JPH06112823A - A/d converter - Google Patents
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- JPH06112823A JPH06112823A JP25660292A JP25660292A JPH06112823A JP H06112823 A JPH06112823 A JP H06112823A JP 25660292 A JP25660292 A JP 25660292A JP 25660292 A JP25660292 A JP 25660292A JP H06112823 A JPH06112823 A JP H06112823A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、多数の抵抗素子を直列
接続したラダー抵抗を用いて基準電圧を分圧した多数の
比較参照電圧と、入力されたアナログ信号電圧とを比較
しながらA/D変換するA/D(analog to digital )
コンバータに係り、特に、A/D変換の際に比較参照電
圧とアナログ信号電圧(以降、アナログ入力とも称す
る)とを比較するコンパレータ等のハードウェアの動作
速度を向上させずに、A/D変換速度を向上させること
ができるA/Dコンバータに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to A / A while comparing a large number of comparison reference voltages obtained by dividing a standard voltage by using a ladder resistor in which a large number of resistance elements are connected in series with an input analog signal voltage. A / D to convert D (analog to digital)
The present invention relates to a converter, and in particular, to A / D conversion without increasing the operating speed of hardware such as a comparator that compares a comparison reference voltage with an analog signal voltage (hereinafter also referred to as an analog input) during A / D conversion. The present invention relates to an A / D converter that can improve speed.
【0002】[0002]
【従来の技術】A/Dコンバータは、計測装置、例えば
デジタルボルトメータやプログラマブル電源など、工業
用分野では古くから用いられている。又、近年、A/D
コンバータは、コンパクトディスクプレーヤなどの民生
用や、デジタル回線に電話を接続するためのコーデック
などの特殊分野などにも用いられるようになっている。2. Description of the Related Art A / D converters have long been used in industrial fields such as measuring devices such as digital voltmeters and programmable power supplies. In recent years, A / D
Converters are also used in consumer products such as compact disc players and in special fields such as codecs for connecting telephones to digital lines.
【0003】又、家庭用VTR(video tape recorder
)装置での特殊再生やノイズリダクション用として、
6〜8ビットの10〜20MHz の高速動作が可能なA
/Dコンバータが使用されている。比較的大容量のDR
AM(dynamic random accessmemory)が比較的安価に
用いられるようになるなど、近年のデジタル技術の発達
によって、A/Dコンバータは、画像処理装置やデジタ
ルシグナルプロセッサなど、広範囲に用いられている。
このような画像処理装置やデジタルシグナルプロセッサ
などに用いられるA/Dコンバータは、より高速な動作
が要求される。A home VTR (video tape recorder)
) For special playback and noise reduction on the device,
A capable of high-speed operation of 10 to 20 MHz with 6 to 8 bits
A / D converter is used. Relatively large capacity DR
With the recent development of digital technology such as the use of AM (dynamic random access memory) at relatively low cost, A / D converters are widely used in image processing devices and digital signal processors.
A / D converters used in such image processing devices and digital signal processors are required to operate at higher speed.
【0004】高速動作が可能なA/Dコンバータとして
は、フラッシュ型A/Dコンバータが知られている。こ
のフラッシュ型A/Dコンバータは、例えばこれがn ビ
ットのフラッシュ型A/Dコンバータである場合には、
合計(2n −1)個のコンパレータを同時動作させてA
/D変換するというものである。これら合計(2n −
1)個の各コンパレータには、合計2n 個の同一抵抗値
の抵抗素子が直列接続されたラダー抵抗を用いて基準電
圧を分圧した、電圧の互いに異なる比較参照電圧がそれ
ぞれ入力されている。従って、個々のコンパレータは、
それぞれに入力された比較参照電圧とアナログ信号電圧
とを比較する。又、このような合計(2n−1)個のコ
ンパレータによる比較結果に基づいて、エンコードされ
たn ビットのデジタル信号を出力する。このようなフラ
ッシュ型A/Dコンバータによれば、積分型A/Dコン
バータや逐次比較型A/Dコンバータに比べ、はるかに
高速に、入力されたアナログ信号電圧に対応するデジタ
ル信号を得ることができる。A flash type A / D converter is known as an A / D converter capable of high-speed operation. This flash type A / D converter is, for example, when this is an n-bit flash type A / D converter,
A total of (2 n -1) comparators are operated simultaneously and A
/ D conversion. These total (2 n −
1) To each of the comparators, reference reference voltages which are obtained by dividing the reference voltage using a ladder resistor in which a total of 2 n resistance elements having the same resistance value are connected in series are input respectively. . Therefore, the individual comparators are
The comparison reference voltage input to each and the analog signal voltage are compared. Also, an encoded n-bit digital signal is output based on the comparison result by such a total of (2 n -1) comparators. According to such a flash type A / D converter, a digital signal corresponding to the input analog signal voltage can be obtained at a much higher speed than the integration type A / D converter or the successive approximation type A / D converter. it can.
【0005】又、高速動作が可能なA/Dコンバータに
関して、特公平2−39136では、近年2ステップフ
ラッシュ型A/Dコンバータと呼ばれるものに関する技
術が開示されている。該特公平2−39136で開示さ
れている2ステップフラッシュ型A/Dコンバータは、
例えばこれが(m +n )ビットA/Dコンバータの場
合、まず合計(2m −1)個のコンパレータを用いて上
位m ビットに相当するA/D変換を行い、この後、該上
位m ビットに相当するA/D変換の結果に基づいて、合
計(2n −1)個の別のコンパレータを用いて下位n ビ
ットに相当するA/D変換を行うというものである。従
って、該2ステップフラッシュ型A/Dコンバータに用
いられるコンパレータの個数は、合計(2(m+n) −2)
個であり、前述の一般的なフラッシュ型A/Dコンバー
タに比べ非常に減少することができる。Regarding the A / D converter capable of high-speed operation, Japanese Patent Publication No. 2-39136 discloses a technique related to what is called a two-step flash type A / D converter in recent years. The 2-step flash type A / D converter disclosed in Japanese Patent Publication No. 2-39136 is
For example, if this is an (m + n) -bit A / D converter, first (2 m -1) comparators are used to perform A / D conversion corresponding to the upper m bits, and then the upper m bits are equivalent. Based on the result of the A / D conversion, a total of (2 n −1) different comparators are used to perform A / D conversion corresponding to the lower n bits. Therefore, the total number of comparators used in the 2-step flash A / D converter is (2 (m + n) −2).
This is a number, and can be greatly reduced compared to the general flash type A / D converter described above.
【0006】又、このような2ステップフラッシュ型A
/Dコンバータのコンパレータとして、近年、チョッパ
型コンパレータが用いられている。このチョッパ型コン
パレータは、CMOS(complementary metal oxide se
miconductor )インバータの入力に直列接続されたコン
デンサへと、まずアナログ信号電圧を入力し、この際、
該CMOSインバータのその入力と出力とを短絡させる
ことにより、該アナログ信号電圧に対応する電荷Qを該
コンデンサへと蓄える。この後、前記アナログ信号電圧
が入力されていたコンデンサを比較参照電圧へと接続す
る。このとき、前記CMOSインバータの出力は、前記
アナログ信号電圧と前記比較参照電圧との差の値の正負
に従った出力となる。Also, such a two-step flash type A
In recent years, a chopper type comparator has been used as a comparator of a / D converter. This chopper type comparator is a CMOS (complementary metal oxide se
miconductor) First, input analog signal voltage to the capacitor connected in series to the input of the inverter.
By shorting its input and output of the CMOS inverter, a charge Q corresponding to the analog signal voltage is stored in the capacitor. After that, the capacitor to which the analog signal voltage is input is connected to the comparison reference voltage. At this time, the output of the CMOS inverter becomes an output according to the positive or negative value of the difference between the analog signal voltage and the comparison reference voltage.
【0007】以下、後述する本発明の実施例の特徴を明
瞭にするなどのために、より詳細に、従来のA/Dコン
バータの具体例を図を用いて説明する。A specific example of a conventional A / D converter will be described below in more detail with reference to the drawings in order to clarify the features of the embodiments of the present invention described later.
【0008】図6は、第1従来例のA/Dコンバータの
構成を示すブロック図である。FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of the A / D converter of the first conventional example.
【0009】この図6においては、前記特公平2−39
136等で開示されているような、2ステップフラッシ
ュ型A/Dコンバータの一例が示されている。該2ステ
ップフラッシュ型A/Dコンバータは、主として、参照
電圧発生回路10と、上位A/Dコンバータ30と、下
位A/Dコンバータ40とにより構成されている。In FIG. 6, the Japanese Patent Publication No. 2-39
An example of a two-step flash type A / D converter as disclosed in 136 etc. is shown. The 2-step flash A / D converter is mainly composed of a reference voltage generating circuit 10, an upper A / D converter 30, and a lower A / D converter 40.
【0010】前記参照電圧発生回路10は、図7を用い
て後述するように、多数の抵抗素子を直列接続したラダ
ー抵抗を用いて基準電圧を等分圧した合計15個の比較
参照電圧VH1〜VH3、VL11〜VL13、VL2
1〜VL23、VL31〜VL33、VL41〜VL4
3が得られるようになっている。該ラダー抵抗は、合計
4個の抵抗素子を直列接続した、合計3個の前記比較参
照電圧VLを得る抵抗素子群を、合計4個(合計4組)
更に直列接続して、その最両端に所定の基準電圧を印加
することで、該抵抗素子群相互の直列接続点それぞれか
ら前記比較参照電圧VHを得るようにしたものである。
又、該参照電圧発生回路10からは、このような合計3
個の前記比較参照電圧VHと共に、合計12個の前記比
較参照電圧VLも得られるようになっている。As will be described later with reference to FIG. 7, the reference voltage generating circuit 10 has a total of 15 comparison reference voltages VH1 to VH1 obtained by equally dividing a reference voltage using a ladder resistor in which a number of resistance elements are connected in series. VH3, VL11 to VL13, VL2
1-VL23, VL31-VL33, VL41-VL4
3 is obtained. The ladder resistance has a total of four resistance element groups (a total of four sets) in which a total of four resistance elements are connected in series and obtain a total of three comparison reference voltages VL.
Further, by connecting in series and applying a predetermined reference voltage to both ends, the comparative reference voltage VH is obtained from each series connection point of the resistance element groups.
Further, from the reference voltage generating circuit 10, such a total of 3
A total of 12 comparison reference voltages VL can be obtained together with the comparison reference voltages VH.
