JPH0677829A - A/d converter - Google Patents

A/d converter

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Publication number
JPH0677829A
JPH0677829A JP22718392A JP22718392A JPH0677829A JP H0677829 A JPH0677829 A JP H0677829A JP 22718392 A JP22718392 A JP 22718392A JP 22718392 A JP22718392 A JP 22718392A JP H0677829 A JPH0677829 A JP H0677829A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
switch
input
chopper type
comparison reference
comparators
Prior art date
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Pending
Application number
JP22718392A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masayuki Ueno
雅之 植野
Hiroshi Ogasawara
寛 小笠原
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JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Kawasaki Steel Corp filed Critical Kawasaki Steel Corp
Priority to JP22718392A priority Critical patent/JPH0677829A/en
Publication of JPH0677829A publication Critical patent/JPH0677829A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To reduce the number of chopper comparators used for the A/D converter acting like a 2-step flash type A/D converter. CONSTITUTION:A switch SWH receiving a comparison reference voltage VH in one-step for A/D conversion and switches SWL1-SWLn receiving comparison reference voltages VL1-VLn in 2-steps of A/D conversion are connected to an input of a chopper type comparator CP. Thus, the chopper type comparator CP is used for the comparison in one step of A/D conversion and for the comparison in two steps of A/D conversion and then the number of the comparators is reduced. Furthermore, the increase in the load by lot of switches with respect to the input is decreased at the input of an analog signal voltage VIN through the provision of the switch SWR.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【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
比較参照電圧のうち、電圧の異なる複数の比較参照電圧
それぞれと、入力されたアナログ信号電圧とを、複数の
チョッパ型コンパレータでなるコンパレータ群にて同時
比較するA/D(analog to digital )コンバータに係
り、特に、2ステップフラッシュ型として動作する、用
いられる前記チョッパ型コンパレータの個数を減少する
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 plurality of comparison reference voltages having different voltages among a plurality of comparison reference voltages obtained by dividing a reference voltage by using a ladder resistor in which a plurality of resistance elements are connected in series. The chopper-type comparator used, which relates to an A / D (analog to digital) converter that simultaneously compares the generated analog signal voltage with a comparator group composed of a plurality of chopper-type comparators, and particularly operates as a two-step flash type. The present invention relates to an A / D converter that can reduce the number of

【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】[0007]

【発明が達成しようとする課題】しかしながら、前述の
2ステップフラッシュ型A/Dコンバータにおいても、
通常のフラッシュ型A/Dコンバータに比べ、その個数
が減少されているとは言え、用いられるコンパレータの
個数が非常に多いという問題がある。例えば、8ビット
の2ステップフラッシュ型A/Dコンバータでは、合計
(24 +24 −2=30)個のコンパレータを必要とし
てしまう。
However, even in the above-mentioned two-step flash type A / D converter,
Although the number is smaller than that of a normal flash A / D converter, there is a problem that the number of comparators used is very large. For example, an 8-bit 2-step flash A / D converter requires a total of (2 4 +2 4 −2 = 30) comparators.

【0008】本発明は、前記従来の問題点を解決するべ
くなされたもので、2ステップフラッシュ型として動作
する、用いられるチョッパ型コンパレータの個数を減少
することができるA/Dコンバータを提供することを目
的とする。
The present invention has been made to solve the above conventional problems, and provides an A / D converter that operates as a two-step flash type and can reduce the number of chopper type comparators used. With the goal.

【0009】[0009]

