JPH0629844A - A/d変換器 - Google Patents

A/d変換器

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JPH0629844A
JPH0629844A JP18099192A JP18099192A JPH0629844A JP H0629844 A JPH0629844 A JP H0629844A JP 18099192 A JP18099192 A JP 18099192A JP 18099192 A JP18099192 A JP 18099192A JP H0629844 A JPH0629844 A JP H0629844A
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JP
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control signal
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circuit
wiring
channel transistor
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JP18099192A
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Masao Ito
正雄 伊藤
Takahiro Miki
隆博 三木
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00Other engines
    • F02B75/02Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke
    • F02B2075/022Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle
    • F02B2075/025Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle two

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  • Analogue/Digital Conversion (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 望ましくは集積度を損ねることなく、A/D
変換速度の向上を図ったA/D変換器を得る。 【構成】 判定回路JGは、第1のアナログ電圧比較結
果及び第2のアナログ電圧比較結果を交互にT/2周期
でとりこみ、第1のアナログ電圧比較結果に基づく第1
の制御信号と第2のアナログ電圧比較結果に基づく第2
の制御信号とをエンコーダENに出力する。エンコーダ
ENは第1の制御信号に基づく第1のディジタル信号と
第2の制御信号に基づく第2のディジタル信号とを交互
にマルチプレクサ30に出力する。マルチプセクサ30
は、第1のディジタル信号と第2のディジタル信号のう
ち、一方のディジタル信号を選択し外部ディジタル信号
DATAとして出力する。 【効果】 A/D変換器の向上を図ることができ、集積
度を損ねない構成も実現可能である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、A/D変換器に関す
るもので、特にその回路規模を他の回路規模によって制
限されるエンコード回路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般にA/D変換器は、アナログ入力電
圧と参照電圧発生回路から発生される複数のアナログ電
圧の各々とを比較回路において比較し、そのアナログ電
圧比較結果該判定回路およびエンコード回路へ入力する
ことにより、ディジタル化を行なう。
【0003】図9は、例えば2ビットのディジタルコー
ドを扱う従来のA/D変換器に用いられる、判定回路お
よびエンコード回路の回路構成および素子の配置構成例
を示す説明図である。図10及び図11は、図9で示し
たA/D変換器における各種信号の出力のタイミングを
示した波形図であり、図10は制御信号の出力タイミン
グを示し、図11はディジタル出力信号の立ち上がり及
び立ち下がり波形を示している。
【0004】図9に示すように、判定回路Jにおける第
1の要素回路JDGi(i=1〜4)のY方向(矢印方
向)の長さLJ と、エンコード回路Eにおける第2の要
素回路ENCj(j=1〜4)のY方向(矢印方向)の
長さLE が等しくなるように、各第2の要素回路ENC
j(j=1〜4)内に4つのトランジスタTnjn、Tp
jn(n=0、1)が配置されている。
【0005】図9において、判定回路Jの第1の要素回
路JDG1〜JDG4からそれぞれ出力される制御信号
S11、S10、S01、S00は各々の内何れかが“1”とな
り、その他は“0”となる信号であり、図10に示した
タイミングに従って周期Tで順次出力される。反転制御
信号バーS11、バーS10、バーS01、バーS00は各々制
御信号S11、S10、S01、S00と相補的な信号である。
【0006】制御信号S11および反転制御信号バーS11
は各々判定回路Jにおける要素回路JDG1より出力さ
れ、反転制御信号バーS11はエンコード回路Eの要素回
路ENC1内に配置されたPチャネル型MOS構造トラ
ンジスタ(以下、Pチャネルトランジスタと称す)Tp
11およびTp10の各々ゲートに印加される。
【0007】制御信号S10および反転制御信号バーS10
は各々判定回路Jにおける要素回路JDG2より出力さ
れ、制御信号S10はエンコード回路Eの要素回路ENC
2内に配置されたNチャネル型MOS構造トランジスタ
(以下、Nチャネルトランジスタと称す)Tn20のゲー
トに印加され、反転制御信号バーS10はPチャネルトラ
ンジスタTp21のゲートに印加される。
【0008】制御信号S01および反転制御信号バーS01
は各々判定回路Jにおける要素回路JDG3より出力さ
れ、制御信号S01はエンコード回路Eの要素回路ENC
3内に配置されたNチャネルトランジスタTn31のゲー
トに印加され、反転制御信号バーS01はPチャネルトラ
ンジスタTp30のゲートに印加される。
【0009】制御信号S00および反転制御信号バーS00
は各々判定回路Jにおける要素回路JDG4より出力さ
れ、制御信号S00はエンコード回路Eにおける要素回路
ENC4内に配置されたNチャネルトランジスタTn41
およびTn40のゲートに印加される。
【0010】PチャネルトランジスタTp10、Tp11の
各々のソース(S)は電源電圧VDDに接続され、Pチャ
ネルトランジスタTp10のドレイン(D)は配線C0に
接続され、PチャネルトランジスタTp11のドレインは
配線C1に接続される。PチャネルトランジスタTp21
のソースは電源電圧VDDに接続され、ドレインは配線C
1に接続される。NチャネルトランジスタTn20のソー
スは接地電圧GNDに接続され、ドレインは配線C0に
接続される。NチャネルトランジスタTn31のソースは
接地電圧GNDに接続され、ドレインは配線C1に接続
される。PチャネルトランジスタTp30のソースは電源
電圧VDDに接続され、ドレインは配線C0に接続され
る。NチャネルトランジスタTn40、Tn41の各々のソ
ースは接地電圧GNDに接続され、Nチャネルトランジ
スタTn40のドレインは配線C0に接続され、Nチャネ
ルトランジスタTn41のドレインは配線C1に接続され
る。
【0011】配線C0はエンコード回路Eの出力端N0
に接続され、配線C1はエンコード回路の出力端N1 に
接続される。そして、出力端N0 より得られる論理信号
(“0”,“1”)が第0ビットのディジタル信号とさ
れ、出力端N1 より得られる論理信号が第1ビットのデ
ィジタル信号とされる。つまり、出力端N0 及びN1よ
り、A/D変換された2ビットのディジタルコードを得
ることができる。
【0012】NチャネルトランジスタTn10、Tn11、
Tn21、Tn30、PチャネルトランジスタTp20、Tp
31、Tp40、Tp41の各々はエンコード回路Eの動作に
は寄与しない。
【0013】このような構成のA/D変換器のA/D変
換動作の一部であるエンコード動作を説明する。制御信
号S11が“1”、かつ、その他の制御信号が“0”の場