【0011】前記上位A/Dコンバータ30は、図8を
用いて詳しく後述するチョッパ型コンパレータUCPn
を合計3個用いたフラッシュ型A/Dコンバータであ
る。該上位A/Dコンバータ30は、これらチョッパ型
コンパレータUCPn によるA/D変換結果をエンコー
ドするエンコーダを備えている。前記該A/Dコンバー
タ40は、図9を用いて詳しく後述する、チョッパ型コ
ンパレータLCPn を合計3個備えたフラッシュ型A/
Dコンバータである。該下位A/Dコンバータ40につ
いても、これらのチョッパ型コンパレータLCPn を用
いたA/D変換結果をエンコードするエンコーダを備え
ている。The upper A / D converter 30 is a chopper type comparator UCPn which will be described later in detail with reference to FIG.
It is a flash type A / D converter using a total of three. The upper A / D converter 30 includes an encoder that encodes the A / D conversion result by the chopper type comparator UCPn. The A / D converter 40 is a flash type A / D converter including a total of three chopper type comparators LCPn, which will be described later in detail with reference to FIG.
It is a D converter. The lower A / D converter 40 also includes an encoder that encodes the A / D conversion result using the chopper type comparator LCPn.
【0012】図7は、前記第1従来例の前記参照電圧発
生回路10に用いられているラダー抵抗の回路図であ
る。FIG. 7 is a circuit diagram of a ladder resistor used in the reference voltage generating circuit 10 of the first conventional example.
【0013】この図7に示されているように、本第1従
来例に用いられているラダー抵抗は、合計4個の抵抗素
子R1〜R4を直列接続した第1の抵抗素子群と、合計
4個の抵抗素子R5〜R8を直列接続した第2の抵抗素
子群と、合計4個の抵抗素子R9〜R12を直列接続し
た第3の抵抗素子群と、合計4個の抵抗素子R13〜R
16を直列接続した第4の抵抗素子群との、これら合計
4組の抵抗素子群が更に直列接続されたものである。こ
のように合計16個直列接続された前記抵抗素子群R1
〜R16の最両端、即ち、符号VGと符号VRとの間に
は所定の基準電圧が印加されている。該基準電圧は、符
号VG側がマイナスであり、符号VR側がプラスであ
る。従って、これら合計16個の前記抵抗素子R1〜R
16によって、該基準電圧が16等分される。As shown in FIG. 7, the ladder resistor used in the first conventional example has a total of four resistor elements R1 to R4 connected in series and a first resistor element group. A second resistance element group in which four resistance elements R5 to R8 are connected in series, a third resistance element group in which four resistance elements R9 to R12 are connected in series, and a total of four resistance elements R13 to R
A total of four resistance element groups including a fourth resistance element group in which 16 are connected in series are further connected in series. In this way, a total of 16 resistance element groups R1 are connected in series.
A predetermined reference voltage is applied between the extreme ends of R16, that is, between the reference sign VG and the reference sign VR. The reference voltage has a minus sign on the VG side and a plus sign on the VR side. Therefore, these 16 resistance elements R1 to R in total are provided.
16 divides the reference voltage into 16 equal parts.
【0014】前記第1の抵抗素子群と前記第2の抵抗素
子群との直列接続点から前記比較参照電圧VH1が得ら
れる。前記第2の抵抗素子群と前記第3の抵抗素子群と
の直列接続点から前記比較参照電圧VH2が得られる。
前記第3の抵抗素子群と前記第4の抵抗素子群との直列
接続点から前記比較参照電圧VH3が得られる。又、前
記第1の抵抗素子群において、前記抵抗素子R1と前記
抵抗素子R2との直列接続点から前記比較参照電圧VL
11が得られる。前記抵抗素子R2と前記抵抗素子R3
との直列接続点から前記比較参照電圧VL12が得られ
る。前記抵抗素子R3と前記抵抗素子R4との直列接続
点から前記比較参照電圧VL13が得られる。同様に、
前記第2の抵抗素子群においても、合計3個の前記比較
参照電圧VL21〜VL23が得られる。又、前記第3
の抵抗素子群においては、同様に、合計3個の前記比較
参照電圧VL31〜VL33が得られる。前記第4の抵
抗素子群においては、合計3個の前記比較参照電圧VL
41〜VL43が得られる。The comparison reference voltage VH1 is obtained from the series connection point of the first resistance element group and the second resistance element group. The comparative reference voltage VH2 is obtained from the series connection point of the second resistance element group and the third resistance element group.
The comparison reference voltage VH3 is obtained from the series connection point of the third resistance element group and the fourth resistance element group. In addition, in the first resistance element group, the comparison reference voltage VL starts from the series connection point of the resistance element R1 and the resistance element R2.
11 is obtained. The resistance element R2 and the resistance element R3
The comparative reference voltage VL12 is obtained from the point of series connection with. The comparison reference voltage VL13 is obtained from the series connection point of the resistance element R3 and the resistance element R4. Similarly,
Also in the second resistance element group, a total of three comparison reference voltages VL21 to VL23 can be obtained. Also, the third
In the resistance element group of No. 3, similarly, a total of three comparison reference voltages VL31 to VL33 are obtained. In the fourth resistance element group, a total of three comparison reference voltages VL are provided.
41 to VL43 are obtained.
【0015】図8は、前記第1従来例の上位A/Dコン
バータ30に用いられるチョッパ型コンパレータに関す
る回路図である。FIG. 8 is a circuit diagram of a chopper type comparator used in the high-order A / D converter 30 of the first conventional example.
【0016】この図8に示されるように、該チョッパ型
コンパレータUCPn は、CMOS(metal oxide semi
conductor )インバータCPan及びCPbnと、コンデン
サC1n 及びC2n と、スイッチSWCan及びSWCbn
とにより構成されている。又、該チョッパ型コンパレー
タUCPn の入力にはスイッチSWIn とSWRn とが
接続されている。該スイッチSWIn は、A/D変換対
象となるアナログ入力Aが接続されている。一方、前記
スイッチSWRn には、前記図7などで示した合計3個
の前記比較参照電圧VH1〜VH3のいずれか1つが入
力されている。As shown in FIG. 8, the chopper type comparator UCPn is a CMOS (metal oxide semi).
conductor) Inverters CPAN and CPbn, capacitors C1n and C2n, switches SWCan and SWCbn
It is composed of and. The switches SWIn and SWRn are connected to the input of the chopper type comparator UCPn. The switch SWIn is connected to an analog input A which is an A / D conversion target. On the other hand, the switch SWRn is input with any one of the three comparison reference voltages VH1 to VH3 shown in FIG.
【0017】前記上位A/Dコンバータ30の合計3個
の該チョッパ型コンパレータUCP1〜UCP3それぞ
れには、互いに異なる前記比較参照電圧VH1〜VH3
が入力されている。即ち、これら合計3個のチョッパ型
コンパレータUCP1〜UCP3それぞれは、それぞれ
に入力されている前記比較参照電圧VH1〜VH3のい
ずれか1つと、前記アナログ入力Aとを比較し、この比
較結果をそれぞれ出力OUT1〜OUT3として出力す
る。Each of the three chopper type comparators UCP1 to UCP3 in total of the upper A / D converter 30 has the different comparison reference voltages VH1 to VH3.
Has been entered. That is, each of the three chopper type comparators UCP1 to UCP3 in total compares any one of the comparison reference voltages VH1 to VH3 input to each of them with the analog input A, and outputs the comparison results, respectively. Output as OUT1 to OUT3.
【0018】該チョッパ型コンパレータUCPn におい
て、2つの電圧の比較、即ち、前記アナログ入力Aと前
記比較参照電圧VHn との大小関係の比較を行う際に
は、まず一方の電圧を当該チョッパ型コンパレータUC
Pn の入力へと入力し、前記スイッチSWCan及び前記
スイッチSWCbnをいずれもオンにする。これにより、
このとき入力された電圧に対応する電荷が、前記コンデ
ンサC1n 及び前記コンデンサC2n へと蓄えられる。
この後、前記スイッチSWCan及び前記スイッチSWC
bnをいずれもオフとして、当該チョッパ型コンパレータ
UCPn の入力へと、比較される他方の電圧を入力す
る。このとき、当該チョッパ型コンパレータUCPn の
出力は、比較対象となる2つの電圧の差の正負に従った
ものとなる。When the two voltages are compared in the chopper type comparator UCPn, that is, when the magnitude relation between the analog input A and the comparison reference voltage VHn is compared, first, one voltage is applied to the chopper type comparator UC.
Input to the input of Pn to turn on both the switch SWCan and the switch SWCbn. This allows
Electric charges corresponding to the voltage input at this time are stored in the capacitors C1n and C2n.
After this, the switch SWCan and the switch SWC
Both bn are turned off, and the other voltage to be compared is input to the input of the chopper type comparator UCPn. At this time, the output of the chopper type comparator UCPn follows the sign of the difference between the two voltages to be compared.
【0019】例えば、まず、前記スイッチSWIn をオ
ンとし、前記スイッチSWRn をオフとし、当該チョッ
パ型コンパレータUCPn へと前記アナログ入力Aを入
力する。このとき、前記スイッチSWCan及び前記スイ
ッチSWCbnは共にオンとし、前記アナログ入力Aの電
圧値に対応する電荷を、前記コンデンサC1n 及び前記
コンデンサC2n へと蓄える。これらコンデンサC1n
及びコンデンサC2nに電荷が蓄えられた所定時間後、
前記スイッチSWCan及び前記スイッチSWCbnをいず
れもにオフとすると共に、前記スイッチSWIn をオフ
とし、前記スイッチSWRn をオンとすることにより、
当該チョッパ型コンパレータUCPn に前記比較参照電
圧VHn を入力する。該比較参照電圧VHn が入力され
ると、当該チョッパ型コンパレータUCPn は、前記ア
ナログ入力Aと前記比較参照電圧VHn との差の値の正
負に対応する前記出力OUTn への出力を行う。For example, first, the switch SWIn is turned on, the switch SWRn is turned off, and the analog input A is input to the chopper type comparator UCPn. At this time, both the switch SWCan and the switch SWCbn are turned on, and charges corresponding to the voltage value of the analog input A are stored in the capacitors C1n and C2n. These capacitors C1n
And a predetermined time after the charge is stored in the capacitor C2n,
By turning off both the switch SWCan and the switch SWCbn, turning off the switch SWIn and turning on the switch SWRn,
The comparison reference voltage VHn is input to the chopper type comparator UCPn. When the comparison reference voltage VHn is input, the chopper type comparator UCPn outputs to the output OUTn corresponding to the positive / negative difference value between the analog input A and the comparison reference voltage VHn.