【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
た多数の比較参照電圧のうち、電圧の異なる複数の比較
参照電圧それぞれと、入力されたアナログ信号電圧と
を、複数のチョッパ型コンパレータでなるコンパレータ
群にて同時比較する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、それぞれの前記チョッ
パ型コンパレータについて、その入力に、前記アナログ
信号電圧を入力するか、前記比較参照電圧を入力するか
択一的に切り替える、該チョッパ型コンパレータ毎に設
けられ、その入力に接続されたスイッチSWI及びスイ
ッチSWRと、それぞれの前記チョッパ型コンパレータ
について、その入力に接続された前記スイッチSWRの
接点に対向する該スイッチSWRの他方の接点への入力
として、前記比較参照電圧VHのいずれか1つを入力す
るか、前記抵抗素子群それぞれの中から1つの、多くと
も該抵抗素子群の個数と同じ数n の中から前記比較参照
電圧VLのいずれか1つを入力するか、これらの入力を
択一的に切り替える、該チョッパ型コンパレータ毎に設
けられたスイッチSWH及びスイッチSWL1〜SWL
n と、A/D変換動作として第1に行う、それぞれの前
記チョッパ型コンパレータについて、対応する前記スイ
ッチSWRのオフと、前記スイッチSWIのオンと、該
チョッパ型コンパレータそれぞれのリセットとによるア
ナログ信号電圧入力動作、及び、前記A/D変換動作と
して第2に行う、それぞれの前記チョッパ型コンパレー
タについて、対応する前記スイッチSWIのオフと、前
記スイッチSWRのオンと、前記スイッチSWHのオン
と、該チョッパ型コンパレータそれぞれの出力の検知と
による上位ビット変換動作、及び、前記A/D変換動作
として第3に行う、それぞれの前記チョッパ型コンパレ
ータについて、対応する前記スイッチSWIのオフと、
前記スイッチSWRのオンと、前記上位ビット変換動作
直後のそれぞれの前記チョッパ型コンパレータの出力結
果に従った前記スイッチSWL1〜SWLn のいずれか
1つのオンと、該チョッパ型コンパレータそれぞれの出
力の検知とによる下位ビット変換動作の、これらアナロ
グ信号電圧入力動作と、上位ビット変換動作と、下位ビ
ット変換動作とを制御する変換制御回路とを備えたこと
により、前記課題を達成したものである。
According to the present invention, among a plurality of comparison reference voltages obtained by dividing a reference voltage by using a ladder resistor in which a plurality of resistance elements are connected in series, a plurality of comparison reference voltages having different voltages are provided. In the A / D converter for simultaneously comparing the input analog signal voltage with a comparator group including a plurality of chopper type comparators, a plurality of resistor elements are connected in series to obtain a plurality of comparison reference voltages VL. Is further connected in series, and the ladder resistor is configured so as to obtain the comparison reference voltage VH from each of the series connection points of the resistance element groups, and the analog signal is input to the input of each of the chopper type comparators. It is provided for each of the chopper type comparators for selectively inputting a voltage or inputting the comparison reference voltage, and is provided to the input. For the connected switch SWI and switch SWR and each of the chopper type comparators, the comparison reference voltage VH is input as an input to the other contact of the switch SWR facing the contact of the switch SWR connected to its input. Either one of them is input, or one of the resistance element groups, or at least one of the comparison reference voltages VL from at most the same number n as the number of the resistance element groups is input, A switch SWH and switches SWL1 to SWL provided for each of the chopper type comparators for selectively switching these inputs.
n and an analog signal voltage by turning off the corresponding switch SWR, turning on the switch SWI, and resetting each of the chopper type comparators for each of the chopper type comparators that is first performed as an A / D conversion operation. For each of the chopper type comparators that are secondly performed as the input operation and the A / D conversion operation, the corresponding switch SWI is turned off, the switch SWR is turned on, the switch SWH is turned on, and the chopper is turned on. High-order bit conversion operation by detecting the output of each type comparator, and thirdly as the A / D conversion operation, for each of the chopper type comparators, the corresponding switch SWI is turned off,
By turning on the switch SWR, turning on any one of the switches SWL1 to SWLn according to the output result of each chopper type comparator immediately after the upper bit conversion operation, and detecting the output of each chopper type comparator. The above object is achieved by providing a conversion control circuit for controlling the analog signal voltage input operation, the upper bit conversion operation, and the lower bit conversion operation of the lower bit conversion operation.

【0010】[0010]

【作用】本発明は、前記2ステップフラッシュ型A/D
コンバータに着目し、上位ビットのA/D変換に用いら
れる複数のコンパレータと、下位ビットのA/D変換に
用いられる複数のコンパレータとが、同時に動作しない
点に着目して成されている。即ち、本発明は、このよう
な上位ビットのA/D変換を行う複数のコンパレータ
と、このような下位ビットのA/D変換を行う複数のコ
ンパレータとを共用する構成を見出して成されたもので
ある。
The present invention is based on the two-step flash type A / D.
Focusing on the converter, the plurality of comparators used for A / D conversion of upper bits and the plurality of comparators used for A / D conversion of lower bits do not operate at the same time. That is, the present invention has been made by finding a configuration in which a plurality of comparators that perform A / D conversion of such upper bits and a plurality of comparators that perform A / D conversion of such lower bits are shared. Is.

【0011】図1は、本発明の要旨を示す、用いられて
いるコンパレータの1つの周囲の回路を示す回路図であ
る。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a circuit around one of the comparators used, which is a feature of the present invention.

【0012】この図1において、チョッパ型コンパレー
タCPは、本発明のA/Dコンバータに用いることがで
きるものの1つである。該チョッパ型コンパレータCP
は、CMOSインバータCPa 及びCPb と、コンデン
サC1及びC2と、スイッチSWCa 及びSWCb とに
より構成されている。
In FIG. 1, the chopper type comparator CP is one that can be used in the A / D converter of the present invention. The chopper type comparator CP
Is composed of CMOS inverters CPa and CPb, capacitors C1 and C2, and switches SWCa and SWCb.