合(反転制御信号バーS11が“0”、かつ、その他の反
転制御信号が“1”となる)は、配線C0にドレインが
接続されるトランジスタのうち、Pチャネルトランジス
タTp10のみがオンするとともに、配線C1にドレイン
が接続されるトランジスタのうち、Pチャネルトランジ
スタTp11のみがオン状態となる。その結果、配線C0
およびC1には各々電源電圧VDDが印加され、出力端N
0 より得られる第0ビットディジタル信号が“1”とな
り、出力端N1 より得られる第1ビットディジタル信号
が“1”となるため、ディジタルコード“11”が出力
されたことに相当する。
【0014】制御信号S10が“1”、かつ、その他の制
御信号が“0”の場合(反転制御信号バーS10が
“0”、かつ、その他の反転制御信号が“1”となる)
は、配線C0及びC1に接続されるトランジスタのう
ち、NチャネルトランジスタTn20およびPチャネルト
ランジスタTp21のみが各々オン状態となる。その結
果、配線C0には接地電圧GNDが印加され、配線C1
には電源電圧VDDが印加されるため、ディジタルコード
“10”が出力されたことに相当する。
【0015】制御信号S01が“1”、かつ、その他の制
御信号が“0”の場合(反転制御信号バーS01が
“0”、かつ、その他の反転制御信号が“1”となる)
は、配線C0及びC1に接続されるトランジスタのう
ち、PチャネルトランジスタTp30およびNチャネルト
ランジスタTn31のみがオン状態となる。その結果、配
線C0には電源電圧VDDが印加され、配線C1には接地
電圧GNDが印加されるため、ディジタルコード“0
1”が出力されたことに相当する。
【0016】制御信号S00が“1”、かつ、その他の制
御信号が“0”の場合(反転制御信号バーS00が
“0”、かつ、その他の反転制御信号が“1”となる)
は、配線C0及びC1に接続されるトランジスタのう
ち、NチャネルトランジスタTn40およびTn41のみが
各々オン状態となる。その結果、配線C0およびC1に
は各々接地電圧GNDが印加されるため、ディジタルコ
ード“00”が出力されたことに相当する。
【0017】以上の動作において、図10に示したエン
コード回路Eの出力の周期Tは、配線C0およびC1に
印加された接地電圧GNDあるいは電源電圧VDDが十分
に安定した電位になるまでに必要な時間TS(図11参
照)より短くすることはできない。
【0018】前述したように、Nチャネルトランジスタ
Tn10、Tn11、Tn21、Tn30、Pチャネルトランジ
スタTp20、Tp31、Tp40、Tp41の各々はエンコー
ド回路Eの動作には寄与しない不要なトランジスタであ
るため、エンコード回路Eにおける各々の要素回路EN
Ci(i=1〜4)内に配置する必要はなく、実際は上
記した不要なトランジスタを配置させない場合もある。
【0019】しかしながら、判定回路Jにおける第1の
要素回路JDGi(i=1〜4)の第1のY方向の長さ
LJ によって、エンコード回路Eにおける要素回路EN
Cj(j=1〜4)の第2のY方向の長さLE が制限さ
れるため、不要なトランジスタを除去することにより、
第2の長さLE を第1の長さLJ よ小さくしても、A/
D変換器の集積度の向上が期待できない。したがって、
不要なトランジスタを配置しない場合においても第2の
要素回路JDGi(i=1〜4)内には不要なトランジ
スタの形成領域に相当する領域が空き領域として残され
る。
【0020】図12は、2ビットのディジタルコードを
扱う従来の他のA/D変換器に用いられる、判定回路お
よびエンコード回路における回路構成および素子の配置
構成の他の一例を示す説明図である。また、図13は制
御クロックφPRE のタイミングを示す波形図であり、図
14は出力信号の立ち上がり及び立ち下がり波形を示す
波形図である。
【0021】図12に示すように、判定回路Jにおける
第1の要素回路JDGi(i=1〜4)のY方向(矢印
方向)の長さLJ とエンコード回路E2における第2の
要素回路ENCj(j=1〜4)のY方向(矢印方向)
の長さLE が等しくなるように、各第2の要素回路EN
Cj(j=1〜4)内に2つのNチャネルトランジスタ
Tnjn(n=0、1)が配置されている。
【0022】図12において、第1の要素回路JDG1
〜JDG4からそれぞれ出力される制御信号S11、S1
0、S01、S00は、図13に示した制御クロックφPRE
が“H”の期間で各々の内何れかが“1”となり、その
他は“0”となる信号で、制御クロックφPRE が“L”
の期間は全て“0”となる信号である。また、反転制御
信号バーS11、バーS10、バーS01、バーS00は各々制
御信号S11、S10、S01、S00と相補的な信号である。
【0023】制御信号S11および反転制御信号バーS11
は各々判定回路Jにおける要素回路JDG1より出力さ
れるが何れのトランジスタにも印加されない。制御信号
S10および反転制御信号バーS10は各々判定回路Jにお
ける要素回路JDG2より出力され、制御信号S10はエ
ンコード回路E2の要素回路ENC2内に配置されたN
チャネルトランジスタTn20のゲートに印加される。制
御信号S01および反転制御信号バーS01は各々判定回路
Jにおける要素回路JDG3より出力され、制御信号S
01はエンコード回路E2の要素回路EC3内に配置され
たNチャネルトランジスタTn31のゲートに印加され
る。制御信号S00および反転制御信号バーS00は各々判
定回路Jにおける要素回路JDG4より出力され、制御
信号S00はエンコード回路E2における要素回路ENC
4内に配置されたNチャネルトランジスタTn41および
Tn40のゲートに印加される。
【0024】NチャネルトランジスタTn20のソースは
接地電圧GNDに接続され、ドレインは配線C0に接続
される。NチャネルトランジスタTn31のソースは接地
電圧GNDに接続され、ドレインは配線C1に接続され
る。NチャネルトランジスタTn40のソースは接地電圧
GNDに接続され、配線C0に接続され、Nチャネルト
ランジスタTn41のソースは接地電圧GNDに接続さ
れ、ドレインは配線C1接続される。なお、Nチャネル
トランジスタTn10、Tn11、Tn21、Tn30はエンコ
ード回路の動作には寄与しない不要なトランジスタであ
る。
【0025】また、判定回路Jに対応しないエンコード
回路E2内の領域にPチャネルトランジスタTP1及び
TP2が別途配置される。PチャネルトランジスタTP
1のソース(S)は電源電圧VDDに接続され、ドレイン
(D)は配線C1に接続され、ゲートには制御クロック
φPRE が印加され動作状態が制御される。Pチャネルト
ランジスタTP0のソースは電源電圧VDDに接続され、
ドレインは配線C0に接続され、ゲートには制御ロック
φPRE が印加され動作状態が制御される。
【0026】配線C0はエンコード回路Eの出力端N0
に接続され、配線C1はエンコード回路の出力端N1 に
接続される。そして、出力端N0 より得られる論理信号
が第0ビットのディジタル信号とされ、出力端N1 より
得られる論理信号が第1ビットのディジタル信号とされ
る。つまり、出力端N1 及びN2 より2ビットのディジ
タルコードが出力される。
【0027】このような構成のA/D変換器のA/D変
換動作の一部であるエンコード動作を説明する。
【0028】まず、制御クロックφPRE が“L”の期間
にPチャネルトランジスタTP0およびTP1がオン状
態となり、配線C0およびC1には電源電圧VDDが印加
される。つまり、初期設定として配線C0及びC1を共
にHレベルに充電する。
【0029】初期設定終了後、制御クロックφPRE が
“H”の期間(PチャネルトランジスタTP0およびT
P1がオフ状態)において、制御信号S11が“1”、か
つ、その他の制御信号が“0”の場合、配線C0及びC
1に接続されたNチャネルトランジスタはすべてオフす
る。その結果、配線C0およびC1には各々電源電圧V
DDが印加された状態が保持されるため、出力端N0 より
得られる第0ビットディジタル信号が“1”となり、出
力端N1 より得られる第1ビットディジタル信号が
“1”となり、ディジタルコード“11”が出力された
ことに相当する。
【0030】また、初期設定終了後、制御クロックφPR
E が“H”の期間において、制御信号S10が“1”、か
つ、その他の制御信号が“0”の場合、配線C0及びC
1に接続されたトランジスタのうち、Nチャネルトラン