【0020】図9は、前記第1従来例の前記下位A/D
コンバータに用いられる前記チョッパ型コンパレータに
関する回路図である。FIG. 9 shows the lower A / D of the first conventional example.
It is a circuit diagram about the chopper type comparator used for a converter.
【0021】この図9に示されるように、前記チョッパ
型コンパレータLCPn についても、前記チョッパ型コ
ンパレータUCPn と同様に、CMOSインバータCP
an及びCPbnと、コンデンサC1n 及びC2n と、スイ
ッチSWCan及びSWCbnとにより構成されている。
又、当該チョッパ型コンパレータLCPn については、
その入力には、合計5個のスイッチ、即ち、スイッチS
WIn 及びSWL1n 〜SWL4n が接続されている。
前記スイッチSWIn には、A/D変換対象となるアナ
ログ入力Aが接続されている。前記スイッチSWL1n
〜SWL4n それぞれには、前記比較参照電圧VL1n
〜VL4n が接続されている。前記下位A/Dコンバー
タ40に用いられる合計3個の前記チョッパ型コンパレ
ータLCP1〜LCP3について、該スイッチSWL1
n 〜SWL4n は、具体的には、スイッテSWL11〜
SWL41、SWL12〜SWL42、SWL13〜S
WL43(以降、これら合計12個のスイッチを総称し
て、スイッチマトリックスSWLとも称する)であり、
それぞれには、前記比較参照電圧VL11〜VL41、
VL12〜VL42、VL13〜VL43が接続されて
いる。As shown in FIG. 9, the chopper type comparator LCPn is similar to the chopper type comparator UCPn in the CMOS inverter CP.
It is composed of an and CPbn, capacitors C1n and C2n, and switches SWCan and SWCbn.
Regarding the chopper type comparator LCPn,
There are a total of five switches at its input, namely switch S
WIn and SWL1n to SWL4n are connected.
An analog input A to be A / D converted is connected to the switch SWIn. The switch SWL1n
To SWL4n respectively, the comparison reference voltage VL1n
.About.VL4n are connected. Regarding the three chopper type comparators LCP1 to LCP3 used in the lower A / D converter 40, the switch SWL1
n to SWL4n are, specifically, the switch SWL11 to SWL11.
SWL41, SWL12 to SWL42, SWL13 to S
WL43 (hereinafter, these 12 switches in total are collectively referred to as a switch matrix SWL),
Each of the comparison reference voltages VL11 to VL41,
VL12 to VL42 and VL13 to VL43 are connected.
【0022】前述のように、前記下位A/Dコンバータ
40には、この図9に示されるような合計3個の前記チ
ョッパ型コンパレータLCPn が用いられているが、ま
ず、第1の前記チョッパ型コンパレータLCP1につい
ては、スイッチSWL11が設けられ、前記第1の抵抗
素子群の前記比較参照電圧VL11が、該スイッチSW
L11にてオン・オフされる。又、該第1の抵抗素子群
において、前記スイッチSWL21が設けられ、前記第
2の抵抗素子群から得られる前記参照電圧VL21が、
該スイッチSWL21にてオン・オフされる。又、前記
スイッチSWL31が設けられ、前記第3の抵抗素子群
から得られる前記比較参照電圧VL31が、該スイッチ
SWL31にてオン・オフされる。前記スイッチSWL
41が設けられ、前記第4の抵抗素子群から得られる前
記比較参照電圧VL41が、該スイッチSWL41にて
オン・オフされる。As described above, the lower A / D converter 40 uses a total of three chopper type comparators LCPn as shown in FIG. 9. First, the first chopper type comparator LCPn is used. Regarding the comparator LCP1, a switch SWL11 is provided, and the comparison reference voltage VL11 of the first resistance element group is supplied to the switch SW.
It is turned on and off at L11. The switch SWL21 is provided in the first resistance element group, and the reference voltage VL21 obtained from the second resistance element group is
The switch SWL21 is turned on / off. Further, the switch SWL31 is provided, and the comparison reference voltage VL31 obtained from the third resistance element group is turned on / off by the switch SWL31. The switch SWL
41 is provided, and the comparison reference voltage VL41 obtained from the fourth resistance element group is turned on / off by the switch SWL41.
【0023】次に、第2の前記チョッパ型コンパレータ
LCPn について、前記スイッチSWL12が設けら
れ、前記第1の抵抗素子群から得られる前記比較参照電
圧VL12が、該スイッチSWL12にてオン・オフさ
れる。又、前記スイッチSWL22が設けられ、前記第
2の抵抗素子群から得られる前記比較参照電圧VL22
が、該スイッチSWL22にてオン・オフされる。前記
スイッチSWL32が設けられ、前記第3の抵抗素子群
から得られる前記比較参照電圧VL32が、該スイッチ
SWL32にてオン・オフされる。前記スイッチSWL
42が設けられ、前記第4の抵抗素子群から得られる前
記比較参照電圧VL42が、該スイッチSWL42にて
オン・オフされる。Next, with respect to the second chopper type comparator LCPn, the switch SWL12 is provided, and the comparison reference voltage VL12 obtained from the first resistance element group is turned on / off by the switch SWL12. . Further, the switch SWL22 is provided, and the comparison reference voltage VL22 obtained from the second resistance element group is provided.
Is turned on / off by the switch SWL22. The switch SWL32 is provided, and the comparison reference voltage VL32 obtained from the third resistance element group is turned on / off by the switch SWL32. The switch SWL
42 is provided, and the comparison reference voltage VL42 obtained from the fourth resistance element group is turned on / off by the switch SWL42.
【0024】次に、第3の前記チョッパ型コンパレータ
LCP3について、前記スイッチSWL13が設けら
れ、前記第1の抵抗素子群から得られる前記比較参照電
圧VL13が、該スイッチSWL13にてオン・オフさ
れる。前記スイッチSWL23が設けられ、前記第2の
抵抗素子群から得られる前記比較参照電圧VL23が、
該スイッチSWL23にてオン・オフされる。前記スイ
ッチSWL33が設けられ、前記第3の抵抗素子群から
得られる前記比較参照電圧VL33が、該スイッチSW
L33にてオン・オフされる。前記スイッチSWL43
が設けられ、前記第4の抵抗素子群から得られる前記比
較参照電圧VL43が、該スイッチSWL43にてオン
・オフされる。Next, in the third chopper type comparator LCP3, the switch SWL13 is provided, and the comparison reference voltage VL13 obtained from the first resistance element group is turned on / off by the switch SWL13. . The switch SWL23 is provided, and the comparison reference voltage VL23 obtained from the second resistance element group is
The switch SWL23 is turned on / off. The switch SWL33 is provided, and the comparison reference voltage VL33 obtained from the third resistance element group is the switch SWL.
It is turned on and off at L33. The switch SWL43
And the comparison reference voltage VL43 obtained from the fourth resistance element group is turned on / off by the switch SWL43.
【0025】以上説明した、当該チョッパ型コンパレー
タLCPn が合計3個用いられている前記下位A/Dコ
ンバータ40は、前記上位A/Dコンバータ30のA/
D変換結果に従って動作する。即ち、前記上位A/Dコ
ンバータ30のA/D変換結果に従って、合計3個のう
ちのある1つの前記抵抗素子群の前記比較参照電圧VL
が前記下位A/Dコンバータへと、前記スイッチSWL
11〜SWL13、SWL21〜SWL23、SWL3
1〜SWL33、SWL41〜SWL43のスイッチマ
トリックスSWLにて選択される。これは、前記上位A
/Dコンバータ30のA/D変換結果に基づいて、前記
下位A/Dコンバータ40のそれぞれの前記チョッパ型
コンパレータLCPn の前記図9に示されるような、前
記スイッチSWL1n 、SWL2n 、SWL3n 及びS
WL4n のいずれか1つがオンとなるものである。この
関係は、次に示す通りである。The lower A / D converter 40, which uses a total of three chopper type comparators LCPn, explained above, is the A / D converter of the upper A / D converter 30.
It operates according to the D conversion result. That is, according to the A / D conversion result of the higher-order A / D converter 30, the comparison reference voltage VL of one of the resistance element groups out of three in total.
To the lower A / D converter, the switch SWL
11 to SWL13, SWL21 to SWL23, SWL3
1 to SWL33 and SWL41 to SWL43 are selected by the switch matrix SWL. This is the top A
Based on the A / D conversion result of the A / D converter 30, the switches SWL1n, SWL2n, SWL3n and SWL of the chopper type comparator LCPn of each of the lower A / D converters 40 as shown in FIG.
Any one of WL4n is turned on. This relationship is as shown below.
【0026】(1)前記アナログ入力Aが前記上位A/
Dコンバータ30でのA/D変換動作時に、前記比較参
照電圧VH1以下であるとされた場合:前記スイッチS
WL11、SWL12及びSWL13がオンとなり、他
のスイッチはオフとなる。(1) The analog input A is the upper A /
At the time of the A / D conversion operation in the D converter 30, when it is determined that the comparison reference voltage is VH1 or less: the switch S
WL11, SWL12, and SWL13 are turned on, and other switches are turned off.
【0027】(2)前記アナログ入力Aが、前記比較参
照電圧VH1よりも大きく、且つ、前記比較参照電圧V
H2よりも小さいとされた場合:前記スイッチSWL2
1、SWL22及びSWL23がオンとなり、他のスイ
ッチはオフとなる。(2) The analog input A is larger than the comparison reference voltage VH1, and the comparison reference voltage VH
If it is smaller than H2: the switch SWL2
1, SWL22 and SWL23 are turned on and the other switches are turned off.
【0028】(3)前記アナログ入力Aが、前記比較参
照電圧VH2よりも大きく、且つ、前記比較参照電圧V
H3以下であるとされた場合:前記スイッチSWL3
1、SWL32及びSWL33がオンとなり、他のスイ
ッチはオフとなる。(3) The analog input A is larger than the comparison reference voltage VH2 and the comparison reference voltage VH
If it is determined to be H3 or less: the switch SWL3
1, SWL32 and SWL33 are turned on and the other switches are turned off.
【0029】(4)前記アナログ入力Aが、前記比較参
照電圧VH3よりも大きいとされた場合:前記スイッチ
SWL41、SWL42及びSWL43がオンとなり、
他のスイッチはオフとなる。(4) When the analog input A is larger than the comparison reference voltage VH3: The switches SWL41, SWL42 and SWL43 are turned on,
The other switches are off.