【0013】該チョッパ型コンパレータCPにおいて、
2つの電圧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CPの入力へと入力
し、前記スイッチSWCa 及び前記スイッチSWCb 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C1及び前記コ
ンデンサC2へと蓄えられる。この後、前記スイッチS
WCa 及び前記スイッチSWCb をいずれもオフとし
て、当該チョッパ型コンパレータCP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CP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。
In the chopper type comparator CP,
When comparing the magnitude relationship of two voltages, one of the voltages is first input to the input of the chopper type comparator CP, and both the switches SWCa and SWCb are turned on. As a result, electric charges corresponding to the voltage input at this time are stored in the capacitors C1 and C2. After this, the switch S
Both WCa and the switch SWCb are turned off, and the other voltage to be compared is input to the input of the chopper type comparator CP. At this time, the output of the chopper type comparator CP follows the sign of the difference between the two voltages to be compared.

【0014】この図1において、前記チョッパ型コンパ
レータCPの入力には、スイッチSWIとスイッチSW
Rとが接続されている。前記スイッチSWIには、A/
D変換対象となるアナログ信号電圧が入力される。一
方、前記スイッチSWRには、スイッチSWHと、スイ
ッチSWL1〜SWLn とが接続されている。これらス
イッチSWH及びスイッチSWL1〜SWLn それぞれ
には、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、互いに電圧の異なる比較参照電
圧がそれぞれ入力される。
In FIG. 1, the switch SWI and the switch SW are connected to the input of the chopper type comparator CP.
R and are connected. The switch SWI has A /
An analog signal voltage to be D-converted is input. On the other hand, a switch SWH and switches SWL1 to SWLn are connected to the switch SWR. To each of the switches SWH and the switches SWL1 to SWLn, comparison reference voltages having different voltages, which are obtained by dividing the reference voltage by using a ladder resistor in which a large number of resistance elements are connected in series, are input.

【0015】この図1に図示されない本発明に用いられ
るラダー抵抗は、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を得るようにしたものである。互いに
電圧の異なる複数の前記比較参照電圧VLは、例えばV
L1〜VLn となる。同様に、互いに電圧の異なる複数
の前記比較参照電圧VHは、例えばVH1〜VHn とな
る。本発明のA/Dコンバータにおいては、このような
構成のラダー抵抗に対して、前記図1に示される回路を
複数用いる。
The ladder resistor used in the present invention, which is not shown in FIG. 1, has a plurality of resistance elements connected in series, and a plurality of resistance element groups for obtaining a plurality of comparison reference voltages VL are further connected in series. The comparative reference voltage VH is obtained from each series connection point of the groups. The plurality of comparison reference voltages VL having different voltages are, for example, V
L1 to VLn. Similarly, the plurality of comparison reference voltages VH having different voltages are, for example, VH1 to VHn. In the A / D converter of the present invention, a plurality of circuits shown in FIG. 1 are used for the ladder resistance having such a configuration.

【0016】この図1において、A/D変換動作は、ま
ず1番目にアナログ信号電圧入力動作を行い、2番目に
上位ビット変換動作を行い、3番目に下位ビット変換動
作を順次行うというものである。
In FIG. 1, the A / D conversion operation is such that the analog signal voltage input operation is first performed, the upper bit conversion operation is performed second, and the lower bit conversion operation is performed third. is there.

【0017】前記アナログ信号電圧入力動作は、前記ス
イッチSWRをオフとし、前記スイッチSWIをオンと
することにより、前記アナログ信号電圧VINを前記チ
ョッパ型コンパレータCPへと入力する。この時、該ア
ナログ信号電圧入力動作では、該チョッパ型コンパレー
タCPのリセットを行う。即ち、この図1においては前
記スイッチSWCa 及びSWCb を共にオンとすること
により、前記アナログ信号電圧VINに対応する電荷
を、前記コンデンサC1及びC2へと蓄える。
In the analog signal voltage input operation, the switch SWR is turned off and the switch SWI is turned on to input the analog signal voltage VIN to the chopper type comparator CP. At this time, in the analog signal voltage input operation, the chopper type comparator CP is reset. That is, in FIG. 1, by turning on both the switches SWCa and SWCb, charges corresponding to the analog signal voltage VIN are stored in the capacitors C1 and C2.

【0018】次に、前記上位ビット変換動作は、前記ス
イッチSWIをオフとし、前記スイッチSWRをオンと
する。又、前記スイッチSWHをオンとすることによ
り、前記抵抗素子群相互の直列接続点のあるものの1つ
から得られる前記比較参照電圧VHが前記チョッパ型コ
ンパレータCPへと入力される。
Next, in the high-order bit conversion operation, the switch SWI is turned off and the switch SWR is turned on. Further, by turning on the switch SWH, the comparison reference voltage VH obtained from one of the resistance element groups having serial connection points is input to the chopper type comparator CP.

【0019】次に、前記下位ビット変換動作は、前記ス
イッチSWIをオフとし、前記スイッチSWRをオンと
し、前記スイッチSWHをオフとする。又、前記上位ビ
ット変換動作の結果に基づいて、前記スイッチSWL1
〜SWLn のいずれか1つがオンとなる。従って、本発
明によれば、従来の2ステップフラッシュ型A/Dコン
バータに比べ、用いられるコンパレータの個数をほぼ半
減することが可能である。
Next, in the lower bit conversion operation, the switch SWI is turned off, the switch SWR is turned on, and the switch SWH is turned off. Also, based on the result of the upper bit conversion operation, the switch SWL1
One of SWLn is turned on. Therefore, according to the present invention, it is possible to reduce the number of comparators used to almost half as compared with the conventional two-step flash A / D converter.

