実線で示した特性となるが、前述した対称スイ
ッチング方式をとった場合は、×と破線で示した特性と
なる。すなわち、最下位ビットが0の場合に電流値特性
は実線からはずれて誤差をもつことになる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来のA/D
変換器は、対称スイッチング方式を用いたD/A変換部
を内蔵した場合、最下位ビットが0になるたびに誤差を
生じ、全体A/D変換精度を悪化させるという欠点があ
る。
【0010】本発明の目的は、かかる内蔵したD/A変
換部の誤差を無くして高精度化し、全体のA/D変換精
度を向上させるA/D変換器を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明のA/D変換器
は、D/A変換部を内蔵するA/D変換器において、前
記D/A変換部は基準となる電気量を有する受動素子も
しくは能動素子をn個並べた素子列をm列有するn×m
の素子行列と、ディジタル入力信号をデコードし前記m
×nの素子行列から所定数の素子を選択するデコーダ回
路と、前記選択された素子の各々の電気量を加算する加
算手段とを有し、前記ディジタル入力信号の最下位ビッ
トが1のときは前記素子列からn/2番目(nは偶数)
又は(n+1)/2番目(nは奇数)にある素子とその
左右もしくは上下にある素子をそれぞれp個選択し、前
記デジタル入力信号の最下位ビットが0のときは前記素
子列からn/2番目(nは偶数)又は(n+1)/2番
目(nは奇数)にある素子を除き且つその左右もしくは
上下にある素子をそれぞれp個選択するように構成され
る。
【0012】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
【0013】図1は本発明の一実施例を説明するための
A/D変換器に内蔵するD/A変換部の回路図である。
図1に示すように、本実施例の基本的構造は前述した図
4の従来例と同様であり、異なる点はD/A変換部の構
成にある。以下には、このD/A変換部を中心にして説
明する。本実施例のD/A変換部はデコーダ回路1と、
定電源A〜Gを含む定電流源回路2と、デコーダ回路1
を介して駆動されるスイッチa〜gを含むスイッチ回路
3と、電流・電圧変換抵抗4とを有する。特に、デコー
ダ回路1はディジタル入力端子DI1〜DI3を展開す
る2つのAND回路5,6をもって構成している。
【0014】まず、デジタル入力端子DI1〜DI3に
001のデジタルコードが入力されると、デコーダ回路
1によって展開され、定電流源Dに接続しているスイッ
チdが駆動され、アナログ出力端子OUT側に接続され
る。次に、デジタル入力端子DI1〜DI3に010の
デジタルコードが入力されると、デコーダ回路1により
定電流源C及びEに接続しているスイッチc及びdがア
ナログ出力端子OOT側に接続される。このように、デ
ジタルコード001から111までをデジタル入力端子
DI1〜DI3に入力したときの定電流源A〜Gがスイ
ッチa〜gを介してアナログ出力端子OUTに接続され
る。
【0015】図2は図1におけるディジタル入力コード
と出力端子に接続される定電流源との対応図である。図
2に示すように、内蔵されているD/A変換部に入力さ
れるデジタルコードの最下位ビットが1である場合、す
なわち001,011,111の場合は、7つある定電
流源A〜Gの中央にあるDを含むその左右の定電流源が
選択される。また、入力されるデジタルコードの最下位
ビットが0の場合すなわち010,100,110の場
合は、定電流源Dを除いた左右の定電流源が選択され
る。このように定電流源を選択すると、各々の定電流源
のもつ電流のずれは定電流源Dに対して極性が異なるも
のの、ずれの量は等しくなる。従って、定電流源Dを中
心に左右の定電流源を加算した場合、その加算値には誤
差が生じないため、精度のよいD/A変換部を構成で
き、その結果A/D変換器の精度を向上させることがで
きる。
【0016】図3は本発明の他の実施例を説明するため
のA/D変換器に内蔵するD/A変換部の回路図であ
る。図3に示すように、本実施例の基本的構成は前述し
た一実施例と同様であり、ここでは異なるデコーダ回路
7について説明する。すなわち、本実施例では、AND
回路5,6およびOR回路8〜12で構成することにあ
る。前述した一実施例ではデコーダ回路1を構成する素
子が少ないためチップ面積の縮小及び低消費電力化が可
能であるが、A/D変換器の動作に高速化が必要な場合
は、内蔵したD/A変換部の動作速度も高速化が必要と
なる。この時、定電流源A〜Gを選択するスイッチa〜
gに入力されるデコーダ回路7の出力信号の速度を備え
ないと、スイッチの切換わりのタイミングによってD/
A変換部のアナログ出力端子OUTにスパイクを生ずる
ことがある。そのため、本実施例では、デコーダ回路7
を2入力のAND回路5,6と、OR回路8〜12とで
構成することにより、デジタル入力端子DI1〜DI3
から入力されるデジタル信号の入力負荷を揃えることが
でき、デコーダ回路7の出力信号の速度が揃うことで変