【0030】前記下位A/Dコンバータ40において、
このように各スイッチがオン・オフされ所定の前記抵抗
素子群に接続されると、全ての前記コンパレータLCP
n は前記アナログ入力Aについての比較を行い、この結
果がエンコードされて下位ビットのA/D変換結果とな
る。In the lower A / D converter 40,
Thus, when each switch is turned on / off and connected to the predetermined resistance element group, all the comparators LCP are
For n, the analog input A is compared, and the result is encoded and becomes the A / D conversion result of the lower bit.
【0031】図10は、前記第1従来例のA/Dコンバ
ータの動作を示すタイムチャートである。FIG. 10 is a time chart showing the operation of the A / D converter of the first conventional example.
【0032】この図10においては、当該第1従来例の
A/DコンバータでのA/D変換対象となるアナログ入
力Aの波形と、前記上位A/Dコンバータ30の動作状
態と、該上位A/Dコンバータ30のA/D変換結果に
基づいて決定される、前記下位A/Dコンバータ40に
入力される比較参照電圧VLと、前記下位A/Dコンバ
ータ40の動作状態と、当該第1従来例のA/Dコンバ
ータから出力されるデジタル出力Dとが示されている。In FIG. 10, the waveform of the analog input A to be A / D converted in the A / D converter of the first conventional example, the operating state of the upper A / D converter 30, and the upper A Comparison reference voltage VL input to the lower A / D converter 40, which is determined based on the A / D conversion result of the A / D converter 30, the operating state of the lower A / D converter 40, and the first conventional method. The digital output D output from the example A / D converter is shown.
【0033】まず、この図10において、時刻 t1 で
は、前記上位A/Dコンバータ30と前記下位A/Dコ
ンバータ40との、A/D変換対象となる前記アナログ
入力A(n )のサンプリングが開始される。即ち、該時
刻 t1 において、前記図8に示される前記スイッチSW
In 、SWCan及びSWCbnがオンとなり、前記スイッ
チSWRn がオフとなる。又、該時刻 t1 において、前
記図9の前記スイッチSWIn 、SWCan及びSWCbn
がオンとなり、前記スイッチSWL1n 〜SWL4n が
オフとなる。First, in FIG. 10, at time t 1 , sampling of the analog input A (n) to be A / D converted by the upper A / D converter 30 and the lower A / D converter 40 is performed. Be started. That is, at the time t 1 , the switch SW shown in FIG.
In, SWCan and SWCbn are turned on, and the switch SWRn is turned off. Further, at the time t 1 , the switches SWIn, SWCan and SWCbn of FIG.
Is turned on, and the switches SWL1n to SWL4n are turned off.
【0034】前記時刻 t1 にてサンプリングが開始さ
れ、前記図8の前記コンデンサC1n及びC2n に前記
アナログ入力Aに応じた電荷が蓄えられ、前記図9の前
記コンデンサC1n 及びC2n に前記アナログ入力Aに
対応する電荷が蓄えられ、時刻t2 となると、前記上位
A/Dコンバータ30のサンプリング及び前記下位A/
Dコンバータ40のサンプリングはいずれも終了する。
即ち、該時刻 t2 において、前記図8のスイッチSWI
n 、SWCan及びSWCbnはいずれもオフとされ、前記
図9の前記スイッチSWIn 、SWCan及びSWCbnは
いずれもオフとされる。このような前記上位A/Dコン
バータ30及び前記下位A/Dコンバータ40のスイッ
チのオフにより、それぞれのサンプリング動作は終了す
る。又、該時刻 t2 において、前記上位A/Dコンバー
タ30の前記図8に示される前記スイッチSWRn はオ
ンとされ、該上位A/Dコンバータ30での比較動作
(A/D変換動作)が開始される。Sampling is started at the time t 1 , charges corresponding to the analog input A are stored in the capacitors C1n and C2n of FIG. 8, and the analog input A is stored in the capacitors C1n and C2n of FIG. Is stored, and at time t 2 , sampling of the upper A / D converter 30 and lower A / D conversion are performed.
The sampling of the D converter 40 is completed.
That is, in the time t 2, the switch SWI of the 8
All of n, SWCan and SWCbn are turned off, and all of the switches SWIn, SWCan and SWCbn of FIG. 9 are turned off. When the switches of the high-order A / D converter 30 and the low-order A / D converter 40 are turned off, the respective sampling operations are completed. Further, at the time t 2 , the switch SWRn shown in FIG. 8 of the upper A / D converter 30 is turned on, and the comparison operation (A / D conversion operation) in the upper A / D converter 30 is started. To be done.
【0035】前記上位A/Dコンバータ30での比較動
作によってA/D変換が終了すると、前記スイッチマト
リックスSWLがこれに対応して設定され、前記下位A
/Dコンバータ40に入力される前記比較参照電圧VL
(n )の出力が開始する。次に時刻 t4 において、前記
下位A/Dコンバータ40の比較動作、即ちA/D変換
が開始される。該下位A/Dコンバータ40のA/D変
換は、時刻 t5 に終了する。従って、該時刻 t5 におい
て、前記時刻 t1 から開始された全てのA/D変換が完
了し、前記デジタル出力D(n )が出力される。該デジ
タル出力Dは、上位2ビットが前記上位A/Dコンバー
タ30のA/D変換結果であり、下位2ビットが前記下
位A/Dコンバータ40のA/D変換結果である。な
お、この時刻 t5 においては、次のA/D変換が開始さ
れる。When the A / D conversion is completed by the comparison operation in the upper A / D converter 30, the switch matrix SWL is set correspondingly, and the lower A
The comparison reference voltage VL input to the / D converter 40
Output of (n) starts. Then, at time t 4, the comparison operation of the lower A / D converter 40, i.e. A / D conversion is started. The A / D conversion of the lower A / D converter 40 ends at time t 5 . Therefore, at the time t 5 , all A / D conversion started from the time t 1 is completed, and the digital output D (n) is output. In the digital output D, the upper 2 bits are the A / D conversion result of the upper A / D converter 30, and the lower 2 bits are the A / D conversion result of the lower A / D converter 40. Incidentally, in this time t 5, the next A / D conversion is started.
【0036】以上、前記図10を用いて説明した通り、
前記第1従来例のA/Dコンバータは、前記上位A/D
コンバータ30と前記下位A/Dコンバータ40とが交
互に動作しながら、前記アナログ入力AをA/D変換す
るというものである。従って、一般的なフラッシュ型A
/Dコンバータに比べ、該第1従来例のような2ステッ
プフラッシュ型A/Dコンバータは、A/D変換時間が
2倍になってしまう。As described above with reference to FIG.
The A / D converter of the first conventional example is based on the high-order A / D
The analog input A is A / D converted while the converter 30 and the lower A / D converter 40 operate alternately. Therefore, general flash type A
Compared with the / D converter, the 2-step flash A / D converter as in the first conventional example has a double A / D conversion time.
【0037】図11は、第2従来例のA/Dコンバータ
の構成を示すブロック図である。FIG. 11 is a block diagram showing the structure of the A / D converter of the second conventional example.
【0038】この図11に示される第2従来例のA/D
コンバータは、1つの上位A/Dコンバータに対して、
下位A/Dコンバータが合計2個用いられた2ステップ
フラッシュ型A/Dコンバータである。該A/Dコンバ
ータは、主として、参照電圧発生回路10と、上位A/
Dコンバータ30と、合計2個の下位A/Dコンバータ
40a 及び40b と、セレクタ52とを有している。こ
れら第2従来例の各構成は、前述した第1従来例の同符
号のものと同一のものである。又、前記下位A/Dコン
バータ40a 及び40b についても、それぞれ、前記第
1従来例の前記下位A/Dコンバータ40の構成と同一
となっている。又、この図11において、前記セレクタ
52は、図12を用いて後述するように、交互に動作す
る前記下位A/Dコンバータ40a と40b とのいずれ
か一方の出力を、前記デジタル出力Dへと切り換えるも
のである。該第2従来例のA/Dコンバータは、このよ
うに下位A/Dコンバータ40a 及び40b を合計2個
用いることにより、前記第1従来例のA/Dコンバータ
のA/D変換速度に比べ、その速度が2倍となってい
る。A / D of the second conventional example shown in FIG.
The converter is one upper A / D converter,
This is a two-step flash type A / D converter in which a total of two lower A / D converters are used. The A / D converter mainly includes a reference voltage generating circuit 10 and a high-order A / D converter.
It has a D converter 30, a total of two lower A / D converters 40a and 40b, and a selector 52. The respective configurations of these second conventional examples are the same as those of the above-mentioned first conventional example. The lower A / D converters 40a and 40b have the same configuration as that of the lower A / D converter 40 of the first conventional example. Further, in FIG. 11, the selector 52 outputs one of the outputs of the lower A / D converters 40a and 40b which operate alternately to the digital output D, as will be described later with reference to FIG. It is to switch. The A / D converter of the second conventional example uses a total of two lower A / D converters 40a and 40b in this way, so that the A / D conversion speed of the A / D converter of the first conventional example is The speed has doubled.
【0039】図12は、前記第2従来例のA/Dコンバ
ータの動作を示すタイムチャートである。FIG. 12 is a time chart showing the operation of the second conventional A / D converter.
【0040】この図12においては、当該第2従来例の
A/DコンバータのA/D変換対象となる前記アナログ
入力Aの波形と、前記上位A/Dコンバータ30の動作
状態と、該上位A/Dコンバータ30によって設定され
る前記比較参照電圧VLと、前記下位A/Dコンバータ
40a の動作状態と、前記下位A/Dコンバータ40b
の動作状態と、当該第2従来例のA/Dコンバータから
出力されるデジタル出力Dとが示されている。In FIG. 12, the waveform of the analog input A to be A / D converted by the A / D converter of the second conventional example, the operating state of the upper A / D converter 30, and the upper A The reference voltage VL set by the A / D converter 30, the operating state of the lower A / D converter 40a, and the lower A / D converter 40b.
2 and the digital output D output from the A / D converter of the second conventional example are shown.
【0041】まず、この図12のフローチャートにおい
て、時刻 t1 から時刻 t2 の期間では、前記上位A/D
コンバータ30及び前記下位A/Dコンバータ40a の
前記アナログ入力A(n )のサンプリングを行う。又、
この後の時刻 t2 から時刻 t 3 までの期間では、前記上
位A/Dコンバータ30がその前述のサンプリング結果
に基づいてA/D変換を行う。該A/D変換が完了する
と、続く時刻 t3 から時刻 t5 までの期間において、該
上位A/Dコンバータ30での当該A/D変換結果に従
って、前記下位A/Dコンバータ40a への前記比較参
照電圧VL(n)が設定される。該比較参照電圧VL(n
)が設定されると、続く時刻 t4 〜時刻 t5 の期間に
おいて、前記下位A/Dコンバータ40a におけるA/
D変換が行われる。該A/D変換が完了すると、前記時
刻 t1 〜時刻 t2 の期間においてサンプリングされた前
記アナログ入力A(n )のA/D変換結果である前記デ
ジタル出力D(n )が、時刻 t5 〜時刻 t7 の期間出力
される。First, in the flow chart of FIG.