ジスタTn20のみがオン状態となる。その結果、配線C
0には接地電圧GNDが印加され、配線C1には電源電
圧VDDが印加された状態が保持されるため、ディジタル
コード“10”が出力されたことに相当する。
【0031】初期設定終了後、制御クロックφPRE が
“H”の期間において、制御信号S01が“1”、かつ、
その他の制御信号が“0”の場合、配線C0及びC1に
接続されたNチャネルトランジスタのうち、Nチャネル
トランジスタTn31のみがオン状態となる。その結果、
配線C0には電源電圧VDDが印加された状態が保持さ
れ、配線C1には接地電圧GNDが印加されるため、デ
ィジタルコード“01”が出力されたことに相当する。
【0032】初期設定終了後、制御クロックφPRE が
“H”の期間において、制御信号S00が“1”、かつ、
その他の制御信号が“0”の場合、配線C0及びC1に
接続されたNチャネルトランジスタのうち、Nチャネル
トランジスタTn40及びTn41がオン状態となる。その
結果、配線C0及び配線C1には接地電圧GNDが印加
されるため、ディジタルコード“00”が出力されたこ
とに相当する。
【0033】以上の動作において、図13に示した制御
クロックφPRE の“H”の期間THは、配線C0および
C1に印加された接地電圧GNDが充分に安定した電位
になるまでに必要な時間TS(図14参照)より短くす
ることはできない。また、制御クロックφPRE の“L”
の期間TLは、配線C0およびC1に印加された電源電
圧VDDが充分に安定した電位になるまでに必要な時間T
S′(図14参照)より短くすることはできない。その
ため、エンコード回路E2の出力信号の周期TTは、T
SとTS′を足し合わせた時間よりも短くすることはで
きない。
【0034】前述したように、Nチャネルトランジスタ
Tn10、Tn11、Tn21、Tn30はの各々はエンコード
回路E2の動作には寄与しない不要なトランジスタであ
るため、エンコード回路E2における各々の要素回路E
NCi(i=1〜4)内に配置する必要はなく、実際は
不要なトランジスタを配置させない場合もある。
【0035】しかしながら、判定回路Jにおける第1の
要素回路JDGi(i=1〜4)の第1のY方向の長さ
LJ によって、判定回路Jにおける要素回路ENCi
(i=1〜4)の第2のY方向の長さLE が制限される
ため、不要なトランジスタを除去することにより、第2
の長さLE を第1の長さLJ より小さくしても、A/D
変換器の集積度の向上が期待できない。したがって、不
要なトランジスタを配置しない場合においても第2の要
素回路JDGi(i=1〜4)内には不要なトランジス
タの形成領域に相当する領域が空き領域として残され
る。
【0036】
【発明が解決しようとする課題】以上説明したように、
従来のエンコード回路では、制御信号S11、S10、S0
1、S00を出力するタイミングの周期T(TT)が、配
線C0およびC1へ電源電圧VDD、あるいは接地電圧G
NDを印加する際、印加した電圧が安定するまでに必要
な時間を考慮して設定する必要があるため、該エンコー
ド回路を用いたA/D変換器のA/D変換動作速度の向
上を阻害するという問題点があった。
【0037】この発明は上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、望ましくは集積度を損ねること
なく、A/D変換速度の向上を図ったA/D変換器を得
ることを目的とする。
【0038】
【課題を解決するための手段】この発明にかかる請求項
1記載のA/D変換器は、入力アナログ電圧と参照電圧
との比較結果であるアナログ電圧比較結果を順次付与す
るアナログ電圧比較手段と、前記アナログ電圧比較結果
を受け、該アナログ電圧比較結果に基づき、第1の制御
信号あるいは第2の制御信号を交互に順次出力する判定
手段と、前記第1及び第2の制御信号を受け、該第1の
制御信号に基づき第1のディジタル信号を出力するとと
もに、前記第2の制御信号に基づき、前記第1のディジ
タル信号と出力時間にズレがある第2のディジタル信号
を出力するエンコード手段と、前記第1及び第2のディ
ジタル信号を受け、前記第1及び第2のディジタル信号
のうち一方のディジタル信号を選択し、出力ディジタル
信号として出力するスイッチング手段とを備えて構成さ
れる。
【0039】加えて、この発明にかかる請求項2記載の
A/D変換器における前記エンコード手段は、前記判定
手段の形成面積に対応して決定されるエンコード領域内
に形成され、前記第1の制御信号に基づき前記第1のデ
ィジタル信号を出力する第1のエンコード部と、前記エ
ンコード領域内の空き領域に形成され、前記第2の制御
信号に基づき前記第2のディジタル信号を出力する第2
のエンコード部とを備える。
【0040】
【作用】この発明の請求項1記載のA/D変換器におけ
る判定手段は、アナログ電圧比較結果に基づき、第1の
制御信号あるいは第2の制御信号を交互に順次出力し、
エンコード手段は、第1の制御信号に基づき第1のディ
ジタル信号を出力するとともに、第2の制御信号に基づ
き、第1のディジタル信号と出力時間にズレがある第2
のディジタル信号を出力する。
【0041】ところで、第1及び第2のディジタル信号
はそれぞれ、第1及び第2の制御信号を受けてから、H
レベルからLレベルへの立ち下がり及びLレベルからH
レベルへの立ち上がりに所定の時間を有するため、第1
及び第2のディジタル信号が論理的に確定するまでの時
間を確保すべく、第1及び第2のディジタル信号の出力
時間は前記所定の時間以上に設定する必要がある。
【0042】そこで、スイッチング手段により、出力時
間にズレがある第1及び第2のディジタル信号を論理的
に確定した順に適宜選択することにより、論理的に確定
した出力ディジタル信号を前記所定時間未満の期間内に
1回の割合で出力することができる。
【0043】さらに、この発明の請求項2記載のA/D
変換器のエンコード手段における第2のエンコード部
は、判定手段の形成面積に対応して決定されるエンコー
ド領域内の空き領域に形成され、第2の制御信号に基づ
き第2のディジタル信号を出力するため、第2のエンコ
ード部を形成することにより、エンコード手段の集積度
が損なわれることはない。
【0044】
【実施例】図1はこの発明の第1の実施例であるA/D
変換器の構成を示す説明図である。同図に示すように、
アナログ入力VINは第1の比較回路11及び第2の比
較回路それぞれ内の全コンパレータCP1及びCP2の
一方入力として取り込まれる。
【0045】第1の比較回路11の各コンパレータCP
1の他方入力には、参照電圧発生回路21の電源VDD
抵抗分割することにより得られる複数の参照電圧Vref
1がそれぞれ付与され、第2の比較回路12の各コンパ
レータCP2の他方入力には、参照電圧発生回路22よ
り、電源電圧VDDを抵抗分割することにより得られる複
数の参照電圧Vref 2がそれぞれ付与される。
【0046】第1の比較回路21は内部の複数のコンパ
レータCP1の出力からなる第1のアナログ電圧比較結
果が出力され、第2の比較回路22は内部の複数のコン
パレータCP2の出力からなる第2のアナログ電圧比較
結果が出力される。
【0047】判定回路JGは、第1のアナログ電圧比較
結果及び第2のアナログ電圧比較結果を交互にT/2周
期でとりこみ、第1のアナログ電圧比較結果に基づく第
1の制御信号と第2のアナログ電圧比較結果に基づく第
2の制御信号とをエンコーダ(エンコード回路)ENに
出力する。
【0048】エンコーダENは第1の制御信号に基づく
第1のディジタル信号と第2の制御信号に基づく第2の
ディジタル信号とを交互に、スイッチング手段であるマ
ルチプレクサ30に出力する。マルチプセクサ30は、
第1のディジタル信号と第2のディジタル信号のうち、
一方のディジタル信号を選択し外部ディジタル信号DA
TAを出力する。
【0049】図2はこの発明の第1の実施例であるA/
D変換器に設けられる、判定回路およびエンコード回路
における回路構成および素子の配置構成を示す説明図で
ある。なお、図2で示したA/D変換器は2ビットのデ
ィジタルコードを扱うA/D変換器に用いられる、判定
回路およびエンコード回路の一例を示している。また、
図3及び図4は、第1の実施例のA/D変換器における
各信号の出力のタイミングを示す図であり、図3は制御
信号の出力タイミングを示し、図4は出力信号の立ち上
がり及び立ち下がり波形示している。
【0050】図2に示すように、判定回路JG1におけ