【0020】なお、本発明のA/Dコンバータにおい
て、前記図1に示される前記スイッチSWRを省略する
ことも考えられる。この場合、用いるスイッチの個数を
減少することができ、例えば集積度の向上などを図るこ
とができる。
In the A / D converter of the present invention, it is possible to omit the switch SWR shown in FIG. In this case, the number of switches used can be reduced, and, for example, the degree of integration can be improved.

【0021】しかしながら、該スイッチSWRを省く
と、該SWR取付位置が常時オンとなった状態となって
しまう。従って、前記アナログ信号電圧入力動作時に、
前記スイッチSWIがオンとなると、入力される前記ア
ナログ信号電圧VINの負荷として、前記スイッチSW
Hの分や前記スイッチSWL1〜SWLn の分が増加し
てしまう。このような負荷の増加は、これらスイッチS
WH及びスイッチSWL1〜SWLn やこれらに関する
配線の浮游容量などによるものであり、これらスイッチ
SWH及びスイッチSWL1〜SWLn が全てオフであ
ったとしても負荷が増加してしまう。
However, if the switch SWR is omitted, the SWR mounting position is always on. Therefore, at the time of the analog signal voltage input operation,
When the switch SWI is turned on, the switch SW is used as a load of the input analog signal voltage VIN.
The amount of H and the amount of the switches SWL1 to SWLn are increased. Such an increase in load is caused by these switches S
This is due to the floating capacitance of the WH and the switches SWL1 to SWLn and the wiring related to these, and even if all of these switches SWH and the switches SWL1 to SWLn are off, the load increases.

【0022】従って、このような負荷増加を避けるため
には、本発明の如く前記スイッチSWRを備えることが
有効である。前述のような前記アナログ信号電圧VIN
に対する負荷の増加は、該アナログ信号電圧VINに従
った前記コンデンサC1やC2への電荷の蓄積時間を延
長させてしまい、結果としてA/D変換全体の変換時間
が延長されてしまう。
Therefore, in order to avoid such an increase in load, it is effective to provide the switch SWR as in the present invention. The analog signal voltage VIN as described above
The increase of the load on the capacitor increases the time for accumulating charges in the capacitors C1 and C2 according to the analog signal voltage VIN, and as a result, the conversion time of the entire A / D conversion is extended.

【0023】[0023]

【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.

【0024】図2は、本発明が適用された4ビットA/
Dコンバータの構成を示すブロック図である。
FIG. 2 shows a 4-bit A / to which the present invention is applied.
It is a block diagram which shows the structure of a D converter.

【0025】この図2に示されるように、本実施例のA
/Dコンバータは、基準電圧電源10と、ラダー抵抗1
2と、スイッチネットワーク14と、スイッチネットワ
ーク16と、コンパレータ群22と、上位ビットレジス
タ24と、下位ビットレジスタ26とを備えている。
又、本実施例のA/Dコンバータは、前記アナログ信号
電圧入力動作と、前記上位ビット変換動作と、前記下位
ビット変換動作とを制御する、この図2には図示されな
い変換制御回路を備えている。
As shown in FIG. 2, A of the present embodiment
The / D converter includes a reference voltage power source 10 and a ladder resistor 1
2, a switch network 14, a switch network 16, a comparator group 22, an upper bit register 24, and a lower bit register 26.
Further, the A / D converter of this embodiment includes a conversion control circuit (not shown in FIG. 2) for controlling the analog signal voltage input operation, the upper bit conversion operation, and the lower bit conversion operation. There is.

【0026】前記基準電圧電源10は、基準電圧を発生
する定電圧電源である。該基準電圧電源10で発生され
た基準電圧は、直列接続された合計(24 =16)個の
前記ラダー抵抗12の抵抗素子の最端部に印加され、合
計15個の比較参照電圧VH1〜VH3、VL11〜V
L13、VL21〜VL23、VL31〜VL33、V
L41〜VL43へと分圧される。
The reference voltage power supply 10 is a constant voltage power supply that generates a reference voltage. The reference voltage generated by the reference voltage power supply 10 is applied to the extreme ends of the resistance elements of the total (2 4 = 16) of the ladder resistors 12 connected in series, and a total of 15 comparison reference voltages VH1 to VH1. VH3, VL11-V
L13, VL21 to VL23, VL31 to VL33, V
The voltage is divided into L41 to VL43.

