JPH066228A - アナログ−デジタルコンバータ - Google Patents

アナログ−デジタルコンバータ

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JPH066228A
JPH066228A JP18735892A JP18735892A JPH066228A JP H066228 A JPH066228 A JP H066228A JP 18735892 A JP18735892 A JP 18735892A JP 18735892 A JP18735892 A JP 18735892A JP H066228 A JPH066228 A JP H066228A
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Kosuke Nobuoka
幸助 信岡
Shinji Sakai
信二 堺
Tsutomu Sato
力 佐藤
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 電圧比較器のオフセットのばらつきによる変
換精度の劣化を低減すること。 【構成】 第1の基準電圧入力端子2にET、第2の基
準電圧入力端子3にEB(ET>EB)なる基準電圧が印
加されているものとすれば、電圧比較器5の一方の端子
には、(ET−EB)/256(以下、δEとする)刻み
の基準電圧が加わり、アナログ信号入力端子1に加わる
アナログ入力電圧がEB+8δE以上であるとき、電圧
比較器5−2の出力はHIGHとなる。前記電圧比較器
5−2のHIGH出力は、回路11に伝送される。この
とき、13の下位3ビット出力端子には、回路6からの
下位3ビット出力が接続される。また、前記アナログ入
力信号電圧がEB+8δEよりも低い場合、ブロック8
で下位3ビットが求められる。ブロック8は、比較すべ
き入力電圧が低いほど、電圧比較手段が電圧比較器を多
く有する構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、アナログ信号をデジタ
ル信号に変換するアナログ−デジタル(A/D)コンバ
ータに関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、アナログ信号をデジタル信号に変
換するA/Dコンバータには、いくつかの方式がある。
このうち、フラッシュタイプと呼ばれる方式のA/Dコ
ンバータは、変換速度に優れているため、ビデオ信号
等、高周波信号のA/D変換によく用いられている。図
3は、フラッシュタイプの8ビットA/Dコンバータの
従来例を示したブロック図である。同図において、31
はアナログ信号入力端子、32は第1の基準電圧入力端
子、33は第2の基準電圧入力端子、34は抵抗素子、
35は演算増幅器等で構成される電圧比較器、36は電
圧比較器35の出力に応じてデジタル信号を生成する回
路、37はデジタル信号出力端子である。この従来例で
は、抵抗素子34および電圧比較器35の数は、28
256個とする。
【0003】次に、従来のフラッシュタイプA/Dコン
バータの動作について説明する。
【0004】第1の基準電圧入力端子32にET,第2
の基準電圧入力端子33にEB(ET>EB なる基準電
圧が印加されているものとすれば、電圧比較器35の−
端子に加わる電圧は、下から順に(ET−EB)/256
ずつ256段階高くなる。電圧比較器35は、アナログ
信号入力端子31に加えられたアナログ信号電圧と、上
記256段階の基準電圧を比較し、アナログ電圧に応じ
てLOWまたはHIGH電圧を出力する。そして、上記電圧比
較器35の出力に基づき、回路36は、デジタル符号を
生成し、出力端子37に出力する。このように、フラッ
シュタイプのA/Dコンバータは、基準電圧入力端子に
加えられた基準電圧を上限、下限とし、その上限、下限
の間を256等分し、デジタル信号に変換する。このと
き、デジタル出力のビット数は8となる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記従来のフラッシュ
タイプA/Dコンバータでは、多数の抵抗素子、電圧比
較器を必要とするが、こうした抵抗素子の抵抗値、電圧
比較器の特性は一定ではなく、ばらつきがある。特に電
圧比較器には、通常、演算増幅器が用いられるが、演算
増幅器の出力を0Vとするための入力電圧は0Vではな
く、オフセットと呼ばれる誤差を有している。このオフ
セットがばらつくため、A/D変換したときの直線性、
すなわち変換精度が、他の方式と比べ劣るという問題点
がある。
【0006】本発明は、上記の問題点に鑑み、電圧比較
器のオフセットのばらつきによる変換精度の劣化を低減
