JPH06104759A - A−d変換器 - Google Patents

A−d変換器

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Publication number
JPH06104759A
JPH06104759A JP25314492A JP25314492A JPH06104759A JP H06104759 A JPH06104759 A JP H06104759A JP 25314492 A JP25314492 A JP 25314492A JP 25314492 A JP25314492 A JP 25314492A JP H06104759 A JPH06104759 A JP H06104759A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
analog signal
input
signal
amplifiers
differential amplifiers
Prior art date
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Pending
Application number
JP25314492A
Other languages
English (en)
Inventor
Yasuhiro Nakajima
保弘 中島
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 JP25314492A priority Critical patent/JPH06104759A/ja
Publication of JPH06104759A publication Critical patent/JPH06104759A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 A−D変換器のコンパレータ回路に使用する
差動増幅器の2つの入力ラインの一方の入力ラインがノ
イズにより理想値からΔVだけずれても、アナログ信号
に対する正しいデジタル値を得る。 【構成】 アナログ信号を印加するコンデンサ5,7,
9と、コンデンサ5,7,9のアナログ信号を印加した
端子と逆性端子A,C,Eの信号を第1の入力とする差
動増幅器1,2,3と、基準信号を印加するコンデンサ
6,8,10と、コンデンサ6,8,10の基準信号を
印加した端子と逆性端子B,D,Fの信号を第2の入力
とする差動増幅器1,2,3からなり、差動増幅器1,
2,3の出力が多数決回路4の入力信号となる。 【効果】 3つの差動増幅器の6つの入力ラインの1ラ
インにノイズが影響し、理想値からΔVだけずれても、
多数決回路の出力は、正しいデジタル値を得ることがで
きる。