【0027】前記ラダー抵抗12は、図3に示す如く、
合計16個の、抵抗値が互いに同一の抵抗素子R1〜R
16が直列接続されたものである。該ラダー抵抗12に
おいて、前記抵抗素子R1〜R4は第1の抵抗素子群と
なっており、前記抵抗素子R5〜R8は第2の抵抗素子
群となっており、前記抵抗素子R9〜R12は第3の抵
抗素子群となっており、前記抵抗素子R13〜R16は
第4の抵抗素子群となっている。即ち、該ラダー抵抗1
2においては、前記抵抗素子R1〜R16のうちの合計
4個ずつが直列接続されて合計4組の抵抗素子群を構成
しており、このような合計4組の抵抗素子群が更に直列
接続されているというものである。
The ladder resistor 12 is, as shown in FIG.
A total of 16 resistance elements R1 to R having the same resistance value
16 are connected in series. In the ladder resistor 12, the resistance elements R1 to R4 form a first resistance element group, the resistance elements R5 to R8 form a second resistance element group, and the resistance elements R9 to R12 form a first resistance element group. 3 is a resistance element group, and the resistance elements R13 to R16 are a fourth resistance element group. That is, the ladder resistor 1
2, a total of four resistance elements R1 to R16 are connected in series to form a total of four resistance element groups, and a total of four such resistance element groups are further connected in series. It is that.

【0028】又、該ラダー抵抗12において、前記第1
の抵抗素子群と前記第2の抵抗素子群との接続点(直列
接続点)からは、前記比較参照電圧VH1が得られてい
る。前記第2の抵抗素子群と前記第3の抵抗素子群との
接続点からは、前記比較参照電圧VH2が得られてい
る。前記第3の抵抗素子群と前記第4の抵抗素子群との
接続点からは、前記比較参照電圧VH3が得られてい
る。
In the ladder resistor 12, the first resistor
The comparison reference voltage VH1 is obtained from the connection point (series connection point) between the resistance element group and the second resistance element group. The comparison reference voltage VH2 is obtained from the connection point between the second resistance element group and the third resistance element group. The comparison reference voltage VH3 is obtained from the connection point between the third resistance element group and the fourth resistance element group.

【0029】又、前記第1の抵抗素子群において、直列
接続された合計4個の前記抵抗素子R1〜R4の各接続
点からは、それぞれ前記比較参照電圧VL11〜VL1
3が得られている。前記第2の抵抗素子群において、直
列接続された前記抵抗素子R5〜R8の合計3個の接続
点からは、それぞれ前記比較参照電圧VL21〜VL2
3が得られている。前記第3の抵抗素子群において、直
列接続された前記抵抗素子R9〜R12の合計3個の接
続点からは、それぞれ前記比較参照電圧VL31〜VL
33が得られている。前記第4の抵抗素子群において、
直列接続された前記抵抗素子R13〜R16の合計3個
の接続点からは、それぞれ前記比較参照電圧VL41〜
VL43が得られている。
In the first resistance element group, the comparison reference voltages VL11 to VL1 are respectively connected from respective connection points of the four resistance elements R1 to R4 connected in series.
3 has been obtained. In the second resistance element group, the comparison reference voltages VL21 to VL2 are respectively connected from a total of three connection points of the resistance elements R5 to R8 connected in series.
3 has been obtained. In the third resistance element group, the comparison reference voltages VL31 to VL are respectively connected from a total of three connection points of the resistance elements R9 to R12 connected in series.
33 have been obtained. In the fourth resistance element group,
From the total of three connection points of the resistance elements R13 to R16 connected in series, the comparison reference voltages VL41 to VL41 to
VL43 has been obtained.

【0030】前記図2において、前記スイッチネットワ
ーク14は、合計4個のスイッチSWI1〜SWI4
(以降、スイッチSWIn と総称する)と、合計4個の
スイッチSWR1〜SWR4(以降、スイッチSWRn
と総称する)とにより構成されている。
In FIG. 2, the switch network 14 includes a total of four switches SWI1 to SWI4.
(Hereinafter, collectively referred to as switch SWIn) and a total of four switches SWR1 to SWR4 (hereinafter, switch SWRn).
(Collectively referred to as)).

【0031】前記スイッチネットワーク16は、合計3
個のスイッチSWH1〜SWH3(以降、スイッチSW
Hn と総称する)と、合計3個のスイッチSWL11〜
SWL13(以降、スイッチSWL1n と総称する)
と、合計3個のスイッチSWL21〜SWL23(以
降、スイッチSWL2n と総称する)と、合計3個のス
イッチSWL31〜SWL33(以降、スイッチSWL
3n と総称する)と、合計3個のスイッチSWL41〜
SWL43(以降、スイッチSWL4n と総称する)と
により構成されている。
The switch network 16 has a total of 3
Individual switches SWH1 to SWH3 (hereinafter switch SW
Hn)) and a total of three switches SWL11 ...
SWL13 (hereinafter collectively referred to as switch SWL1n)
And a total of three switches SWL21 to SWL23 (hereinafter collectively referred to as switch SWL2n) and a total of three switches SWL31 to SWL33 (hereinafter switch SWL).
3n), and a total of three switches SWL41-
The switch SWL43 (hereinafter collectively referred to as switch SWL4n).