る第1の要素回路JDGi(i=1〜4)のY方向(矢
印方向)の長さLJ と、エンコード回路EN1における
第2の要素回路ENCj(j=1〜4)のY方向(矢印
方向)の長さLE が等しくなるように、各第2の要素回
路ENCj(j=1〜4)内に4つのトランジスタTn
jn、Tnjn(n=0、1)が配置されている。
【0051】図2において、判定回路JG1の第1の要
素回路JDG1〜JDG4からそれぞれ出力される第1
の制御信号S11、S10、S01、S00は、第1のアナログ
電圧比較結果に基づき、各々の内何れかが“1”とな
り、その他は“0”となる信号であり、図3の(a) に示
したタイミングに従って周期Tの期間毎に順次出力され
る。第1の反転制御信号バーS11、バーS10、バーS0
1、バーS00は各々第1の制御信号S11、S10、S01、
S00と相補的な信号である。
【0052】また、判定回路JG1の第1の要素回路J
DG1〜JDG4からそれぞれ出力される第2の制御信
号S11′、S10′、S01′、S00′は、第2のアナログ
電圧比較結果に基づき、各々の内何れかが“1”とな
り、その他は“0”となる信号であり、図3の(b) に示
したタイミングに従って周期Tの期間出力される。第2
の反転制御信号バーS11′、バーS10′、バーS01′、
バーS00′は各々第2の制御信号S11′、S10′、S0
1′、S00′と相補的な信号である。
【0053】第1の制御信号S11および第1の反転制御
信号バーS11、あるいは第2の制御信号S11′および第
2の反転制御信号バーS11′は各々判定回路JG1にお
ける要素回路JDG1より出力され、第1の反転制御信
号バーS11はエンコード回路EN1の要素回路ENC1
内に配置されたPチャネルトランジスタTp11およびT
p10の各々のゲートに印加され、第2の制御信号S11′
はエンコード回路EN1の要素回路ENC1内に配置さ
れたNチャネルトランジスタTn11およびTn10のゲー
トに印加される。
【0054】第1の制御信号S10および第1の反転制御
信号バーS10、あるいは第2の制御信号S10′および第
2の反転制御信号バーS10′は各々判定回路JG1にお
ける要素回路JDG2より出力され、制御信号S10はエ
ンコード回路EN1の要素回路ENC2内に配置された
NチャネルトランジスタTn20のゲートに印加され、第
1の反転制御信号バーS10はPチャネルトランジスタT
p21のゲートに印加され、第2の制御信号S10′はNチ
ャネルトランジスタTn21のゲートに印加され、第2の
反転制御信号バーS10′はPチャネルトランジスタTp
20のゲートに印加される。
【0055】第1の制御信号S01および第1の反転制御
信号バーS01、あるいは第2の制御信号S01′および第
2の反転制御信号バーS01′は各々判定回路JG1にお
ける要素回路JDG3より出力され、制御信号S01はエ
ンコード回路EN1の要素回路ENC3内に配置された
NチャネルトランジスタTn31のゲートに印加され、第
1の反転制御信号バーS01はPチャネルトランジスタT
p30のゲートに印加され、第2の制御信号S01′はNチ
ャネルトランジスタTn30のゲートに印加され、第2の
反転制御信号バーS01′はPチャネルトランジスタTp
31のゲートに印加される。
【0056】第1の制御信号S00および第1の反転制御
信号バーS00、あるいは第2の制御信号S00′および第
2の反転制御信号バーS00′は各々判定回路JG1にお
ける要素回路JDG4より出力され、制御信号S00はエ
ンコード回路EN1における要素回路ENC4内に配置
されたNチャネルトランジスタTn41およびTn40のゲ
ートに印加され、第2の反転制御信号バーS00′はPチ
ャネルトランジスタTp41およびTp40のゲートに印加
される。
【0057】PチャネルトランジスタTp10、Tp11の
各々のソース(S)は電源電圧VDDに接続され、Pチャ
ネルトランジスタTp10のドレイン(D)は配線C0に
接続され、PチャネルトランジスタTp11のドレインは
配線C1に接続される。一方、Nチャネルトランジスタ
Tn10、Tn11の各々のソースは接地電圧GNDに接続
され、NチャネルトランジスタTn10のドレインは配線
C0′に接続され、NチャネルトランジスタTn11のド
レインは配線C1′に接続される。
【0058】PチャネルトランジスタTp21のソースは
電源電圧VDDに接続され、ドレインは配線C1に接続さ
れる。NチャネルトランジスタTn20のソースは接地電
圧GNDに接続され、ドレインは配線C0に接続され
る。一方、NチャネルトランジスタTn21のソースは接
地電圧GNDに接続され、ドレインは配線C1′に接続
され、PチャネルトランジスタTp20のソースは電源電
圧VDDに接続され、ドレインは配線C0′に接続され
る。
【0059】NチャネルトランジスタTn31のソースは
接地電圧GNDに接続され、ドレインは配線C1に接続
される。PチャネルトランジスタTp30のソースは電源
電圧VDDに接続され、ドレインは配線C0に接続され
る。一方、PチャネルトランジスタTp31のソースは電
源電圧VDDに接続され、ドレインは配線C1′に接続さ
れ、NチャネルトランジスタTn30のソースは接地電圧
GNDに接続され、ドレインは配線C0′に接続され
る。
【0060】NチャネルトランジスタTn40、Tn41の
各々ソースは接地電圧GNDに接続され、Nチャネルト
ランジスタTn40のドレインは配線C0に接続され、N
チャネルトランジスタTn41のドレインは配線C1に接
続される。一方、PチャネルトランジスタTp40、Tp
41の各々ソースは電源電圧VDDに接続され、Pチャネル
トランジスタTp40のドレインは配線C0′に接続さ
れ、PチャネルトランジスタTp41のドレインは配線C
1′に接続される。
【0061】配線C0は制御クロックφSW(図示せず)
でそのオン/オフが制御されるスイッチ手段SW0の第
1の入力端子N01に接続され、一方、配線C0′はイン
バータINVを介して、スイッチ手段SW0の第2の入
力端子N02に接続される。スイッチ手段SW0の出力端
子NS0はエンコード回路EN1の出力端N0 に接続さ
れる。
【0062】また、配線C1は制御クロックφSWでその
オン/オフが制御されるスイッチ手段SW1の第1の入
力端子N11に接続され、配線C1′はインバータINV
を介して、スイッチ手段SW1の第2の入力端子N12に
接続され、スイッチ手段SW1の出力端子NS1はエン
コード回路の出力端N1 に接続される。
【0063】このような構成の第1の実施例A/D変換
器のエンコード動作を説明する。第1の制御信号S11が
“1”、かつ、その他の第1の制御信号S10、S01、S
00が“0”の場合(第1の反転制御信号バーS11が
“0”、かつ、その他の第1の反転制御信号バーS10、
バーS01、バーS00が“1”となる)、配線C0及びC
1に接続されるトランジスタのうち、Pチャネルトラン
ジスタTp10およびTp11のみがオン状態となる。その
結果、配線C0およびC1には各々電源電圧VDDが印加
され、配線C0の出力端N01より得られる第0ビットデ
ィジタル信号が“1”となり、配線C1の出力端N11よ
り得られる第1ビットディジタル信号が“1”となるた
め、ディジタルコード“11”が出力端N01及びN11に
出力されたことに相当する。
【0064】一方、第2の制御信号S11′が“1”、か
つ、その他の第2の制御信号S10′、S01′、S00′が
“0”の場合(第2の反転制御信号バーS11′が
“0”、かつ、その他の第2の反転制御信号バーS1
0′、バーS01′、バーS00′が“1”となる)、配線
C0′及びC1′に接続されるトランジスタのうち、N
チャネルトランジスタTn10およびTn11のみがオン状
態となる。その結果、配線C0′およびC1′には各々
接地電圧GNDが印加され、各々がインバータINVで
反転されることにより、配線C0′の出力端N02より得
られる第0ビットディジタル信号が“1”となり、配線
C1′の出力端N12より得られる第1ビットディジタル
信号が“1”となるため、ディジタルコード“11”が
出力端N02及びN12出力されたことに相当する。
【0065】第1の制御信号S10が“1”、かつ、その
他の第1の制御信号S11、S01、S00が“0”の場合
(第2の反転制御信号バーS10′が“0”、かつ、その
他の第2の反転制御信号バーS11′、バーS01′、バー