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
に逐次比較変換方式,直並列変換方式のアナログ信号と
基準レベルとの比較を行うコンパレータ部に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のA−D変換器のコンパレータ部は
図5に示すように、端子INからアナログ信号を印加す
るコンデンサ12と、アナログ信号を印加したコンデン
サ12の端子INの逆性の端子Gの信号を入力する差動
増幅器11と、GNDレベルを印加するコンデンサ13
と、GNDレベルを印加したコンデンサ13の端子の逆
性の端子Hの信号を入力する差動増幅器11と、差動増
幅器11の入力ラインG,HをVREF/2へプリチャー
ジするためのNchトランジスタ24,26及びPch
トランジスタ25,27とを有する。
【0003】図5の構成を用いた、分解能2bitの逐
次比較変換方式のA−D変換器の構成を図6に示してい
る。コンパレータ部の端子INに、アナログ信号AIN
を電気的に接続するNchトランジスタ20及びPch
トランジスタ21と、基準電位VREFとGND間に、抵
抗15,16,17,18を備え、抵抗15,16,1
7,18を全て同じ抵抗値とし、基準電位VREFとGN
D間を等分割する。
【0004】又、等分割によって得られた電位A1,A
2,A3をセレクタ19によって必要とする電位S1を
出力し、電位S1をコンパレータ部の端子INに、電気
的に接続するNchトランジスタ22及びPchトラン
ジスタ23を備えている。
【0005】次に、分解能2bitの逐次比較変換方式
のA−D変換器の動作を図7の動作タイミングを用いて
説明する。
【0006】(1)サンプリング期間中(t1の期
間)、Nchトランジスタ20及びPchトランジスタ
21がON状態となり、入力端子AINからアナログ信
号がコンデンサ12の端子INへ印加される。又、差動
増幅器11の入力ラインG及び入力ラインHは、Nch
トランジスタ24,26及びPchトランジスタ25,
27がON状態となるため、1/2VREFへプリチャー
ジされる。ここでは、動作説明のために、アナログ信号
を5[V],VREFのレベルを5[V]とし、コンデン
サ12,13の容量を1[F]とすると、差動増幅器1
1の入力ラインG,Hは、共に2.5[V]へプリチャ
ージされる。又、端子INのレベルはアナログ信号と同
じ5[V]となり、コンデンサ12の電荷は2.5
[C]となる。
【0007】(2)サンプリング期間中(t1)に入力
されたアナログ信号に対するデジタル値を求める期間
(t2,t3) t2の期間となると同時に、Nchトランジスタ20,
24,26及びPchトランジスタ21,25,27が
OFF状態となるため、入力端子AINのアナログ信号
が端子INと電気的に分離される。又、差動増幅器11
の入力ラインG,Hのプリチャージも終了する。又、N
chトランジスタ22及びPchトランジスタ23がO
N状態となり、セレクタ19が端子A2を選ぶため、セ
レクタ19の出力S1は2.5[V]が出力され、端子
INも2.5[V]となる。このため、差動増幅器11
の入力ラインGは、コンデンサ12が2.5[V]を保
持するため、0[V]となる(入力ラインGの寄生容量
を0[F]と考えた場合)。又、差動増幅器11の入力
ラインHは、2.5[V]が保持されている。故に、差
動増幅器11の出力OUTは論理的“H”を出力する
(アナログ信号に対する、デジタル値は、最上位bit
を論理的“1”と判定)。
【0008】次に、t3の期間となると、差動増幅器1
1の出力OUTがt2期間“H”であったため、セレク
タ19は端子A1を選ぶ。セレクタ19の出力S1は、
3.75[V]が出力され、端子INも3.75[V]
となる。このため、差動増幅器11の入力ラインGは、
コンデンサ12が2.5[C]を保持するため、1.2
5[V]となる(入力ラインGの寄生容量を0[F]と
考えた場合)。又、差動増幅器11の入力ラインHは、
2.5[V]が保持されている。故に、差動増幅器11
の出力OUTは論理的“H”を出力する(アナログ信号
に対する、デジタル値は最下位bitを論理的“1”と
判定)。以上で変換を完了する。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】この従来のA−D変換
器のコンパレータ回路では、サンプリング期間〜アナロ
グ信号に対するデジタル値を求める期間において、差動
増幅器の2つの入力ラインのうち一方の入力ラインのレ
ベルが、A−D変換器の外からくる外来ノイズや、A−
D変換器の内部で発生する内部ノイズ,又は差動増幅器
2つの入力ラインの近くを走る信号線の影響などによ
り、理想値からΔVずれた値となり、差動増幅器のオフ
セット電圧が発生し、アナログ信号に対するデジタル値
を求める期間において、正しくアナログ信号に対するデ
ジタル値を得ることができないという問題点があった。
【0010】本発明の目的は、アナログ信号に対する正
しいデジタル値を得ることができる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】前記目的を達成するた
め、本発明に係るA−D変換器は、複数の差動増幅器
と、多数決回路とを有するA−D変換器であって、複数
の差動増幅器は、並列に設けられ、アナログ信号が印加
されたコンデンサの端子と逆性の信号を一方の入力と
し、GNDレベルであって基準信号が印加されたコンデ
ンサの端子と逆性の信号を他方の入力とし、差動信号を
出力するものであり、多数決回路は、複数の差動増幅器
からの信号のうち、論理的レベルの数が2以上同じであ
る信号が入力されたときに、その論理的レベルと同一の
信号を出力するものである。
【0012】
【作用】A−D変換器のコンパレータ回路に複数の差動