換出力端子OUTにスパイクを生じないようにすること
ができる。
【0017】以上二つの実施例について説明したが、要
するに本発明はD/A変換部を内蔵するA/D変換器に
おいて、前記D/A変換部が基準となる電気量を有する
受動素子もしくは能動素子をn個並べた素子列をm列有
するn×mの素子行列と、ディジタル入力信号をデコー
ドし前記m×nの素子行列から所定数の素子を選択する
デコーダ回路と、前記選択された素子の各々の電気量を
加算する加算手段とを有し、前記ディジタル入力信号の
最下位ビットが1のときは前記素子列からn/2番目
(nは偶数)又は(n+1)12番目(nは奇数)にあ
る素子とその左右もしくは上下にある素子をそれぞれp
個選択し、また前記ディジタル入力信号の最下位ビット
が0のときは前記素子列からn/2番目(nは偶数)又
は(n+1)2番目(nは奇数)にある素子を除き且つ
その左右もしくは上下にある素子をそれぞれp個選択す
るものである。また、上述した実施例においては、内蔵
するD/A変換部の定電流源を横方向に配置したが、こ
れらは縦方向に並べ、中央の定電流源を中心に上下対称
に同数の定電流源を選択するデコードを使うように構成
しても同様の結果が得られる。
【0018】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のA/D変
換器は内蔵するD/A変換部に、定電流源の中の中央の
定電流源を中心に左右対称に同数の定電流源を選択する
デコーダ回路を用いることにより、精度のよいD/A変
換部を作れるため、A/D変換を高精度化できるという
効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を説明するためのA/D変換
器に内蔵するD/A変換部の回路図である。
【図2】図1におけるディジタル入力コードと出力端子
に接続される定電流源との対応図である。
【図3】本発明の他の実施例を説明するためのA/D変
換器に内蔵するD/A変換部の回路図である。
【図4】従来の一例を示すA/D変換器のブロック図で
ある。
【図5】図4に示すD/A変換部の回路図である。
【図6】図5におけるディジタル入力コードと出力端子
に接続される定電流源との対応図である。
【図7】図5に示す定電流源の配置による電流値のばら
つき特性図である。
【図8】図5におけるディジタル入力コードと出力され
る定電流値の関係を表わす特性図である。
【符号の説明】
1,7 デコーダ回路 2 定電流源回路 3 スイッチ回路 4 電流・電圧変換抵抗 5,6 AND回路 8〜12 OR回路 13 6ビットA/D変換器チップ 14,18 3ビットA/D変換部 15 サンプルホールド回路 16 3ビットD/A変換部 17 減算増幅器 19 ラッチ回路 DI1〜DI3 ディジタル入力端子 a〜g スイッチ A〜G 定電流源 OUT アナログ出力端子 V1,V2 電源端子 AIN アナログ入力端子 D01〜D06 ディジタル出力端子

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 D/A変換部を内蔵するA/D変換器に
    おいて、前記D/A変換部は基準となる電気量を有する
    受動素子もしくは能動素子をn個並べた素子列をm列有
    するn×mの素子行列と、ディジタル入力信号をデコー
    ドし前記m×nの素子行列から所定数の素子を選択する
    デコーダ回路と、前記選択された素子の各々の電気量を
    加算する加算手段とを有し、前記ディジタル入力信号の
    最下位ビットが1のときは前記素子列からn/2番目
    (nは偶数)又は(n+1)/2番目(nは奇数)にあ
    る素子とその左右もしくは上下にある素子をそれぞれp
    個選択し、前記デジタル入力信号の最下位ビットが0の
    ときは前記素子列からn/2番目(nは偶数)又は(n
    +1)/2番目(nは奇数)にある素子を除き且つその
    左右もしくは上下にある素子をそれぞれp個選択するこ
    とを特徴とするA/D変換器。
JP23424891A 1991-09-13 1991-09-13 A/d変換器 Pending JPH0575456A (ja)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150252696A1 (en) * 2012-11-06 2015-09-10 Nissan Motor Co., Ltd. Oil pan for internal combustion engine
JP2021517377A (ja) * 2019-02-25 2021-07-15 シェンチェン グーディックス テクノロジー カンパニー リミテッド データ変換器と、関連するアナログ−デジタル変換器、デジタル−アナログ変換器およびチップ

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Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 19980324