S00′が“1”となる)は、配線C0及びC1に接続さ
れるトランジスタのうち、NチャネルトランジスタTn
20およびPチャネルトランジスタTp21のみが各々オン
状態となる。その結果、配線C0には接地電圧GNDが
印加され、配線C1には電源電圧VDDが印加されるた
め、ディジタルコード“10”が出力端N01及びN11に
出力されたことに相当する。
【0066】一方、第2の制御信号S10′が“1”、か
つ、その他の第2の制御信号S11′、S01′、S00′が
“0”の場合(第2の反転制御信号バーS10′が
“0”、かつ、その他の第2の反転制御信号バーS1
1′、バーS01′、バーS00′が“1”となる)は、配
線C0′及びC1′に接続されるトランジスタのうち、
PチャネルトランジスタTp20およびNチャネルトラン
ジスタTn21のみが各々オン状態となる。その結果、配
線C0′には電源電圧VDDが印加され、インバータIN
Vで反転されるとともに、配線C1′には接地電圧GN
Dが印加されインバータINVで反転されるため、ディ
ジタルコード“10”が出力端N02及びN12に出力され
たことに相当する。
【0067】第1の制御信号S01が“1”、かつ、その
他の第1の制御信号S11、S01、S00が“0”の場合
(第1の反転制御信号バーS10が“0”、かつ、その他
の第1の反転制御信号バーS11、バーS01、バーS00が
“1”となる)、配線C0及びC1に接続されるトラン
ジスタのうち、PチャネルトランジスタTp30およびN
チャネルトランジスタTn31がオン状態となる。その結
果、配線C0には電源電圧VDDが印加され、配線C1に
は接地電圧GNDが印加されるため、ディジタルコード
“01”が出力端N01及びN02に出力されたことに相当
する。
【0068】第2の制御信号S01′が“1”、かつ、そ
の他の第2の制御信号S11′、S01′、S00′が“0”
の場合(第2の反転制御信号バーS01′が“0”、か
つ、その他の第2の反転制御信号バーS11′、バーS0
1′、バーS00′が“1”となる)、Nチャネルトラン
ジスタTn30およびPチャネルトランジスタTp31がオ
ン状態となる。その結果、配線C0′には接地電圧GN
Dが印加されインバータINVで反転されて出力される
とともに、配線C1′には電源電圧GNDが印加されイ
ンバータINVで反転されて出力されるため、ディジタ
ルコード“01”が出力端N12及びN02に出力されたこ
とに相当する。
【0069】第1の制御信号S00が“1”、かつ、その
他の第1の制御信号S11、S10、S01が“0”の場合
(第1の反転制御信号バーS00が“0”、かつ、その他
の第1の反転制御信号バーS11、バーS10、バーS01が
“1”となる)、配線C0及びC1に接続されるトラン
ジスタのうち、NチャネルトランジスタTn40およびT
n41のみが各々オン状態となる。その結果、配線C0お
よびC1には各々接地電圧GNDが印加されるため、デ
ィジタルコード“00”が出力端N01及びN02に出力さ
れたことに相当する。
【0070】第2の制御信号S00′が“1”、かつ、そ
の他の第2の制御信号S11′、S10′、S01′が“0”
の場合(第2の反転制御信号バーS00′が“0”、か
つ、その他の第2の反転制御信号バーS11′、バーS1
0′、バーS01′が“1”となる)は、配線C0′及び
C1に接続されるトランジスタのうち、Pチャネルトラ
ンジスタTp40およびTp41が各々オン状態となる。そ
の結果、配線C0′およびC1′には各々電源電圧VDD
が印加されインバータINVで反転され出力されるた
め、ディジタルコード“00”が出力端N02及びN12に
出力されたことに相当する。
【0071】以上に動作において、配線C0およびC1
から出力される第1出力の周期T1は、各々の配線に印
加された接地電圧GNDあるいは電源電圧VDDが充分に
安定した電位になるまでに必要な信号レベル遷移時間T
S(図4参照)より短くすると、第1出力に正確な論理
出力が現れない可能性があるため、第1出力の周期T1
を信号レベル遷移時間TSより短く設定することはでき
ない。同様に、配線C0′およびC1′から出力される
信号の第2出力の周期T2も、各々の配線に印加された
接地電圧GNDあるいは電源電圧VDDが充分に安定した
電位になるまでに必要な信号レベル遷移時間TS(図4
参照)より短くすると、第2出力に正確な論理出力が現
れない可能性があるため、第2の出力の周期T2を信号
レベル遷移時間TSより短くすることはできない。
【0072】以上の制約を踏まえ、第1の実施例のA/
D変換器は、以下のようにA/D変換動作の一部である
エンコード動作を行う。
【0073】前述したように、第1及び第2の比較回路
11及び12(図1参照)から交互に得られる第1及び
第2のアナログ電圧比較結果に基づき、判定回路JG1
は第1の制御信号と第2の制御信号とを交互に出力す
る。
【0074】この際、第1の制御信号の周期T1と第2
の制御信号の周期T2とを、図3の(a) 及び(b) に示す
ように、共に期間Tに設定し、かつ、第2の制御信号の
位相を第1の制御信号よりT/2期間ずらす。
【0075】その結果、図3の(c) 及び(d) に示すよう
に、ノードN01及びN11に現れる第1(ディジタル)出
力とノードN02及びN12に現れる第2(ディジタル)出
力がそれぞれT/2周期ずれて出力される。
【0076】そして、スイッチSW0のノードN01,N
02間の切り換え周期をT/2に設定し、第1出力の後半
T/2期間中に、ノードN01にスイッチSW0を接続
し、第2出力の後半T/2期間中に、ノードN02にスイ
ッチSW0を接続するように、制御クロックφSWをスイ
ッチSW0に付与する。同様に、スイッチSW1のノー
ドN11,N12間の切り換え周期をT/2に設定し、第1
出力の後半T/2期間中に、ノードN11にスイッチSW
1を接続し、第2出力の後半T/2期間中に、ノードN
12にスイッチSW1を接続するように、制御クロックφ
SWをスイッチSW1に付与する。
【0077】すると、図3の(e) に示すように、エンコ
ード回路EN1の出力端N0 およびN1 から出力される
信号は、T/2周期で、第1出力及び第2出力が交互に
現れる。
【0078】したがって、周期Tの間に、出力端N0 お
よびN1 から得られる出力ディジタルデータとして、第
1出力及び第2出力と、2つのディジタルデータが得ら
れることになる。その結果、従来の2倍のA/D変換速
度が得られることになる。この際、第1出力及び第2出
力の出力端N0 及びN1 への出力期間は、T/2と短縮
されるが、双方とも、論理信号が確実に現れる第1及び
第2出力の後半のT/2期間が割当てられるため、全く
支障はない。
【0079】そして、配線C0′及びC1′に接続され
るトランジスタは、従来、不要であったトランジスタを
有効利用することにより、新たに構成されるものは、配
線C0′及びC1′、インバータINV並びにスイッチ
SW0及びSW1で済ますことができるため、従来に比
べエンコード回路の集積度が損なわれることもない。ま
た、判定回路JG1は、第1及び第2の制御信号を出力
する構成にしても、集積度はさ程損われない。
【0080】図5は、発明の第2の実施例であるA/D
変換器に用いられる、判定回路およびエンコード回路に
おける従来の回路および素子の配置の他の一例を示す構
成図である。なお、図5で示したA/D変換器は2ビッ
トのディジタルコードを扱うA/D変換器に用いられ
る、判定回路およびエンコード回路の一例を示してい
る。また、図6及び図7は、第2の実施例のA/D変換
器における各信号の出力タイミングを示す図であり、図
6は制御クロックφPRE 及び出力信号の出力タイミング
を示し、図7は出力信号の立ち上がり及び立ち下がり波
形示している。なお、第2の実施例のA/D変換器の全
体構成は図1で示した第1の実施例と同様であるため、
説明は省略する。
【0081】図5に示すように、判定回路JG2におけ
る第1の要素回路JDGi(i=1〜4)のY方向の長
さLJ とエンコード回路EN2における第2の要素回路
ENCj(j=1〜4)のY方向の長さLE が等しくな
るように第2の要素回路ENCj(j=1〜4)内に2
つのNチャネルトランジスタTnjn(n=0、1)が配
置されている。
【0082】図5において、判定回路JG2の第1の要
素回路JDG1〜JDG4からそれぞれ出力される第1
の制御信号S11、S10、S01、S00は、図6に示した制