することのできるA/Dコンバータを提供することを目
的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明のA/Dコンバータはアナログ信号入力端
子と、2つの基準電圧入力端子と前記2つの基準電圧入
力端子間に直列に接続された抵抗素子と、該複数の抵抗
素子間の電圧とアナログ信号レベルとを比較する複数の
電圧比較手段と、前記電圧比較手段の出力から、デジタ
ル信号を生成する回路を具備し、比較すべきアナログ入
力電圧と基準電圧が低いほど、電圧比較手段が電圧比較
器を多く有する構成とすることを特徴とするものであ
る。
【0008】
【作用】上記の構成を有することにより、電圧比較器の
オフセットのばらつき等による変換精度の劣化を低減す
ることができる。
【0009】
【実施例】図1に本発明の第1の実施例を示す。図1は
本発明の一実施例としてフラッシュタイプ8ビットA/
Dコンバータに適用したブロック図である。同図におい
て、1はアナログ信号入力端子、2は第1の基準電圧入
力端子、3は第2の基準電圧入力端子、4は抵抗素子、
5は演算増幅器等で構成される電圧比較器、6は電圧比
較器5の出力に基づき、8ビットのデジタル信号を生成
する回路、7は上位6ビットのデジタル信号出力端子、
8は下位3ビットを計算するブロックであり、その詳細
は図2に示す。9は図2の端子21に接続される端子、
10は図2の端子22に接続される端子、11は電圧比
較器5−2の出力に基づき、下位3ビット出力端子13
へ伝送するデジタル符号を、回路6またはブロック8の
いずれかの3ビット符号とする切換え回路、12は図2
の端子25に接続される端子、13は下位3ビットのデ
ジタル信号出力端子である。
【0010】図2は図1のブロック8の詳細図であり、
図2の21は、図1の端子9に接続される端子、22は
図1の端子10に接続される端子、23は抵抗素子、2
4は演算増幅器で構成される電圧比較器、25は図1の
端子11に接続される端子、26−1は図2において
で示され、かつa〜hの段に配置された8個の電圧比較
器の出力に基づき、3ビット符号を生成する第1の符号
変換器、26−2は同じくのa〜hの8個の電圧比較
器の出力に基づき、3ビット符号を生成する第2の符号
変換器、27−1は同じくのe〜hの4個の電圧比較
器の出力に基づき、2ビット符号を生成する第3の符号
変換器、27−2は同じくのe〜hの4個の電圧比較
器の出力に基づき、2ビット符号を生成する第4の符号
変換器、27−3は同じくのe〜hの4個の電圧比較
器の出力に基づき、2ビット符号を生成する第5の符号
変換器、27−4は同じくのe〜hの4個の電圧比較
器の出力に基づき、2ビット符号を生成する第6の符号
変換器、28−1は同じく〜のgの7個の電圧比較
器の出力の多数決をとる第1の多数決回路、28−2は
〜のhの7個の電圧比較器の出力の多数決をとる第
2の多数決回路、29は26−1と26−2の符号変換
器の出力する2つの3ビット符号の平均を計算する第1
の演算回路、40は27−1〜27−4の符号変換器の
出力する4つの2ビット符号の平均を計算する第2の演
算回路、41は28−1と28−2の多数決回路の出力
に基づき1ビット符号を生成する第7の符号変換器、4
2はのd及びのdの2つの電圧比較器の出力の論理
積を求める第1の論理回路、43は〜のfの4つの
電圧比較器の出力の論理積を求める第2の論理回路、4
4は第1の論理回路42の出力に基づき、出力を切り替
える第1のスイッチ回路、45は第2の論理回路43の
出力に基づき、出力を切り替える第2のスイッチ回路、
46は3ビットのデジタル出力端子である。
【0011】次に、本発明の動作について説明する。第
1の基準電圧入力端子2にET,第2の基準電圧入力端
子3にEB(ET>EB)なる基準電圧が印加されている
ものとすれば、図1に示す、各電圧比較器5の一方の端
子には、(ET−EB)/256(以下、δEとする)刻
みの基準電圧が加わる。このとき、図1の端子9の電圧
は、EB+8δEとなる。従って、アナログ信号入力端
子1に加わるアナログ信号電圧が、EB+8δE以上で
ある場合、電圧比較器5−2の出力はHIGHとなる。前記
電圧比較器5−2のHIGH出力は、回路11に伝達され
る。このとき、下位3ビット出力端子13には回路6か
らの3ビット符号が出力される。
【0012】前記アナログ入力信号電圧がEB+8δE
より低い場合、電圧比較器5−2の出力はLOWとなり、
このとき回路11は、下位3ビット出力端子13に、ブ
ロック8からの3ビット符号を出力する。このときのデ
ジタル出力は、下位3ビットは本発明により求めたもの
となる。
【0013】ここで、上記の下位3ビットの変換手段に