At time t1From time t2In the period of, the upper A / D
The converter 30 and the lower A / D converter 40a
The analog input A (n) is sampled. or,
After this time t2From time t 3Up to the above in the period
The A / D converter 30 is the above sampling result.
A / D conversion is performed based on The A / D conversion is completed
And the following time t3From time tFiveIn the period up to
According to the A / D conversion result of the upper A / D converter 30,
Therefore, refer to the comparison to the lower A / D converter 40a.
The illumination voltage VL (n) is set. The comparison reference voltage VL (n
) Is set, the subsequent time tFour~ Time tFiveIn the period
In the lower A / D converter 40a,
D conversion is performed. When the A / D conversion is completed,
Tick t1~ Time t2Before sampled in the period
The analog input A (n) A / D conversion result,
The digital output D (n) is the time tFive~ Time t7Period output
To be done.
【0042】又、当該第2従来例のA/Dコンバータに
おいては、前述の第1従来例のA/Dコンバータとは異
なって、前記下位A/Dコンバータ40a がA/D変換
などを行っている期間、即ち前記図12における時刻 t
3 から時刻 t5 の期間までにおいても、前記上位A/D
コンバータ30が動作を行っている。これは、もう1つ
の前記下位A/Dコンバータ40b によって、前記アナ
ログ入力A(n +1)のA/D変換を行うためである。In the A / D converter of the second conventional example, unlike the A / D converter of the first conventional example, the lower A / D converter 40a performs A / D conversion and the like. Period, that is, time t in FIG.
Even during the period from 3 to time t 5 , the upper A / D
The converter 30 is operating. This is because the analog input A (n + 1) is A / D converted by the other lower A / D converter 40b.
【0043】このように、当該第2従来例のA/Dコン
バータは、前記下位A/Dコンバータ40a 及び40b
を合計2個備えることにより、これらを交互に動作さ
せ、前記第1従来例のA/Dコンバータの処理速度の2
倍の処理速度を実現している。即ち、当該第2従来例の
A/Dコンバータによれば、2ステップフラッシュ型A
/Dコンバータであっても、一般的なフラッシュ型A/
Dコンバータと同一の処理速度を達成することができ
る。As described above, the A / D converter of the second conventional example has the lower A / D converters 40a and 40b.
By providing two in total, these are operated alternately, and the processing speed of the A / D converter of the first conventional example is 2
The processing speed is doubled. That is, according to the A / D converter of the second conventional example, the 2-step flash type A
Even if it is a / D converter, a general flash type A /
The same processing speed as the D converter can be achieved.
【0044】[0044]
【発明が達成しようとする課題】しかしながら、前述の
第2従来例のA/DコンバータのA/D変換速度が向上
され、前述の第1従来例のものの2倍であったとして
も、より速い変換速度のA/Dコンバータは望まれるも
のである。A/DコンバータのA/D変換速度を向上さ
せるためには、1つには、A/D変換の際に前記比較参
照電圧と前記アナログ入力Aとを比較するコンパレータ
などのハードウェアの動作速度を向上させることが考え
られる。しかしながら、このようなハードウェアの動作
速度の向上にも限界があるものであり、又、コスト面等
の問題もあり、A/Dコンバータの構成を改善すること
によって、そのA/D変換速度を改善する必要性は高
い。However, the A / D conversion speed of the above-mentioned second conventional example A / D converter is improved, and even if it is twice as fast as that of the above-mentioned first conventional example, it is faster. A conversion rate A / D converter is desired. In order to improve the A / D conversion speed of the A / D converter, firstly, the operation speed of hardware such as a comparator that compares the comparison reference voltage with the analog input A at the time of A / D conversion. Can be improved. However, there is a limit to the improvement of the operation speed of such hardware, and there is also a problem in terms of cost, etc. Therefore, the A / D conversion speed can be improved by improving the configuration of the A / D converter. The need for improvement is high.
【0045】本発明は、前記従来の問題点を解決するべ
く成されたもので、A/D変換の際に、前記比較参照電
圧と前記アナログ入力とを比較するコンパレータなどの
ハードウェアの動作速度を向上させずに、A/D変換速
度を向上させることができる、A/Dコンバータを提供
することを目的とする。The present invention was made to solve the above-mentioned conventional problems, and the operating speed of hardware such as a comparator for comparing the comparison reference voltage with the analog input during A / D conversion. It is an object of the present invention to provide an A / D converter that can improve the A / D conversion speed without improving the above.
【0046】[0046]
【課題を達成するための手段】本発明は、多数の抵抗素
子を直列接続したラダー抵抗を用いて基準電圧を分圧し
た多数の比較参照回路と、入力されたアナログ信号電圧
とを比較しながらA/D変換するA/Dコンバータにお
いて、複数の抵抗素子を直列接続した、複数の比較参照
電圧VLを得る抵抗素子群を、更に複数直列接続して、
該抵抗素子群相互の直列接続点それぞれから比較参照電
圧VHを得るように前記ラダー抵抗を構成し、前記比較
参照電圧VHを用いて、前記アナログ信号電圧をA/D
変換する上位A/Dコンバータと、複数のうちのある1
つの前記抵抗素子群の前記比較参照電圧VLを用いて、
前記アナログ信号電圧をA/D変換する下位A/Dコン
バータと、前記上位A/DコンバータのA/D変換結果
に従って、複数のうちのある1つの前記抵抗素子群の前
記比較参照電圧VLを、前記下位A/Dコンバータの比
較参照電圧として選択するスイッチマトリックスSWL
と、これら上位A/Dコンバータと下位A/Dコンバー
タとスイッチマトリックスSWLとを、前記ラダー抵抗
に対して複数組備えたことにより、前記課題を達成した
ものである。According to the present invention, a plurality of comparison reference circuits in which a reference voltage is divided by a ladder resistor in which a plurality of resistance elements are connected in series are compared with an input analog signal voltage. In an A / D converter for A / D conversion, a plurality of resistance element groups in which a plurality of resistance elements are connected in series to obtain a plurality of comparison reference voltages VL are further connected in series,
The ladder resistor is configured to obtain the comparative reference voltage VH from each of the series connection points of the resistance element groups, and the analog reference voltage is A / D by using the comparative reference voltage VH.
A high-order A / D converter to convert, and one of a plurality
Using the comparative reference voltage VL of the two resistive element groups,
According to the A / D conversion result of the lower A / D converter that performs A / D conversion of the analog signal voltage and the higher A / D converter, the comparison reference voltage VL of one of the plurality of resistance element groups, Switch matrix SWL selected as comparison reference voltage of the lower A / D converter
The above object is achieved by providing a plurality of sets of the upper A / D converter, the lower A / D converter, and the switch matrix SWL for the ladder resistor.
【0047】[0047]
【作用】本発明では、2ステップフラッシュ型A/Dコ
ンバータの変換速度を向上させるために、複数組の前記
上位A/Dコンバータと、前記下位A/Dコンバータ
と、前記スイッチマトリックスSWLとを用いる構成を
見出して成されたものである。独立したA/Dコンバー
タを複数用いて順次動作させれば、当然ながらそのA/
D変換速度は向上することができる。しかしながら、必
要となるハードウェア、例えば用いられるコンパレータ
の数などはその用いるA/D変換器の数だけ増大してし
まう。又、それぞれのA/Dコンバータは異なるラダー
抵抗を備えることとなり、該ラダー抵抗のばらつきの問
題も生じてしまう。従来から、前記ラダー抵抗などに起
因する変換エラーを予め求めておき、得られたデジタル
出力をこれによって補正するということが行われてい
る。しかしながら、特性の異なるA/Dコンバータを複
数順次動作させた場合には、このような補正を行うこと
は極めて困難である。In the present invention, in order to improve the conversion speed of the 2-step flash type A / D converter, a plurality of sets of the upper A / D converter, the lower A / D converter, and the switch matrix SWL are used. It was made by finding the composition. If a plurality of independent A / D converters are used to operate sequentially, the A / D
The D conversion speed can be improved. However, the required hardware, such as the number of comparators used, increases by the number of A / D converters used. Further, the respective A / D converters are provided with different ladder resistors, which causes a problem of variation in the ladder resistors. Conventionally, it has been performed that a conversion error caused by the ladder resistance or the like is obtained in advance and the obtained digital output is corrected by this. However, it is extremely difficult to make such a correction when a plurality of A / D converters having different characteristics are sequentially operated.
【0048】このような点に着目し、本発明では、単一
の前記ラダー抵抗に対して、前記上位A/Dコンバータ
と、前記下位A/Dコンバータと、前記スイッチマトリ
ックスSWLとの組となったものを複数組備えるように
している。これによって、前述のようなラダー抵抗に関
する変換エラーの問題や、ハードウェアの増大の低減な
どを図っている。例えば、後述する実施例では、前記上
位A/Dコンバータと前記下位A/Dコンバータと前記
スイッチマトリックスSWLとの組合せを2組備えてい
る。これにより、例えば前記第2従来例に比べ、前記上
位A/Dコンバータを1つ増加させただけであるにも拘
らず、A/D変換速度を2倍にすることができている。Focusing on such a point, the present invention forms a set of the upper A / D converter, the lower A / D converter, and the switch matrix SWL for a single ladder resistor. I am trying to prepare multiple sets of items. As a result, the problem of the conversion error related to the ladder resistance as described above and the increase in hardware are reduced. For example, in an embodiment described later, two sets of the upper A / D converter, the lower A / D converter, and the switch matrix SWL are provided. Thus, for example, compared with the second conventional example, the A / D conversion speed can be doubled even though the number of the upper A / D converters is increased by one.
【0049】[0049]
【実施例】以下、図を用いて本発明の実施例を詳細に説
明する。Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.
【0050】図1は、本発明が適用された第1実施例の
A/Dコンバータの構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the A / D converter of the first embodiment to which the present invention is applied.
【0051】この図1に示されるように、前記第1実施
例のA/Dコンバータは、主として、参照電圧発生回路
10と、合計2個のA/Dコンバータ30a 及び30b
と、合計2個の下位A/Dコンバータ40a 及び40b
と、セレクタ50及び52とにより構成されている。As shown in FIG. 1, the A / D converter of the first embodiment mainly comprises a reference voltage generating circuit 10 and two A / D converters 30a and 30b in total.