御クロックφPRE が“H”の期間で各々の内何れかが
“1”となり、その他は“0”となる信号であり、制御
クロックφPRE が“L”の期間は全て“0”となる信号
である。第1の反転制御信号バーS11、バーS10、バー
S01、バーS00は各々第1の制御信号S11、S10、S0
1、S00と相補的な信号である。
【0083】判定回路JG2の第1の要素回路JDG1
〜JDG4からそれぞれ出力される第2の制御信号S1
1′、S10′、S01′、S00′は、図6に示した制御ク
ロックφPRE が“H”の期間で各々の内何れかが“1”
となり、その他は“0”となる信号であって、制御クロ
ックφPRE が“L”の期間は全て“0”となる信号であ
る。第2の反転制御信号S11′、S10′、S01′、S0
0′は各々第2の制御信号S11′、S10′、S01′、S0
0′と相補的な信号である。
【0084】第1の制御信号S11および第1の反転制御
信号バーS11、あるいは第2の制御信号S11′および第
2の反転制御信号バーS11′は各々判定回路JG2にお
ける要素回路JDG1より出力され、第2の制御信号S
11′はエンコード回路EN2における要素回路ENC1
内に配置されたNチャネルトランジスタTn11およびT
n10のゲートに印加される。
【0085】第1の制御信号S10および第1の反転制御
信号バーS10、あるいは第2の制御信号S10′および第
2の反転制御信号バーS10′は各々判定回路JG2にお
ける要素回路JDG2より出力され、第1の制御信号S
10はエンコード回路EN2の要素回路ENC2内に配置
されたNチャネルトランジスタTn20のゲートに印加さ
れ、第2の制御信号S10′はNチャネルトランジスタT
n21のゲートに印加される。
【0086】第1の制御信号S01および第1の反転制御
信号バーS01、あるいは第2の制御信号S01′および第
2の反転制御信号バーS01′は各々判定回路JG2にお
ける要素回路JDG3より出力され、第1の制御信号S
01はエンコード回路EN2の要素回路JDG3内に配置
されたNチャネルトランジスタTn31のゲートに印加さ
れ、第2の制御信号S01′はNチャネルトランジスタT
n30のゲートに印加される。
【0087】第1の制御信号S00および第1の反転制御
信号バーS00、あるいは第2の制御信号S00′および第
2の反転制御信号バーS00′は各々判定回路JG2にお
ける要素回路JDG4より出力され、第1の制御信号S
00はエンコード回路EN2における要素回路ENC4内
に配置されたNチャネルトランジスタTn41およびTn
40のゲートに印加される。
【0088】また、判定回路JG2に対応しないエンコ
ード回路EN2内の領域に、4つのPチャネルトランジ
スタTp1,Tp0,Tp1′及びTp0′は別途配置
される。PチャネルトランジスタTp1のソース(S)
は電源電圧VDDに接続され、ドレイン(D)は配線C1
に接続され、ゲートには制御クロックφPRE が印加され
動作状態が制御される。PチャネルトランジスタTp0
のソースは電源電圧VDDに接続され、ドレインは配線C
0に接続され、ゲートには制御クロックφPREが印加さ
れ動作状態が制御される。PチャネルトランジスタTp
1′のソースは電源電圧VDDに接続され、ドレインは配
線C1′に接続され、ゲートには制御クロックφPRE ′
が印加され動作状態が制御される。Pチャネルトランジ
スタTp0′のソースは電源電圧VDDに接続され、ドレ
インは配線C0′に接続され、ゲートには制御クロック
φPRE ′が印加され動作状態が制御される。
【0089】NチャネルトランジスタTn10およびTn
11の各々のソースは接地電圧GNDに接続され、Nチャ
ネルトランジスタTn10のドレインは配線C0′に接続
され、NチャネルトランジスタTn11のドレインは配線
C1′に接続される。
【0090】NチャネルトランジスタTn20およびTn
21の各々のソースは接地電圧GNDに接続され、Nチャ
ネルトランジスタTn20のドレインは配線C0に接続さ
れ、NチャネルトランジスタTn21のドレインは配線C
1′に接続される。
【0091】NチャネルトランジスタTn30およびTn
31のソースは接地電圧GNDに接続され、Nチャネルト
ランジスタTn30のドレインは配線C0′に接続され、
NチャネルトランジスタTn31のドレインは配線C1に
接続される。
【0092】NチャネルトランジスタTn40およびTn
41の各々ソースは接地電圧GNDに接続され、Nチャネ
ルトランジスタTn40のドレインは配線C0に接続さ
れ、NチャネルトランジスタTn41のドレインは配線C
1に接続される。
【0093】配線C0は制御クロックφSWでそのオン/
オフが制御されるスイッチ手段SW0の第1の入力端子
N01に接続され、一方、配線C0′はインバータINV
を介して、スイッチ手段SW0の第2の入力端子N02に
接続される。スイッチ手段SW0の出力端子NS0はエ
ンコード回路EN2の出力端N0 に接続される。
【0094】また、配線C1は制御クロックφSWでその
オン/オフが制御されるスイッチ手段SW1の第1の入
力端子N11に接続され、配線C1′はインバータINV
を介して、スイッチ手段SW1の第2の入力端子N12に
接続される。そして、スイッチ手段SW1の出力端子N
S1はエンコード回路EN2の出力端N1 に接続され
る。
【0095】このような構成の第2のA/D変換器のA
/D変換動作の一部であるエンコード動作を説明する。
制御クロックφPRE が“L”の期間にPチャネルトラン
ジスタTp0およびTp1がオン状態となり、配線C0
およびC1には電源電圧VDDが印加される。同様に、制
御クロックφPRE ′が“L”の期間にPチャネルトラン
ジスタTp0′およびTp1′がオン状態となり、配線
C0′およびC1′には電源電圧VDDが印加される。つ
まり、初期設定として配線C0及びC1並びに配線C
0′及びC1′をすべてHレベルに充電する。なお、制
御クロックφPREはそれぞれHレベル期間TH,Lレベ
ル期間TLで周期がT3の信号であり、制御クロックφ
PRE ′は制御クロックφPRE と相補的な信号である。
【0096】初期設定終了後、第1の制御クロックφPR
E が“H”の期間(PチャネルトランジスタTp0及び
Tp1がオフ状態)において、第1の制御信号S11が
“1”、かつ、その他の第1の制御信号S10、S01、S
00が“0”の場合、配線C0およびC1に接続されるN
チャネルトランジスタのうち、すべてのトランジスタが
オフし、配線C0及びC1は電源電圧VDDが印加された
状態で保持される。その結果、配線C0の出力端N01よ
り得られる第0ビットディジタル信号が“1”となり、
配線C1の出力端N11より得られる第1ビットディジタ
ル信号が“1”となるため、ディジタルコード“11”
が出力端N01及びN11に出力されたことに相当する。
【0097】一方、初期設定終了後、第2の制御クロッ
クφPRE ′が“H”の期間(PチャネルトランジスタT
p0′及びTp1′がオフ状態)において、第2の制御
信号S11′が“1”、かつ、その他の制御信号S10′、
S01′、S00′が各々“0”の場合は、配線C0′及び
C1′に接続されるNチャネルトランジスタのうち、N
チャネルトランジスタTn10およびTn11のみがオン状
態となる。その結果、配線C0′およびC1′には各々
接地電圧GNDがインバータINVで反転されて出力さ
れ、配線C0′の出力端N02より得られる第0ビットデ
ィジタル信号が“1”となり、配線C1′の出力端N12
より得られる第1ビットディジタル信号が“1”となる
ため、ディジタルコード“11”が出力端N02及びN12
に出力されたことに相当する。
【0098】また、初期設定終了後、第1の制御クロッ
クφPRE が“H”の期間において、第1の制御信号S10
が“1”、かつ、その他の第1の制御信号S11、S01、
S00が“0”の場合、配線C0及びC1に接続されるト
ランジスタのうち、NチャネルトランジスタTn20のみ
がオン状態となる。その結果、配線C0には接地電圧G
NDが印加され、配線C1には電源電圧VDDが印加され
た状態が保持されるため、ディジタルコード“10”が
出力端N01及びN11に出力されたことに相当する。
【0099】一方、初期設定終了後、第2の制御クロッ
クφPRE ′が“H”の期間において、第2の制御信号S
10′が“1”、かつ、その他の第2の制御信号S11′、