【0032】前記コンパレータ群22は、合計4個のチ
ョッパ型コンパレータCP1〜CP4(以降、CPn と
総称する)を有している。
The comparator group 22 has a total of four chopper type comparators CP1 to CP4 (hereinafter collectively referred to as CPn).

【0033】図4は、本実施例に用いられているチョッ
パ型コンパレータ周辺の回路図である。
FIG. 4 is a circuit diagram around the chopper type comparator used in this embodiment.

【0034】この図4においては、前記コンパレータ群
22中で合計3個備える前記チョッパ型コンパレータC
Pn 内部の回路、及び該チョッパ型コンパレータCPn
の入力側の接続が示されている。
In FIG. 4, the chopper type comparator C provided with a total of three in the comparator group 22.
Pn internal circuit and the chopper type comparator CPn
The connections on the input side of are shown.

【0035】この図4に示されるように、前記チョッパ
型コンパレータCPn は、前記図1に示される前述のチ
ョッパ型コンパレータCPと同一のものである。前記チ
ョッパ型コンパレータCPn は、CMOSインバータC
Pan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。
該チョッパ型コンパレータCPn は、前記アナログ信号
電圧VINの入力時には、前記スイッチSWCan及びS
WCbnを共にオンとし、該アナログ信号電圧VINの電
圧値に対応する電荷を、前記コンデンサC1n 及びC2
n に蓄える。又、該アナログ信号電圧VINの入力の
後、前記比較参照電圧VHn 、VL1n 、VL2n 、V
L3n 及びVL4n のいずれか1つを入力すると、これ
ら比較参照電圧のいずれか1つと前記アナログ信号電圧
VINとの差の値の正負に対応する出力を行う。
As shown in FIG. 4, the chopper type comparator CPn is the same as the aforementioned chopper type comparator CP shown in FIG. The chopper type comparator CPn is a CMOS inverter C
It is composed of Pan and CPbn, capacitors C1n and C2n, and switches SWCan and SWCbn.
The chopper type comparator CPn is configured to switch the switches SWCan and S when the analog signal voltage VIN is input.
Both WCbn are turned on, and charges corresponding to the voltage value of the analog signal voltage VIN are transferred to the capacitors C1n and C2.
Store in n. Further, after the input of the analog signal voltage VIN, the comparison reference voltages VHn, VL1n, VL2n, V
When any one of L3n and VL4n is input, an output corresponding to the positive or negative value of the difference between any one of these comparison reference voltages and the analog signal voltage VIN is performed.

【0036】この図4に示されるように、合計3個ある
それぞれの前記チョッパ型コンパレータCPn につい
て、その入力には、前記スイッチネットワーク14中の
前記スイッチSWIn が1つと、前記スイッチSWRn
が1つ接続されている。これらスイッチSWIn とスイ
ッチSWRn とは、共にオンとはならず、必ずどちらか
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CPn の入力に前
記アナログ信号電圧VINが入力される。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
CPn の入力に、前記比較参照電圧VHn 、VL1n 、
VL2n 、VL3n あるいはVL4n のうちのいずれか
1つが入力される。
As shown in FIG. 4, for each of the three chopper type comparators CPn in total, one switch SWIn in the switch network 14 and one switch SWRn are provided at the inputs thereof.
Are connected. Neither switch SWIn nor switch SWRn is turned on, and only one of them is always turned on. When the switch SWIn is turned on, the analog signal voltage VIN is input to the input of the chopper type comparator CPn. When the switch SWRn is turned on, the comparison reference voltages VHn and VL1n are input to the input of the chopper type comparator CPn.
Any one of VL2n, VL3n or VL4n is input.

【0037】合計3個の前記チョッパ型コンパレータC
Pn (CP1〜CP3)全てについて、前記アナログ信
号電圧入力動作時には、その前記スイッチSWIn (S
WI1〜SWI3)はいずれもオンとなる。一方、合計
3個の前記チョッパ型コンパレータCPn (CP1〜C
P3)全てについて、前記上位ビット変換動作時及び前
記下位ビット変換動作時のいずれのときにも、それぞれ
の前記スイッチSWRn (SWR1〜SWR3)はいず
れもオンとなる。
A total of three of the chopper type comparators C
For all Pn (CP1 to CP3), the switch SWIn (S
All of WI1 to SWI3) are turned on. On the other hand, a total of three of the chopper type comparators CPn (CP1 to CP1
For all P3), both of the switches SWRn (SWR1 to SWR3) are turned on during the high-order bit conversion operation and during the low-order bit conversion operation.