増幅器を設けている。したがって、一の差動増幅器から
の出力にずれが生じたとしても、残りの差動増幅器から
の出力に基づいてアナログ信号に対するデジタル値を正
しく得ることができる。
【0013】
【実施例】次に本発明について図面を参照して説明す
る。
【0014】(実施例1)図1は、本発明の実施例1を
示す構成図である。
【0015】図1において、本発明のA−D変換器のコ
ンパレータ部は、端子INからアナログ信号を印加する
コンデンサ5,7,9と、アナログ信号を印加したコン
デンサ5,7,9の端子INの逆性の端子A,C,Eの
それぞれの信号を入力する差動増幅器1,2,3と、G
NDレベルを印加するコンデンサ6,8,10と、GN
Dレベルを印加したコンデンサ6,8,10の端子の逆
性の端子B,D,Fのそれぞれの信号を入力する差動増
幅器1,2,3と、差動増幅器1,2,3の入力ライン
A,B,C,D,E,FをVREF/2へプリチャージす
るためのNchトランジスタ28,30及びPchトラ
ンジスタ29,31を有する。
【0016】又、差動増幅器1,2,3のそれぞれの出
力O1,O2,O3は、多数決回路4の入力信号として
印加される。多数決回路4は、多数決回路の入力信号O
1,O2,O3の各信号の論理的レベルの数が2つ以上
同じ信号を入力されたものと同じ論理的レベルを出力O
UTへ出力する構成となっている。
【0017】又、差動増幅器1,2,3のそれぞれの配
置及びコンデンサ5,7,9のそれぞれの配置,コンデ
ンサ6,8,10のそれぞれの配置,配線A,C,Eの
それぞれの配置,配線B,D,Fのそれぞれの配置を隣
り合わないようにする。
【0018】又、図1を用いた分解能2bitの逐次比
較変換方式のA−D変換器の構成を図2に示している。
コンパレータ部の端子INに、アナログ信号AINを電
気的に接続するNchトランジスタ37及びPchトラ
ンジスタ38と、基準電位VREFとGND間に抵抗3
2,33,34,35を備え、抵抗32,33,34,
35を全て同じ抵抗値とし、基準電位VREFとGND間
を等分割する。
【0019】又、等分割によって得られた電位A4,A
5,A6をセレクタ36によって必要とする電位をS2
へ出力し、電位S2をコンパレータ部の端子INに、電
気的に接続するNchトランジスタ39及びPchトラ
ンジスタ40を備えている。
【0020】次に、分解能2bitの逐次比較変換方式
のA−D変換器の動作を図3の動作タイミングを用いて
説明する。
【0021】(1)サンプリング期間中(t1の期
間)、Nchトランジスタ37及びPchトランジスタ
38がON状態となり、入力端子AINからアナログ信
号がコンデンサ5,7,9の端子INへ印加される。
又、差動増幅器1,2,3の入力ラインA,C,E及び
入力ラインB,D,Fは、Nchトランジスタ28,3
0及びPchトランジスタ29,31がON状態となる
ため、1/2VREFへプリチャージされる。ここでは、
動作説明のために、アナログ信号を5[V],VREF
レベルを5[V]とし、コンデンサ5,6,7,8,
9,10の容量を1[F]とすると、差動増幅器1,
2,3の入力ラインA,B,C,D,E,Fは、共に
2.5[V]へプリチャージされる。又、端子INのレ
ベルは、アナログ信号と同じ5[V]となり、コンデン
サ5,7,9の電荷は2.5[C]となる。
【0022】(2)サンプリング期間中(t1)に入力
されたアナログ信号に対するデジタル値を求める期間
(t2,t3) t2の期間となると同時に、Nchトランジスタ28,
30,37及びPchトランジスタ29,31,38が
OFF状態となるため、入力端子AINのアナログ信号
が端子INと電気的に分離される。又、差動増幅器1,
2,3の入力ラインA,B,C,D,E,Fのプリチャ
ージも終了する。又、Nchトランジスタ39及びPc
hトランジスタ40がON状態となり、セレクタ36が
端子A5を選ぶため、セレクタ36の出力S2は、2.
5[V]が出力され、端子INも2.5[V]となる。
【0023】このため、差動増幅器1,2,3の入力ラ
インA,C,Eは、コンデンサ5,7,9がそれぞれ
2.5[C]を保持するため、0[V]となる(入力ラ
インA,C,Eの寄生容量を0[F]と考えた場合)。
又、差動増幅器1,2,3の入力ラインB,D,Fは、
2.5[V]が保持されている。故に、差動増幅器1,
2,3の出力O1,O2,O3は、論理的“H”をそれ
ぞれ出力する。又、多数決回路4の出力OUTも論理的
“H”が出力される(アナログ信号に対するデジタル値
は、最上位bitを論理的“1”と判定)。
【0024】次に、t3の期間となると、多数決回路4
の出力OUTがt2期間“H”であったため、セレクタ
36は、端子A4を選ぶ。セレクタ36の出力S2は、
3.75[V]が出力され、端子INも3.75[V]
となる。このため、差動増幅器1,2,3の入力ライン
A,C,Eは、コンデンサ5,7,9がそれぞれ2.5
[C]を保持するため、1.25[V]となる(入力ラ
インA,C,Eの寄生容量を0[F]と考えた場合)。
又、差動増幅器の入力ラインB,D,Fは、2.5
[V]が保持されている。
【0025】故に、差動増幅器1,2,3の出力O1,
O2,O3は、論理的“H”をそれぞれ出力する。又、
多数決回路4の出力OUTも論理的“H”が出力される
(アナログ信号にデジタル値は、最下位bitを論理的
“1”と判定)。以上で変換を完了する。
【0026】以上のようにアナログ信号に対するデジタ
ル値を求める期間t2,t3に、3つの差動増幅器1,
2,3の入力ラインA,B,C,D,E,Fのどれか1
つでも理想値からΔVだけずれた値となり、差動増幅器
1,2,3の1つから正しくアナログ信号に対するデジ
タル値が出力されなくても、残りの差動増幅器が正しく
アナログ信号に対するデジタル値を出力すれば、多数決
回路の出力OUTからは、正しくアナログ信号に対する