ついて、図2により詳細に説明する。図2に示す本発明
の第1の実施例では、まず、のa〜h及びのa〜h
それぞれ8個の電圧比較器の出力から、符号変換器26
−1及び26−2において2つの3ビット符号が求めら
れ、のe〜h、のe〜h、のe〜h、のe〜h
それぞれ4個の電圧比較器の出力から、符号変換器27
−1、27−2、27−3、27−4において4つの2
ビット符号が求められ、〜のg及び〜のhの電
圧比較器の出力それぞれの多数決が、多数決回路28−
1及び28−2で求められる。さらに、演算回路29に
おいて、前記2つの3ビット符号の平均が求められ、演
算回路40において前記4つの2ビット符号の平均が求
められ、符号変換器11において多数決回路出力28−
1及び28−2に基づく1ビット符号が求められる。
【0014】ここで、入力アナログ信号電圧がEB+8
δEより低く、EB+4δE以上であり、〜のfの
電圧比較器出力はHIGH、のd及びのdの電圧比較器
出力もHIGHとなる場合、論理回路42及び43の出力が
いずれもHIGHとなる。このとき、スイッチ回路44及び
45は、図中aで示す側の入力を出力46に接続する。
よって、この場合は16のデジタル出力端子には、の
a〜h及びのa〜hそれぞれ8個の電圧比較器の出力
から求めた3ビット符号が出力される。
【0015】次に、入力アナログ信号電圧がEB+4δ
Eより低く、EB+2δE以上であり、〜のfの電
圧比較器出力がHIGH、のd及びのdの電圧比較器出
力いずれかLOWとなる場合、論理回路42の出力はLOW、
論理回路43の出力はHIGHとなる。このとき、スイッチ
回路44はb側を出力に接続し、スイッチ回路45はa
側を出力に接続する。このため、デジタル出力端子46
の下位2ビットには、のe〜h、のe〜h、のe
〜h、のe〜hそれぞれ4個の電圧比較器の出力から
求めた2ビット符号が出力され、最上位ビットには演算
回路29からの最上位ビット(0出力となる)が出力さ
れる。
【0016】最後に、入力アナログ信号電圧がEB+2
δEより低く、〜のfの電圧比較器出力、のd及
びのdの電圧比較器出力いずれもLOWとなる場合、4
2及び43の論理回路の出力はLOWとなる。このとき、
スイッチ回路44及び45はb側を出力に接続する。こ
のため、46のデジタル出力の最下位ビットには〜
のg及び〜のhの電圧比較器の出力それぞれの多数
決により求められた1ビット符号が出力され、第2ビッ
トには、のe〜h、のe〜h、のe〜h、のe
〜hそれぞれ4個の電圧比較器の出力から求めた2ビッ
ト符号のうちの上1ビットが出力され、最上位ビットに
は29の演算回路からの最上位ビット(いずれも0出力
となる)が出力される。
【0017】
【発明の効果】以上説明したとおり、本発明によれば、
比較すべきアナログ入力電圧と基準電圧が低い程、各電
圧比較手段が多くの電圧比較器を有するので、電圧比較
器のオフセットのばらつきによる変換精度の劣化を低減
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例としてフラッシュタイプ8ビ
ットA/Dコンバータに適用したブロック図である。
【図2】図1の下位2ビットのデジタル信号を生成する
ブロック8の詳細図である。
【図3】フラッシュタイプの8ビットA/Dコンバータ
の従来例を示したブロック図である。
【符号の説明】
1 アナログ信号入力端子 2 第1の基準電圧入力端子 3 第2の基準電圧入力端子 4 抵抗素子 5 電圧比較器 6 上位5ビットのデジタル符号を生成する回路 7 上位5ビットのデジタル信号出力端子 8 下位3ビットおよび桁落ちビットを計算するブロッ
ク 9 図2の21の端子に接続される端子 10 図2の22の端子に接続される端子 11 図2の25の端子に接続される端子 12 下位3ビットのデジタル信号出力端子 13 2ビットの桁落ちを出力する端子

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アナログ信号入力端子と、2つの基準電
    圧入力端子と、前記2つの基準電圧入力端子間に直列に
    接続された複数個の抵抗素子と、該複数個の抵抗素子間
    の電圧とアナログ信号レベルとを比較する複数の電圧比
    較手段と、前記複数の電圧比較手段の出力から、デジタ
    ル信号を生成する回路を具備するアナログ−デジタルコ
    ンバータにおいて、前記電圧比較手段は、比較すべきア
    ナログ入力電圧と基準電圧が低いほど、電圧比較器を多
    く有する構成となることを特徴とするアナログ−デジタ
    ルコンバ−タ。
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