And a total of two lower A / D converters 40a and 40b
And selectors 50 and 52.
【0052】前記参照電圧発生回路10は、前記図7等
を用いて前述した同符号のものと同一である。前記上位
A/Dコンバータ30a 及び30b は、前記図8を用い
て前述したものと同一のものである。本実施例の特徴と
して、このような上位A/Dコンバータ30a 及び30
b を合計2個備えるようにしている。なお、このような
合計2個の前記上位A/Dコンバータ30a 及び30b
を用いたA/Dコンバータ全体の動作については、図3
のタイムチャートを用いて詳しく後述する。The reference voltage generating circuit 10 is the same as that having the same reference numeral as described above with reference to FIG. The upper A / D converters 30a and 30b are the same as those described above with reference to FIG. A feature of this embodiment is that such upper A / D converters 30a and 30 are provided.
Two b's are provided in total. In addition, such a total of two high-order A / D converters 30a and 30b.
The operation of the entire A / D converter using
This will be described later in detail using the time chart of.
【0053】前記下位A/Dコンバータ40a 及び40
b は、前記図11を用いて前述した前記第2従来例と同
様に、合計2個備えるようにしている。又、該下位A/
Dコンバータ40a 及び40b の具体的な回路は、前記
図9を用いて前述したものとほぼ同様であるが、一部相
違個所がある。該下位A/Dコンバータ40a 及び40
b については、図2を用いて詳しく後述する。The lower A / D converters 40a and 40
Similar to the second conventional example described above with reference to FIG. 11, two b are provided. Also, the lower A /
The specific circuits of the D converters 40a and 40b are almost the same as those described above with reference to FIG. 9, but there are some differences. The lower A / D converters 40a and 40
Details of b will be described later with reference to FIG.
【0054】前記セレクタ50は、当該第1実施例のA
/Dコンバータ全体の出力のデジタル出力Dの上位ビッ
トとして、前記上位A/Dコンバータ30a のA/D変
換結果を用いるか、前記上位A/Dコンバータ30b の
A/D変換結果を用いるか選択切換えする。又、前記セ
レクタ52は、当該第1実施例のA/Dコンバータ全体
の出力のデジタル出力Dの下位ビットとして、前記下位
A/Dコンバータ40a のA/D変換結果を用いるか、
前記下位A/Dコンバータ40b のA/D変換結果を用
いるかを選択切換えする。本実施例において、前記セレ
クタ50の出力は、合計2ビットのバイナリー出力であ
る。又、前記セレクタ52の出力も、合計2ビットのバ
イナリー出力である。即ち、当該A/Dコンバータ全体
のデジタル出力Dは、合計4ビットのバイナリー出力で
ある。The selector 50 corresponds to A of the first embodiment.
The A / D conversion result of the upper A / D converter 30a or the A / D conversion result of the higher A / D converter 30b is used as the upper bit of the digital output D of the overall output of the A / D converter. To do. Further, the selector 52 uses the A / D conversion result of the lower A / D converter 40a as the lower bit of the digital output D of the output of the entire A / D converter of the first embodiment,
Whether or not to use the A / D conversion result of the lower A / D converter 40b is selectively switched. In this embodiment, the output of the selector 50 is a binary output of 2 bits in total. The output of the selector 52 is also a binary output of 2 bits in total. That is, the digital output D of the entire A / D converter is a binary output of 4 bits in total.
【0055】図2は、前記第1実施例の前記下位A/D
コンバータに用いられる合計3個のチョッパ型コンパレ
ータLCPn の1つの回路図である。FIG. 2 shows the lower A / D of the first embodiment.
It is one circuit diagram of a total of three chopper type comparators LCPn used in a converter.
【0056】この図2に示されるチョッパ型コンパレー
タLCPn の一点鎖線で囲まれる部分については、前記
図9を用いて前述したものと同一のものとなっている。
本第1実施例の前記チョッパ型コンパレータLCPn
の、入力の部分については、前記図9に示されるものと
異なって、スイッチSWIn とスイッチSWRn とが接
続されている。前記スイッチSWIn には、A/D変換
対象となるアナログ入力Aが入力されている。一方、前
記スイッチSWRn には、スイッチSWL1n 〜SWL
4n とが接続されている。The portion surrounded by the alternate long and short dash line of the chopper type comparator LCPn shown in FIG. 2 is the same as that described above with reference to FIG.
The chopper type comparator LCPn of the first embodiment
Regarding the input part, unlike the one shown in FIG. 9, the switch SWIn and the switch SWRn are connected. An analog input A to be A / D converted is input to the switch SWIn. On the other hand, the switches SWR1n to SWL are connected to the switch SWRn.
4n and are connected.
【0057】これらスイッチSWIn とスイッチSWR
n とは、共にオンとはならず、どちらか一方のみがオン
となる。前記スイッチSWIn がオンとなると、前記チ
ョッパ型コンパレータLCPn の入力に前記アナログ入
力Aが入力される。一方、前記スイッチSWRn がオン
となると、前記チョッパ型コンパレータLCPn の入力
に、前記図7を用いて前述した前記比較参照電圧VL1
n 〜VL4n のうちのいずれか1つが入力される。該比
較参照電圧VL1n は、前記第1の抵抗素子群のある比
較参照電圧VLであり、前記比較参照電圧VL2n は前
記第2の抵抗素子群のある前記比較参照電圧VLであ
り、前記比較参照電圧VL3n は前記第3の抵抗素子群
のある前記比較参照電圧VLであり、前記比較参照電圧
VL4n は前記第4の抵抗素子群のある前記比較参照電
圧VLの1つである。即ち、本第1実施例に用いられる
前記下位A/Dコンバータ40a 及び40b のチョッパ
型コンパレータLCPn は、前記図9のものに比べ、前
記スイッチSWRn が追加され、前記スイッチSWL1
n 〜SWL4n のいずれかがオンとなるとき、該スイッ
チSWRn もオンとなるというものである。These switches SWIn and switches SWR
N and n are not turned on, and only one of them is turned on. When the switch SWIn is turned on, the analog input A is input to the input of the chopper type comparator LCPn. On the other hand, when the switch SWRn is turned on, the comparison reference voltage VL1 described above with reference to FIG. 7 is input to the input of the chopper type comparator LCPn.
Any one of n to VL4n is input. The comparison reference voltage VL1n is a comparison reference voltage VL of the first resistance element group, the comparison reference voltage VL2n is a comparison reference voltage VL of the second resistance element group, the comparison reference voltage VL3n is the comparison reference voltage VL with the third resistance element group, and the comparison reference voltage VL4n is one of the comparison reference voltages VL with the fourth resistance element group. That is, in the chopper type comparator LCPn of the lower A / D converters 40a and 40b used in the first embodiment, the switch SWRn is added and the switch SWL1 is added as compared with the chopper type comparator LCPn of FIG.
When any of n to SWL4n is turned on, the switch SWRn is also turned on.
【0058】この図2に示される前記チョッパ型コンパ
レータLCPn においては、前記スイッチSWIn をオ
ンとして前記アナログ入力Aを入力する際、前記スイッ
チSWRn をオフとすることにより、該アナログ入力A
に対する当該チョッパ型コンパレータLCPn に関する
負荷量が軽減される。該アナログ入力A側から見た当該
チョッパ型コンパレータLCPn の負荷は、一点鎖線で
示される当該チョッパ型コンパレータLCPn そのもの
と、オフとなっている前記スイッチSWRn のみとな
る。比較して、前記図9に示される前記チョッパ型コン
パレータLCPnでは、該アナログ入力A側から見た当
該チョッパ型コンパレータLCPn の負荷は、一点鎖線
で示される当該チョッパ型コンパレータLCPn そのも
のと、オフとなっている合計4個の前記スイッチSWL
1n 〜SWL4n となっている。In the chopper type comparator LCPn shown in FIG. 2, when the switch SWIn is turned on and the analog input A is input, the switch SWRn is turned off so that the analog input A
The load amount on the chopper type comparator LCPn with respect to is reduced. The load of the chopper type comparator LCPn viewed from the analog input A side is only the chopper type comparator LCPn itself indicated by the one-dot chain line and the switch SWRn that is off. In comparison, in the chopper type comparator LCPn shown in FIG. 9, the load of the chopper type comparator LCPn seen from the analog input A side is off with the chopper type comparator LCPn itself shown by the chain line. There are a total of 4 switches SWL
1n to SWL4n.
【0059】なお、詳しく後述する通り、この図2に示
される前記チョッパ型コンパレータLCPn 及びその周
辺回路は、後述する第2実施例にも用いられている。該
第2実施例の場合、前記図2の前記スイッチSWIn へ
は、後述する遅延素子56の出力であるアナログ入力V
INが入力されることとなる。As will be described later in detail, the chopper type comparator LCPn and its peripheral circuit shown in FIG. 2 are also used in the second embodiment described later. In the case of the second embodiment, an analog input V which is an output of a delay element 56 described later is applied to the switch SWIn of FIG.
IN will be input.
【0060】図3は、前記第1実施例の動作を示すタイ
ムチャートである。FIG. 3 is a time chart showing the operation of the first embodiment.
【0061】この図3のタイムチャートにおいては、A
/D変換対象となるアナログ入力Aの波形と、前記上位
A/Dコンバータ30a の動作状態と、該上位A/Dコ
ンバータ30a のA/D変換結果に基づいて出力され
る、前記下位A/Dコンバータ40a にて用いられる前
記比較参照電圧VLと、前記下位A/Dコンバータ40
a の動作状態と、前記上位A/Dコンバータ30b の動
作状態と、該上位A/Dコンバータ30b のA/D変換
結果に基づいて設定される、前記下位A/Dコンバータ
40b で用いられる前記比較参照電圧VLと、前記下位
A/Dコンバータ40b の動作状態と、当該第2実施例
のA/Dコンバータ全体のA/D変換結果として出力さ
れるデジタル出力Dとが示されている。In the time chart of FIG. 3, A
The lower A / D that is output based on the waveform of the analog input A that is the target of the D / D conversion, the operating state of the upper A / D converter 30a, and the A / D conversion result of the upper A / D converter 30a. The comparison reference voltage VL used in the converter 40a and the lower A / D converter 40
The comparison used by the lower A / D converter 40b, which is set based on the operating state of a, the operating state of the upper A / D converter 30b, and the A / D conversion result of the upper A / D converter 30b. The reference voltage VL, the operating state of the lower A / D converter 40b, and the digital output D output as the A / D conversion result of the entire A / D converter of the second embodiment are shown.