【0038】それぞれの前記チョッパ型コンパレータC
Pn (CP1〜CP3)について、その入力に接続され
た前記スイッチSWRn (SWR1〜SWR3)の接点
に対向する該スイッチSWRn の他方の接点へと、前記
スイッチSWHn 、SWL1n 、SWL2n 、SWL3
n 及びSWL4n が接続されている。前記スイッチSW
Hn は、前記比較参照電圧VHn をオン・オフする。前
記スイッチSWL1nは前記比較参照電圧VL1n をオ
ン・オフし、前記スイッチSWL2n は前記比較参照電
圧VL2n をオン・オフし、前記スイッチSWL3n は
前記比較参照電圧VL3n をオン・オフし、前記スイッ
チSWL4n は前記比較参照電圧VL4n をオン・オフ
する。
Each of the chopper type comparators C
Regarding Pn (CP1 to CP3), the switches SWHn, SWL1n, SWL2n and SWL3 are connected to the other contacts of the switch SWRn facing the contacts of the switches SWRn (SWR1 to SWR3) connected to their inputs.
n and SWL4n are connected. The switch SW
Hn turns on / off the comparison reference voltage VHn. The switch SWL1n turns on / off the comparison reference voltage VL1n, the switch SWL2n turns on / off the comparison reference voltage VL2n, the switch SWL3n turns on / off the comparison reference voltage VL3n, and the switch SWL4n turns on / off. The comparison reference voltage VL4n is turned on / off.

【0039】まず、第1の前記チョッパ型コンパレータ
CP1については、前記スイッチSWH1が設けられ、
前記第1の抵抗素子群と前記第2の抵抗素子群との接続
点から得られる前記比較参照電圧VH1が、該スイッチ
SWH1によりオン・オフされる。又、前記スイッチS
WL11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SW11にてオン・オ
フされる。前記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。前記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SWL41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VL4
1が、該スイッチSWL41にてオン・オフされる。
First, with respect to the first chopper type comparator CP1, the switch SWH1 is provided,
The comparison reference voltage VH1 obtained from the connection point between the first resistance element group and the second resistance element group is turned on / off by the switch SWH1. Also, the switch S
WL11 is provided, and the comparison reference voltage VL11 of the first resistance element group is turned on / off by the switch SW11. The SWL21 is provided, and the reference voltage VL21 obtained from the second resistance element group is turned on / off by the switch SWL21. The SWL31 is provided, and the comparison reference voltage VL31 obtained from the third resistance element group is turned on by the switch SWL31.
Turned off. The switch SWL41 is provided, and the comparison reference voltage VL4 obtained from the fourth resistance element group.
1 is turned on / off by the switch SWL41.

【0040】次に、第2の前記チョッパ型コンパレータ
CP2について、前記スイッチSWH2が設けられ、前
記第2の抵抗素子群と前記第3の抵抗素子群との接続点
から得られる前記比較参照電圧VH2が、該スイッチS
WH2によりオン・オフされる。前記スイッチSWL1
2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。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V
L22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SWL42が設けられ、前記第4の抵抗素子群から得
られる前記参照電圧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 CP2, the switch SWH2 is provided, and the comparison reference voltage VH2 obtained from the connection point between the second resistance element group and the third resistance element group. Is the switch S
It is turned on / off by WH2. The switch SWL1
2 is provided, and the comparison reference voltage VL12 obtained from the first resistance element group is turned on / off by the switch SWL12. The switch SWL22 is provided,
The comparative reference voltage V obtained from the second resistance element group
L22 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 SWL42 is provided, and the reference voltage VL42 obtained from the fourth resistance element group is supplied to the switch SWL42.
Is turned on and off.

【0041】次に、第3の前記チョッパ型コンパレータ
CP3について、前記スイッチSWH3が設けられ、前
記第3の抵抗素子群と前記第4の抵抗素子群との接続点
から得られる前記比較参照電圧VH3が、該スイッチS
WH3にてオン・オフされる。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VL
23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SWL33にてオン・オフされる。前記スイッチS
WL43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, with respect to the third chopper type comparator CP3, the switch SWH3 is provided, and the comparison reference voltage VH3 obtained from the connection point between the third resistance element group and the fourth resistance element group. Is the switch S
Turned on and off at WH3. 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 VL obtained from the second resistance element group.
23 is turned on / off by the switch SWL23.
The switch SWL33 is provided, and the comparison reference voltage VL33 obtained from the third resistance element group is turned on / off by the switch SWL33. The switch S
WL43 is provided, and the comparison reference voltage VL43 obtained from the fourth resistance element group is supplied to the switch SWL43.
Is turned on and off.

【0042】前記スイッチSWHn (SWH1〜SWH
3)、SWL1n (SWL11〜SWL13)、SWL
2n (SWL21〜SWL23)、SWL3n (SWL
31〜SWL33)及びSWL4n (SWL41〜SW
L43)の構成は、以上説明した通りで、前記ラダー抵
抗12に対してネットワーク状に構成されている。又、
前記スイッチネットワーク16は、このような構成にな
っている。
The switches SWHn (SWH1 to SWH
3), SWL1n (SWL11 to SWL13), SWL
2n (SWL21 to SWL23), SWL3n (SWL
31-SWL33) and SWL4n (SWL41-SW
The configuration of L43) is as described above, and is configured in a network with respect to the ladder resistor 12. or,
The switch network 16 has such a configuration.