S01′、S00′が“0”の場合は、Nチャネルトランジ
スタTn21がオン状態となる。その結果、配線C1′に
は接地電圧GNDがインバータINVで反転されて出力
されるとともに、配線C0には電源電圧VDDが印加され
た状態が保持され、その電源電圧VDDがインバータIN
Vで反転されて出力されるため、ディジタルコード“1
0”が出力端N02及びN12に出力されたことに相当す
る。
【0100】初期設定終了後、第1の制御クロックφPR
E が“H”の期間において、第1の制御信号S01が
“1”、かつ、その他の制御信号S11、S01、S00が
“0”の場合、配線C0及びC1に接続されるNチャネ
ルトランジスタのうち、NチャネルトランジスタTn31
のみがオン状態となる。その結果、配線C0には電源電
圧VDDが印加された状態が保持され、配線C1には接地
電圧GNDが印加されるため、ディジタルコード“0
1”が出力端N01及びN11に出力されたことに相当す
る。
【0101】初期設定終了後、第2の制御クロックφPR
E ′が“H”の期間において、第2の制御信号S01′が
“1”、かつ、その他の第2の制御信号S11′、S1
0′、S00′が各々“0”の場合、配線C0′及びC
1′に接続されるNチャネルトランジスタのうち、Nチ
ャネルトランジスタTn30のみがオン状態となる。その
結果、配線C0′は接地電圧GNDがインバータINV
で反転されて出力されるとともに、配線C1′は電源電
圧VDDが印加された状態が保持されインバータINVで
反転されて出力されるため、ディジタルコード“01”
が出力端N02及びN12に出力されたことに相当する。
【0102】初期設定終了後、第1の制御クロックφPR
E が“H”の期間において、制御信号S00が“1”、か
つ、その他の制御信号S11、S10、S01が“0”の場合
は、配線C0及びC1に接続されるNチャネルトランジ
スタのうち、NチャネルトランジスタTn40およびTn
41が各々オン状態となる。その結果、配線C0およびC
1には各々接地電圧GNDが印加されるため、ディジタ
ルコード“00”が出力端N01及びN11に出力された
ことに相当する。
【0103】初期設定終了後、第2の制御クロックφPR
E ′が“H”の期間において、制御信号S00′が
“1”、かつ、その他の制御信号S11′、S10′、S0
1′が“0”の場合は、配線C0′及びC1′に接続さ
れるすべてのNチャネルトランジスタがオフ状態とな
る。その結果、配線C0′およびC1′は各々電源電圧
DDが印加された状態が保持されインバータINVで反
転されて出力されるため、ディジタルコード“00”が
出力端N02及びN12に出力されたことに相当する。
【0104】以上の動作において、図6に示した制御ク
ロックφPRE およびφPRE ′の“H”の期間THは、配
線C0およびC1、あるいは配線C0′およびC1′に
印加された接地電圧GNDが充分に安定した電位になる
までに必要な時間TS(図7参照)より短くすることは
できない。また、制御クロックφPRE およびφPRE ′の
“L”の期間TLは、配線C0およびC1、あるいは配
線C0′およびC1′に印加された電源電圧VDDが充分
に安定した電位になるまでに必要な時間TS′(図7参
照)より短くすることはできない。
【0105】そのため、配線C0およびC1から出力さ
れる信号である第1出力の周期T4は、TSとTS′を
足し合わせた時間よりも短くすることはできない。同様
に、配線C0′およびC1′から出力される信号である
第2出力の周期T5についても、TSとTS′を足し合
わせた時間よりも短くすることはできない。
【0106】以上の制約を踏まえ、第2の実施例のA/
D変換器は、以下のようにエンコード動作を行う。
【0107】第1の実施例と同様、第1及び第2の比較
回路11及び12(図1参照)から交互に得られる第1
及び第2のアナログ電圧比較結果に基づき、判定回路J
は第1の制御信号と第2の制御信号とを交互に出力す
る。
【0108】この際、第1の制御信号の周期と第2の制
御信号の出力周期を共に期間TTに設定し、かつ、第2
の制御信号の位相を第1の制御信号より(TT/2)期
間ずらす。 その結果、図6の(c) 及び(d) に示すよう
に、ノードN01及びN11に現れる第1(ディジタル)出
力と、ノードN02及びN12に現れる第2(ディジタル)
出力がそれぞれ(TT/2)周期ずれて出力される。
【0109】そして、スイッチSW0のノードN01,N
02間の切り換え周期を(TT/2)に設定し、第1出力
の後半(TT/2)期間中に、ノードN01にスイッチS
W0を接続し、第2出力の後半(TT/2)期間中に、
ノードN02にスイッチSW0を接続するように、制御ク
ロックφSWをスイッチSW0に付与する。同様に、スイ
ッチSW1のノードN11,N12間の切り換え周期を(T
T/2)に設定し、第1出力の後半(TT/2)期間中
に、ノードN11にスイッチSW1を接続し、第2出力の
後半(TT/2)期間中に、ノードN12にスイッチSW
1を接続するように、制御クロックφSWをスイッチSW
1に付与する。
【0110】すると、図6の(e) に示すように、エンコ
ード回路EN2の出力端N0 及びN1 から出力される信
号は、(TT/2)周期で、第1出力及び第2出力が交
互に現れる。
【0111】したがって、周期TTの間に、出力端N0
およびN1 から得られるディジタルデータは、第1出力
及び第2出力と、2つのディジタルデータが得られるこ
とになる。その結果、従来の2倍のA/D変換速度が得
られることになる。この際、第1出力及び第2出力の出
力端N0 及びN1 への出力期間は、(TT/2)と短縮
されるが、双方とも、論理信号が確実に現れる第1及び
第2出力の後半の(TT/2)期間が割当てられるた
め、全く支障はない。
【0112】そして、配線C0′及びC1′に接続され
るトランジスタは、従来、不要であったトランジスタを
有効利用することにより、新たに構成されるものは、配
線C0′及びC1′、PチャネルトランジスタTp1′
及びTp0′、インバータINV並びにスイッチSW0
及びSW1で済ますことができるため、従来に比べエン
コード回路の集積度が損なわれることもない。また、判
定回路JG2は、第1及び第2の制御信号を出力する構
成にしても、集積度はさ程損われない。
【0113】図8は、この発明の第3の実施例であるA
/D変換器に用いられる、判定回路およびエンコード回
路における従来の回路および素子の配置の他の一例を示
す構成図である。なお、図8で示したA/D変換器は2
ビットのディジタルコードを扱うA/D変換器に用いら
れる、判定回路およびエンコード回路の一例を示してい
る。同図に示すように、第3の実施例のA/D変換器
は、第2の実施例のA/D変換器のエンコード回路EN
2内のトランジスタ極性と全く逆のトランジスタ極性で
エンコード回路EN3を構成している。また、第3の実
施例のA/D変換器の全体構成は図1で示した第1の実
施例と同様であるため、説明は省略する。
【0114】すなわち、第1の反転制御信号バーS11は
エンコード回路EN3における要素回路ENC1内に配
置されたPチャネルトランジスタTp11およびTp10の
ゲートに印加される。第2の反転制御信号バーS10′は
エンコード回路EN3の要素回路ENC2内に配置され
たPチャネルトランジスタTp20のゲートに印加され、
第1の反転制御信号バーS10′はPチャネルトランジス
タTp21のゲートに印加される。第1の反転制御信号バ
ーS01はPチャネルトランジスタTp30のゲートに印加
され、第2の反転制御信号バーS01′はエンコード回路
EN3の要素回路JDG3内に配置されたPチャネルト
ランジスタTp31のゲートに印加される。第2の反転制
御信号S00′はエンコード回路EN3における要素回路
ENC4内に配置されたPチャネルトランジスタTp41
およびTn40のゲートに印加される。
【0115】また、判定回路JG2に対応しないエンコ
ード回路EN3内の領域に、4つのNチャネルトランジ
スタTn1,Tn0,Tn1′及びTn0′は別途配置
される。NチャネルトランジスタTn1のソース(S)
は接地電圧GNDに接続され、ドレイン(D)は配線C
1に接続され、ゲートには制御クロックφPRE ′が印加
され動作状態が制御される。NチャネルトランジスタT
n0のソースは接地電圧GNDに接続され、ドレインは
配線C0に接続され、ゲートには制御クロックφPRE ′
が印加され動作状態が制御される。Nチャネルトランジ