【0062】なお、該デジタル出力Dは、ある時点にお
いては、前記上位A/Dコンバータ30a のA/D変換
結果の合計2ビットの上位ビットと、前記下位A/Dコ
ンバータ40b のA/D変換結果の合計2ビットの下位
ビットとの組合せである。あるいは、他の時点における
前記デジタル出力Dは、前記上位A/Dコンバータ30
b のA/D変換結果の合計2ビットの上位ビットと、前
記下位A/Dコンバータ40a の2ビットのA/D変換
結果の下位ビットとの組合せとなっている。The digital output D is, at a certain point of time, a total of 2 high-order bits of the A / D conversion result of the high-order A / D converter 30a and A / D conversion of the low-order A / D converter 40b. It is a combination of the lower 2 bits of the total 2 bits of the result. Alternatively, the digital output D at another point of time is the high-order A / D converter 30.
It is a combination of a total of 2 high-order bits of the A / D conversion result of b and a low-order bit of the 2-bit A / D conversion result of the low-order A / D converter 40a.
【0063】まず、この図3のタイムチャートにおい
て、時刻 t1 から時刻 t2 の期間では、前記上位A/D
コンバータ30a 及び前記下位A/Dコンバータ40b
の、アナログ入力A(n )の入力、即ちサンプリングが
行われる。該サンプリングは、時刻 t2 にて確定する。
続いて、時刻 t2 から時刻 t3 までの期間では、前記時
刻 t1 から時刻 t2 の期間でサンプリングを行った前記
上位A/Dコンバータ30a 及び前記下位A/Dコンバ
ータ40b の、A/D変換動作、即ち比較動作が行われ
る。なお、該下位A/Dコンバータ40b の該比較動作
で用いられる前記比較参照電圧VLは、前記上位A/D
コンバータ30b が出力したものであり、アナログ入力
A(n −1)のA/D変換結果に従ったものである。First, in the time chart of FIG. 3, in the period from time t 1 to time t 2 , the upper A / D
The converter 30a and the lower A / D converter 40b
Of the analog input A (n), that is, sampling is performed. The sampling is confirmed at time t 2 .
Subsequently, in the period from time t 2 to time t 3 , the A / D of the upper A / D converter 30a and the lower A / D converter 40b sampled in the period from the time t 1 to the time t 2 is sampled. The conversion operation, that is, the comparison operation is performed. The comparison reference voltage VL used in the comparison operation of the lower A / D converter 40b is the upper A / D
It is output by the converter 30b and is in accordance with the A / D conversion result of the analog input A (n-1).
【0064】前記下位A/Dコンバータ40b でのこの
比較動作は、アナログ入力n を対象としており、該下位
A/Dコンバータ40b で用いられる前記比較参照電圧
VLは、アナログ入力(n −1)を基準としているの
で、前記アナログ入力Aのサンプリングの時刻に一部相
違がある。本実施例のA/D変換対象となる前記アナロ
グ入力Aは連続的な信号となっている。従って、アナロ
グ入力(n −1)の前記上位A/Dコンバータ30b の
A/D変換結果(上位ビット)として求められた前記比
較参照電圧VL(n −1)と、アナログ入力n の前記上
位A/Dコンバータ30b のA/D変換結果として求め
られた前記比較参照電圧VL(n )とについて、これら
は同一と仮定している。即ち、該比較参照電圧VL(n
−1)は、前記比較参照電圧VL(n )の予想出力とし
ている。This comparison operation in the lower A / D converter 40b is intended for the analog input n, and the comparison reference voltage VL used in the lower A / D converter 40b is the analog input (n-1). Since it is used as a reference, there are some differences in the sampling time of the analog input A. The analog input A, which is the object of A / D conversion in this embodiment, is a continuous signal. Therefore, the comparison reference voltage VL (n -1) obtained as the A / D conversion result (upper bit) of the upper A / D converter 30b for the analog input (n -1) and the upper A of the analog input n. It is assumed that these are the same as the comparative reference voltage VL (n) obtained as the A / D conversion result of the / D converter 30b. That is, the comparison reference voltage VL (n
-1) is the expected output of the comparative reference voltage VL (n).
【0065】該時刻 t2 から時刻 t3 までの期間では、
前記上位A/Dコンバータ30a のA/D変換結果を上
位ビットとし、前記下位A/D変換結果40b を下位ビ
ットとする前記デジタル出力Dが出力される。In the period from time t 2 to time t 3 ,
The digital output D having the A / D conversion result of the upper A / D converter 30a as the upper bit and the lower A / D conversion result 40b as the lower bit is output.
【0066】一方、該時刻 t2 から時刻 t3 までの期間
では、前記上位A/Dコンバータ30b 及び前記下位A
/Dコンバータ40a の、アナログ入力(n +1)のサ
ンプリングが行われる。該サンプリングは、前記時刻 t
3 にて確定する。On the other hand, in the period from the time t 2 to the time t 3 , the upper A / D converter 30b and the lower A
The analog input (n + 1) of the / D converter 40a is sampled. The sampling is performed at the time t
Confirm with 3 .
【0067】次に、時刻 t3 から時刻 t4 までの期間で
は、前記時刻 t2 から時刻 t3 までの期間においてサン
プリングを行った、前記上位A/Dコンバータ30b 及
び前記下位A/Dコンバータ40a それぞれの比較動作
が行われる。前記上位A/Dコンバータ30b の比較動
作は、アナログ入力(n +1)に対して行われる。又、
前記下位A/Dコンバータ40a の比較動作は、アナロ
グ入力(n +1)と、アナログ入力(n )の前記上位A
/Dコンバータ30a でのA/D変換結果の前記比較参
照電圧VL(n )との比較である。該比較参照電圧VL
(n )は、比較参照電圧VL(n +1)の予想出力とし
ている。Next, in the period from the time t 3 to the time t 4 , the upper A / D converter 30b and the lower A / D converter 40a sampled in the period from the time t 2 to the time t 3 are sampled. Each comparison operation is performed. The comparison operation of the upper A / D converter 30b is performed for the analog input (n + 1). or,
The comparison operation of the lower A / D converter 40a is performed by comparing the analog input (n + 1) and the upper A of the analog input (n).
8 is a comparison of the A / D conversion result of the / D converter 30a with the comparison reference voltage VL (n). The comparison reference voltage VL
(N) is the expected output of the comparative reference voltage VL (n + 1).
【0068】該時刻 t3 から時刻 t4 では、前記上位A
/Dコンバータ30b のA/D変換結果を上位ビットと
し、前記下位A/Dコンバータ40a のA/D変換結果
を下位ビットとする、前記デジタル出力Dを出力する。From time t 3 to time t 4 , the upper A
The digital output D having the A / D conversion result of the / D converter 30b as the upper bit and the A / D conversion result of the lower A / D converter 40a as the lower bit is output.
【0069】以下、時刻 t4 以降についても、同様なA
/D変換の動作が行われ、前記上位A/Dコンバータ3
0a のA/D変換結果を上位ビットとし、前記下位A/
Dコンバータ40b のA/D変換結果を下位ビットとす
る前記デジタル出力Dと、前記上位A/Dコンバータ3
0b のA/D変換結果を上位ビットとし、前記下位A/
Dコンバータ40a のA/D変換結果を下位ビットとす
る前記デジタル出力Dとを交互に出力する。After time t 4 , the same A
A / D conversion operation is performed, and the upper A / D converter 3
The A / D conversion result of 0a is used as the upper bit and the lower A / D
The digital output D whose lower bit is the A / D conversion result of the D converter 40b, and the upper A / D converter 3
The A / D conversion result of 0b is used as the upper bit, and the lower A / D
The A / D conversion result of the D converter 40a and the digital output D whose lower bits are output alternately.
【0070】以上説明した通り、本第1実施例によれ
ば、比較参照電圧とアナログ入力Aとを比較するコンパ
レータなどのハードウェアの動作速度を向上させずに、
A/D変換速度を向上させることができる。例えば、前
記第2従来例と比較すると、前記上位A/Dコンバータ
30a 及び30b を合計2個とし、上位A/Dコンバー
タの1個の増加のみで、A/D変換速度が2倍に向上さ
れている。As described above, according to the first embodiment, the operating speed of hardware such as a comparator for comparing the comparison reference voltage with the analog input A is not increased,
The A / D conversion speed can be improved. For example, as compared with the second conventional example, the number of the upper A / D converters 30a and 30b is two in total, and the A / D conversion speed is doubled by only increasing the number of the upper A / D converters by one. ing.
【0071】図4は、本発明が適用された第2実施例の
A/Dコンバータの構成を示すブロック図である。FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the A / D converter of the second embodiment to which the present invention is applied.
【0072】この図4に示されるように、前記第2実施
例のA/Dコンバータは、前記図1を用いて前述した前
記第1実施例のA/Dコンバータに比べ、遅延回路56
が追加されている。該遅延回路56は、前記アナログ入
力Aを、前記図3や後述する図5のタイムチャートの1
単位期間t 、即ち、例えば時刻 t1 から時刻 t2 までの
1つの期間、あるいは時刻 t2 から時刻 t3 までの1つ
の期間で示されるような1単位期間t だけ遅延させるも
のである。即ち、前記上位A/Dコンバータ30a や3
0b 、前記下位A/Dコンバータ40a や40b の、1
つの比較動作や1つのサンプル動作の期間だけ遅延させ
るものである。このような該遅延回路56は、サンプリ
ングアンドホールド回路にて構成されている。As shown in FIG. 4, the A / D converter of the second embodiment is different from the A / D converter of the first embodiment described with reference to FIG. 1 in the delay circuit 56.
Has been added. The delay circuit 56 converts the analog input A into 1 of the time chart of FIG. 3 and FIG. 5 described later.
The unit period t 1 is delayed by one unit period t 1 as shown by, for example, one period from time t 1 to time t 2 or one period from time t 2 to time t 3 . That is, the upper A / D converters 30a and 3
0b, 1 of the lower A / D converters 40a and 40b
It is delayed by the period of one comparison operation or one sample operation. The delay circuit 56 is composed of a sampling and holding circuit.
【0073】又、本第2実施例で用いられているセレク
タ50a は、前記上位A/Dコンバータ30a のA/D
変換結果や、前記上位A/Dコンバータ30b のA/D
変換結果を出力する際、これを前記1単位期間t だけ遅
延させる遅延回路を有している。該セレクタ50a のこ
のような遅延回路は、ラッチ回路を用いて構成されてい
る。Further, the selector 50a used in the second embodiment is the A / D converter of the upper A / D converter 30a.