デジタル値を得ることができる。又、3つの差動増幅器
の入力ラインをそれぞれ隣り合わないような配置とする
ことにより、入力ライン全てにノイズなどが影響する可
能性は小さくなる。
【0027】(実施例2)図4は、本発明の実施例2を
示す構成図である。図4は図1に比べて異なるところ
は、差動増幅器の数をn=3個以上の奇数個設けたこと
と、差動増幅器の数を多くしたことにより、差動増幅器
の入力に接続するコンデンサの全個数を2n個設けた。
又、差動増幅器の数を多くしたことにより、多数決回路
4の入力数も差動増幅器の数と同じになる。
【0028】図4のA−D変換器のコンパレータの動作
は、図1の動作と同じである。又、差動増幅器の数を5
個設けた場合、差動増幅器の2個の出力が正しくアナロ
グ信号に対するデジタル値を得られなくても、他の3つ
の差動増幅器の出力が正しくアナログ信号に対するデジ
タル値を得ることができれば、多数決回路4の出力は、
正しくアナログ信号に対するデジタル値を得ることがで
きる。故に、差動増幅器の全入力ラインのうち、2本の
入力ラインがノイズなどにより理想値からΔVだけずれ
てもA−D変換器は問題なく動作する。
【0029】すなわち、差動増幅器3個設けた場合、全
入力ラインのうち、1本が理想値からずれても問題なか
ったが、差動増幅器5個設けた場合、全入力ラインのう
ち、2本が理想値よりずれても問題なく動作するよう
に、差動増幅器の数を多くすれば、ノイズなどによる影
響を小さくできるという特徴がある。
【0030】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、A−D変
換器のコンパレータ回路に複数の差動増幅器を設け、複
数の差動増幅器の出力を多数決回路の入力とすることに
より、複数の差動増幅器の入力ラインのうち1つの入力
ラインのレベルがアナログ信号をデジタル値へ変更して
いる時にA−D変換器の外からくる外来ノイズや、A−
D変換器の内部で発生する内部ノイズ、又は差動増幅器
の入力ラインの近くを走る信号線の影響などにより、理
想値からΔVずれた値となり、1つの差動増幅器からア
ナログ信号に対するデジタル値が正しく得られなくて
も、残りの2つの差動増幅器の入力ラインは理想値であ
り、2つの差動増幅器からは、アナログ信号に対するデ
ジタル値を正しく得ることができる。
【0031】又、2つの差動増幅器の出力は多数決回路
へ入力されるため、多数決回路の出力は、アナログ信号
に対するデジタル値を正しく得ることができるという効
果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1に係るA−D変換器のコンパ
レータ部を示す構成図である。
【図2】図1を用いた2bit逐次比較変換方式のA−
D変換器を示す構成図である。
【図3】図2に示した構成の動作タイミングを示す図で
ある。
【図4】本発明の実施例2に係るA−D変換器のコンパ
レータ部を示す構成図である。
【図5】従来例のA−D変換器のコンパレータ部を示す
構成図である。
【図6】図5を用いた2bit逐次比較変換方式のA−
D変換器を示す構成図である。
【図7】図6に示した構成の動作タイミングを示す図で
ある。
【符号の説明】
1,2,3,11,OPm 差動増幅器 4 多数決回路 5,6,7,8,9,10,12,12,C2n-1,Cn
コンデンサ 20,22,24,26,28,30,37,39 N
chトランジスタ 21,23,25,27,29,31,38,40 P
chトランジスタ 19,36 セレクタ回路 15,16,17,18,32,33,34,35 抵
抗 AIN アナログ信号入力端子 VREF 基準レベル OUT アナログ信号に対するデジタル値の出力端子

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の差動増幅器と、多数決回路とを有
    するA−D変換器であって、 複数の差動増幅器は、並列に設けられ、アナログ信号が
    印加されたコンデンサの端子と逆性の信号を一方の入力
    とし、GNDレベルであって基準信号が印加されたコン
    デンサの端子と逆性の信号を他方の入力とし、差動信号
    を出力するものであり、 多数決回路は、複数の差動増幅器からの信号のうち、論
    理的レベルの数が2以上同じである信号が入力されたと
    きに、その論理的レベルと同一の信号を出力するもので
    あることを特徴とするA−D変換器。
JP25314492A 1992-09-22 1992-09-22 A−d変換器 Pending JPH06104759A (ja)

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JP25314492A JPH06104759A (ja) 1992-09-22 1992-09-22 A−d変換器

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JP25314492A JPH06104759A (ja) 1992-09-22 1992-09-22 A−d変換器

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08237126A (ja) * 1995-02-28 1996-09-13 Nec Corp A−d変換器
JP2006270331A (ja) * 2005-03-23 2006-10-05 Nec Corp インピーダンス調整回路及び集積回路装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08237126A (ja) * 1995-02-28 1996-09-13 Nec Corp A−d変換器
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