スタTn1′のソースは接地電圧GNDに接続され、ド
レインは配線C1′に接続され、ゲートには制御クロッ
クφPRE が印加され動作状態が制御される。Nチャネル
トランジスタTn0′のソースは接地電圧GNDに接続
され、ドレインは配線C0′に接続され、ゲートには制
御クロックφPRE ′が印加され動作状態が制御される。
【0116】PチャネルトランジスタTp10およびTp
11の各々のソースは電源電圧VDDに接続され、Pチャネ
ルトランジスタTp10のドレインは配線C0に接続さ
れ、PチャネルトランジスタTp11のドレインは配線C
1に接続される。
【0117】PチャネルトランジスタTp20およびTn
21の各々のソースは電源電圧VDDに接続され、Pチャネ
ルトランジスタTp20のドレインは配線C0′に接続さ
れ、PチャネルトランジスタTp21のドレインは配線C
1に接続される。
【0118】PチャネルトランジスタTp30およびTn
31のソースは電源電圧VDDに接続され、Pチャネルトラ
ンジスタTp30のドレインは配線C0に接続され、Pチ
ャネルトランジスタTp31のドレインは配線C1′に接
続される。
【0119】PチャネルトランジスタTp40およびTn
41の各々ソースは電源電圧VDDに接続され、Pチャネル
トランジスタTp40のドレインは配線C0′に接続さ
れ、PチャネルトランジスタTp41のドレインは配線C
1′に接続される。
【0120】なお、他の構成は第2の実施例のA/D変
換器と同様であるため、説明は省略する。また、A/D
変換器動作も、第2の実施例のA/D変換器と等価な動
作となるため、説明は省略する。
【0121】ただし、初期設定動作は以下の通りであ
る。制御クロックφPRE が“L”の期間にNチャネルト
ランジスタTn0およびTn1がオン状態となり、配線
C0およびC1には接地電圧GNDが印加される。同様
に、制御クロックφPRE ′が“L”の期間にNチャネル
トランジスタTn0′およびTn1′がオン状態とな
り、配線C0′およびC1′には接地電圧GNDが印加
される。つまり、初期設定として配線C0及びC1並び
に配線C0′及びC1′をすべてLレベルに放電され
る。
【0122】第3の実施例のA/D変換器は、第2の実
施例同様、従来の2倍のA/D変換速度が得られる。そ
して、配線C0′及びC1′に接続されるトランジスタ
は、従来、不要であったトランジスタを有効利用するこ
とにより、新たに構成されるものは、配線C0′及びC
1′、NチャネルトランジスタTn1′及びTn0′、
インバータINV並びにスイッチSW0及びSW1で済
ますことができるため、従来に比べ集積度が損なわれる
こともない。
【0123】なお、第1〜第3の実施例のA/D変換器
では、その主要構成として、アナログ電圧比較結果に基
づき、第1及び第2の制御信号を交互に順次出力する判
定回路と、第1の制御信号に基づき第1のディジタルコ
ードを出力する第1のエンコード部と第2の制御信号に
基づき第2のディジタルコードを出力する第2のエンコ
ード部とからなるエンコード回路と、第1及び第2のデ
ィジタルコードのうち一方のディジタルコードを出力デ
ィジタル信号をして選択的に出力するスイッチとを示し
た。
【0124】しかしながら、アナログ電圧比較結果に基
づき、第1〜第K(K≧3)の制御信号を所定の順序で
順次出力する判定回路と、第1〜第Kの制御信号それぞ
れにに基づき第1〜第Nのディジタルコードを出力する
エンコード回路と、第1〜第Kのディジタルコードのう
ち1つのディジタルコードを出力ディジタル信号をして
選択的に出力するスイッチとを主要構成としたA/D変
換器を設けることにより、A/D変換速度のより一層の
向上を図ることが可能である。
【0125】ただし、A/D変換器(特に、エンコード
回路)の集積度を損ねることなく、A/D変換速度の向
上を図るには、第1〜第3の実施例のA/D変換器の主
要構成が最も望ましい。
【0126】
【発明の効果】以上説明したように、この発明の請求項
1記載のA/D変換器における判定手段は、アナログ電
圧比較結果に基づき、第1の制御信号あるいは第2の制
御信号を交互に順次出力し、エンコード手段は、第1の
制御信号に基づき第1のディジタル信号を出力するとと
もに、第2の制御信号に基づき、第1のディジタル信号
と出力時間にズレがある第2のディジタル信号を出力す
る。
【0127】したがって、第1及び第2のディジタル信
号の出力時間を所定の時間以上に設定する必要があって
も、スイッチング手段により、出力時間にズレがある第
1及び第2のディジタル信号のいずれかを論理的に確定
する順に適宜選択することにより、出力ディジタル信号
を前記所定時間未満の期間内に1回の割合で出力するこ
とができるため、A/D変換速度の向上が図れる。
【0128】さらに、この発明の請求項2記載のA/D
変換器のエンコード手段における第2のエンコード部
は、判定手段の形成面積に対応して決定されるエンコー
ド領域内の空き領域に形成されるため、エンコード手段
の集積度が損なわれることもない。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の第1の実施例であるA/D変換器の
構成を示す説明図である。
【図2】第1の実施例のA/D変換器の判定回路及びエ
ンコード回路周辺を示す説明図である。
【図3】第1の実施例のA/D変換器の各種信号変化を
示すタイミング図である。
【図4】第1の実施例のA/D変換器の信号レベル遷移
時間を示す波形図である。
【図5】この発明の第2の実施例であるA/D変換器の
判定回路及びエンコード回路周辺を示す説明図である。
【図6】第2の実施例のA/D変換器の各種信号変化を
示すタイミング図である。
【図7】第2の実施例のA/D変換器の信号レベル遷移
時間を示す波形図である。
【図8】この発明の第3の実施例であるA/D変換器の
判定回路及びエンコード回路周辺を示す説明図である。
【図9】従来のA/D変換器の判定回路及びエンコード
回路周辺を示す説明図である。
【図10】図9で示したA/D変換器の制御信号変化を
示すタイミング図である。
【図11】図9で示したA/D変換器の信号レベル遷移
時間を示す波形図である。
【図12】従来のA/D変換器の他の判定回路及びエン
コード回路周辺を示す説明図である。
【図13】図12で示したA/D変換器の制御信号変化
を示すタイミング図である。
【図14】図12で示したA/D変換器の信号レベル遷
移時間を示す波形図である。
【符号の説明】
11,12 比較回路 21,22 参照電圧発生回路 JG 判定回路 JG1,JG2 判定回路 EN エンコード回路 EN1〜EN3 エンコード回路 C0,C1,C0′,C1′ 配線 Tnij(i=1〜4、j=0、1) Nチャネルトラン
ジスタ Tpij(i=1〜4、j=0、1) Pチャネルトラン
ジスタ Tp0、Tp1、Tp0′、Tp1′ Pチャネルトラ
ンジスタ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力アナログ電圧と参照電圧との比較結
    果であるアナログ電圧比較結果を順次付与するアナログ
    電圧比較手段と、 前記アナログ電圧比較結果を受け、該アナログ電圧比較
    結果に基づき、第1の制御信号あるいは第2の制御信号
    を交互に順次出力する判定手段と、 前記第1及び第2の制御信号を受け、該第1の制御信号
    に基づき第1のディジタル信号を出力するとともに、前
    記第2の制御信号に基づき、前記第1のディジタル信号
    と出力時間にズレがある第2のディジタル信号を出力す
    るエンコード手段と、 前記第1及び第2のディジタル信号を受け、前記第1及
    び第2のディジタル信号のうち一方のディジタル信号を
    選択し、出力ディジタル信号として出力するスイッチン
    グ手段とを備えたA/D変換器。
  2. 【請求項2】 前記エンコード手段は、 前記判定手段の形成面積に対応して決定されるエンコー
    ド領域内に形成され、前記第1の制御信号に基づき前記
    第1のディジタル信号を出力する第1のエンコード部
    と、前記エンコード領域内の空き領域に形成され、前記
    第2の制御信号に基づき前記第2のディジタル信号を出
    力する第2のエンコード部とを備える請求項1記載のA
    /D変換器。
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