The conversion result and the A / D of the upper A / D converter 30b
When outputting the conversion result, it has a delay circuit for delaying the conversion result by the one unit period t. Such a delay circuit of the selector 50a is constructed by using a latch circuit.
【0074】図5は、前記第2実施例の動作を示すタイ
ムチャートである。FIG. 5 is a time chart showing the operation of the second embodiment.
【0075】本第2実施例において、前記図5の時刻 t
2 から時刻 t3 までの期間において出力される前記デジ
タル出力Dは、前記上位A/Dコンバータ30a のアナ
ログ入力(n −1)のA/D変換結果を上位ビットと
し、前記下位A/Dコンバータ40b のアナログ入力
(n −1)のA/D変換結果を下位ビットとするもので
ある。又、該下位A/Dコンバータ40b でのA/D変
換には、前記上位A/Dコンバータ30b によるアナロ
グ入力(n −1)のA/D変換結果に従った前記比較参
照電圧VL(n −1)が用いられている。In the second embodiment, time t in FIG.
The digital output D output during the period from 2 to the time t 3 has the A / D conversion result of the analog input (n −1) of the upper A / D converter 30a as the upper bit and the lower A / D converter. The lower bit is the A / D conversion result of the analog input (n-1) of 40b. Further, in the A / D conversion in the lower A / D converter 40b, the comparison reference voltage VL (n-n according to the A / D conversion result of the analog input (n-1) by the higher A / D converter 30b. 1) is used.
【0076】又、時刻 t3 から時刻 t4 までの期間につ
いても、前記上位A/Dコンバータ30b によるアナロ
グ入力n のA/D変換結果を上位ビットとし、前記下位
A/Dコンバータ40a のアナログ入力n のA/D変換
結果を下位ビットとする前記デジタル出力Dが出力され
る。該下位A/Dコンバータ40a での該A/D変換に
は、前記上位A/D変換器40a でのA/D変換結果に
基づいた比較参照電圧VL(n )が用いられている。Also during the period from time t 3 to time t 4 , the A / D conversion result of the analog input n by the upper A / D converter 30b is set as the upper bit and the analog input of the lower A / D converter 40a is set. The digital output D having the A / D conversion result of n as the lower bit is output. A comparison reference voltage VL (n) based on the A / D conversion result of the higher A / D converter 40a is used for the A / D conversion in the lower A / D converter 40a.
【0077】このように、第2実施例では、前記遅延回
路56及び遅延回路を備える前記セレクタ50a によ
り、前記下位A/Dコンバータ40a 及び40b が、対
応する前記比較参照電圧VLを用いることができてい
る。例えば、前記下位A/Dコンバータ40a あるいは
40b がアナログ入力A(n )をA/D変換する際に、
これに正しく対応する比較参照電圧VL(n )が用いら
れる。又、前記デジタル出力Dの出力の際には、遅延回
路を有する前記セレクタ50a を用いることにより、対
応するアナログ入力を変換した上位ビットと下位ビット
とが組合わされて出力されている。例えば、アナログ入
力A(n )を上位A/D変換したものと、これに正しく
対応するアナログ入力A(n )を下位A/D変換したも
のとが組合わされて出力される。As described above, in the second embodiment, the selector 50a including the delay circuit 56 and the delay circuit allows the lower A / D converters 40a and 40b to use the corresponding comparison reference voltage VL. ing. For example, when the lower A / D converter 40a or 40b A / D converts the analog input A (n),
The comparison reference voltage VL (n) that corresponds to this correctly is used. Further, when outputting the digital output D, by using the selector 50a having a delay circuit, the upper bit and the lower bit obtained by converting the corresponding analog input are combined and output. For example, the analog input A (n) that has undergone upper A / D conversion and the analog input A (n) that correctly corresponds to this has undergone lower A / D conversion are combined and output.
【0078】[0078]
【発明の効果】以上説明した通り、本発明によれば、A
/D変換の際に比較参照電圧とアナログ入力とを比較す
るコンパレータなどのハードウェアの動作速度を向上さ
せずに、A/D変換速度を向上させることができるとい
う優れた効果を得ることができる。As described above, according to the present invention, A
It is possible to obtain an excellent effect that the A / D conversion speed can be improved without increasing the operation speed of hardware such as a comparator that compares a comparison reference voltage and an analog input during the D / D conversion. .
【図1】本発明が適用された第1実施例のA/Dコンバ
ータの構成を示すブロック図FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an A / D converter of a first embodiment to which the present invention is applied.
【図2】前記第1実施例に用いられる下位A/Dコンバ
ータのチョッパ型コンパレータ及びその周辺の回路を示
す回路図FIG. 2 is a circuit diagram showing a chopper type comparator of a lower A / D converter used in the first embodiment and circuits around the chopper comparator.
【図3】前記第1実施例の動作を示すタイムチャートFIG. 3 is a time chart showing the operation of the first embodiment.
【図4】本発明が適用された第2実施例のA/Dコンバ
ータの構成を示すブロック図FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of an A / D converter according to a second embodiment of the present invention.
【図5】前記第2実施例の動作を示すタイムチャートFIG. 5 is a time chart showing the operation of the second embodiment.
【図6】第1従来例のA/Dコンバータの構成を示すブ
ロック図FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of an A / D converter of a first conventional example.
【図7】前記第1従来例に用いられる参照電圧発生回路
のラダー抵抗の回路図FIG. 7 is a circuit diagram of a ladder resistance of a reference voltage generating circuit used in the first conventional example.
【図8】前記第1従来例に用いられる上位A/Dコンバ
ータのチョッパ型コンパレータ及びその周辺の回路図FIG. 8 is a circuit diagram of a chopper type comparator of an upper A / D converter used in the first conventional example and its peripherals.
【図9】前記第1従来例に用いられる下位A/Dコンバ
ータのチョッパ型コンパレータ及びその周辺の回路を示
す回路図FIG. 9 is a circuit diagram showing a chopper type comparator of a lower A / D converter used in the first conventional example and a circuit around it.
【図10】前記第1従来例の動作を示すタイムチャートFIG. 10 is a time chart showing the operation of the first conventional example.
【図11】第2従来例のA/Dコンバータの構成を示す
ブロック図FIG. 11 is a block diagram showing a configuration of an A / D converter of a second conventional example.
【図12】前記第2従来例の動作を示すタイムチャートFIG. 12 is a time chart showing the operation of the second conventional example.
【符号の説明】 10…参照電圧発生回路 30、30a 、30b …上位A/Dコンバータ 40、40a 、40b …下位A/Dコンバータ 50、52…セレクタ 50a …遅延回路を有するセレクタ 56…遅延回路 UCPn 、LCPn …チョッパ型コンパレータ CPan、CPbn…CMOSインバータ C1n 、C2n …コンデンサ R1〜R16…抵抗素子 VL、VL11〜VL13、VL21〜VL23、VL
31〜VL33、VL41〜VL43、VL(a )、V
L(b )、VH1〜VH3…比較参照電圧[Explanation of reference numerals] 10 ... Reference voltage generating circuit 30, 30a, 30b ... Upper A / D converter 40, 40a, 40b ... Lower A / D converter 50, 52 ... Selector 50a ... Selector 56 having delay circuit ... Delay circuit UCPn , LCPn ... Chopper type comparators CPan, CPbn ... CMOS inverters C1n, C2n ... Capacitors R1 to R16 ... Resistor elements VL, VL11 to VL13, VL21 to VL23, VL
31-VL33, VL41-VL43, VL (a), V
L (b), VH1 to VH3 ... Comparative reference voltage
Claims (1)
を用いて基準電圧を分圧した多数の比較参照回路と、入
力されたアナログ信号電圧とを比較しながらA/D変換
するA/Dコンバータにおいて、 複数の抵抗素子を直列接続した、複数の比較参照電圧V
Lを得る抵抗素子群を、更に複数直列接続して、該抵抗
素子群相互の直列接続点それぞれから比較参照電圧VH
を得るように前記ラダー抵抗を構成し、 前記比較参照電圧VHを用いて、前記アナログ信号電圧
をA/D変換する上位A/Dコンバータと、 複数のうちのある1つの前記抵抗素子群の前記比較参照
電圧VLを用いて、前記アナログ信号電圧をA/D変換
する下位A/Dコンバータと、 前記上位A/DコンバータのA/D変換結果に従って、
複数のうちのある1つの前記抵抗素子群の前記比較参照
電圧VLを、前記下位A/Dコンバータの比較参照電圧
として選択するスイッチマトリックスSWLと、 これら上位A/Dコンバータと下位A/Dコンバータと
スイッチマトリックスSWLとを、前記ラダー抵抗に対
して複数組備えたことを特徴とするA/Dコンバータ。1. An A / D that performs A / D conversion while comparing a plurality of comparison reference circuits in which a reference voltage is divided using a ladder resistor in which a plurality of resistance elements are connected in series with an input analog signal voltage. In the converter, a plurality of comparison reference voltages V in which a plurality of resistance elements are connected in series
A plurality of resistance element groups for obtaining L are further connected in series, and the comparison reference voltage VH is obtained from each series connection point of the resistance element groups.
And a higher-order A / D converter that A / D-converts the analog signal voltage by using the comparison reference voltage VH, and the ladder resistor is configured to obtain one of the resistance element groups. According to the A / D conversion result of the lower A / D converter for A / D converting the analog signal voltage by using the comparison reference voltage VL, and the upper A / D converter,
A switch matrix SWL that selects the comparison reference voltage VL of one of the plurality of resistance element groups as a comparison reference voltage of the lower A / D converter, and the upper A / D converter and the lower A / D converter. An A / D converter comprising a switch matrix SWL and a plurality of sets for the ladder resistor.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25660292A JPH06112823A (en) | 1992-09-25 | 1992-09-25 | A/d converter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP25660292A JPH06112823A (en) | 1992-09-25 | 1992-09-25 | A/d converter |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06112823A true JPH06112823A (en) | 1994-04-22 |
Family
ID=17294916
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP25660292A Pending JPH06112823A (en) | 1992-09-25 | 1992-09-25 | A/d converter |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH06112823A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06120827A (en) * | 1992-10-01 | 1994-04-28 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | A/d converter |
US7675451B2 (en) | 2007-10-22 | 2010-03-09 | Sony Corporation | Serial-parallel type analog-to-digital converter and analog-to-digital conversion method |
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JPH01191520A (en) * | 1988-01-27 | 1989-08-01 | Sony Corp | A/d conversion circuit |
JPH01236822A (en) * | 1988-03-17 | 1989-09-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Analog/digital converter |
-
1992
- 1992-09-25 JP JP25660292A patent/JPH06112823A/en active Pending
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