【0043】このような構成の前記スイッチネットワー
ク16において、まず前記上位ビット変換動作時におい
ては、前記スイッチSWHn 全てがオンとなる。一方、
前記スイッチSWL1n 、SWL2n 、SWL3n 及び
SWL4n は、いずれも全てオフとなる。前記第1のチ
ョッパ型コンパレータCP1は、前記アナログ信号電圧
VINと、前記比較参照電圧VH1との比較を行う。前
記第2のチョッパ型コンパレータCP2は、前記比較参
照電圧VH2との比較を行う。前記第3のチョッパ型コ
ンパレータCP3は、前記比較参照電圧VH3との比較
を行う。これらのチョッパ型コンパレータCPn の比較
結果により、前記アナログ信号電圧VINの上位ビット
のA/D変換が行われる。又、該A/D変換結果は、前
記上位ビットレジスタ24へと出力される。
In the switch network 16 having such a configuration, first, all the switches SWHn are turned on during the high-order bit conversion operation. on the other hand,
The switches SWL1n, SWL2n, SWL3n and SWL4n are all turned off. The first chopper type comparator CP1 compares the analog signal voltage VIN with the comparison reference voltage VH1. The second chopper type comparator CP2 makes a comparison with the comparison reference voltage VH2. The third chopper type comparator CP3 compares with the comparison reference voltage VH3. A / D conversion of the upper bits of the analog signal voltage VIN is performed according to the comparison result of the chopper type comparator CPn. The A / D conversion result is output to the upper bit register 24.

【0044】次に、前記下位ビット変換動作時において
は、前記スイッチSWHn (SWH1〜SWH3)は全
てオフとなる。又、前記上位ビット変換動作の結果に基
づいて、前記スイッチSWL1n 、SWL2n 、SWL
3n 及びSWL4n のいずれか1つがオンとなる。この
関係は次の通りである。
Next, during the lower bit conversion operation, all the switches SWHn (SWH1 to SWH3) are turned off. The switches SWL1n, SWL2n, and SWL are based on the result of the upper bit conversion operation.
Any one of 3n and SWL4n is turned on. This relationship is as follows.

【0045】(1)前記アナログ信号電圧VINが、前
記上位ビット変換動作時に、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SWL11、SW
L12及びSWL13がオンとなり、他のスイッチはオ
フとなる。
(1) When the analog signal voltage VIN is equal to or lower than the comparison reference voltage VH1 during the high-order bit conversion operation: the switches SWL11 and SW
L12 and SWL13 are turned on, and other switches are turned off.

【0046】(2)前記アナログ信号電圧VIN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VH2よりも小さいとされた場合:前記スイッチ
SWL21、SWL22及びSWL23がオンとなり、
他のスイッチはオフとなる。
(2) When the analog signal voltage VIN is higher than the comparison reference voltage VH1 and lower than the comparison reference voltage VH2: The switches SWL21, SWL22 and SWL23 are turned on,
The other switches are off.

【0047】(3)前記アナログ信号電圧VIN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VH3以下であるとされた場合:前記スイッチS
WL31、SWL32及びSWL33がオンとなり、他
のスイッチはオフとなる。
(3) When the analog signal voltage VIN is higher than the comparison reference voltage VH2 and lower than or equal to the comparison reference voltage VH3: the switch S
WL31, SWL32, and SWL33 are turned on, and other switches are turned off.

【0048】(4)前記アナログ信号電圧VIN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 signal voltage VIN is higher than the comparison reference voltage VH3: The switches SWL41, SWL42 and SWL43 are turned on and the other switches are turned off.

【0049】該下位ビット変換動作時において、このよ
うに各スイッチがオン・オフされ、前記コンパレータ群
22が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CPn は前記アナログ信号電圧VINに
ついての比較を行い、その出力結果がA/D変換結果と
なる。又、該A/D変換結果は、前記下位ビットレジス
タ26へと出力される。
When the respective switches are turned on and off and the comparator group 22 is connected to the predetermined resistance element group in the lower bit conversion operation, all the comparators CPn are supplied with the analog signal voltage VIN. Are compared, and the output result is the A / D conversion result. The A / D conversion result is output to the lower bit register 26.

【0050】図5は、本実施例に用いられるビットレジ
スタの回路の回路図である。
FIG. 5 is a circuit diagram of a bit register circuit used in this embodiment.

【0051】この図5においては、前記上位ビットレジ
スタ24の回路、あるいは、前記下位ビットレジスタ2
6の回路の回路図が示されている。前記上位ビットレジ
スタ24は、エンコーダ30と、合計2個のフリップフ
ロップ32及び34と、デコーダ36とにより構成され
ている。又、前記下位ビットレジスタ26は、前記エン
コーダ30と、合計2個の前記フリップフロップ32及
び34とにより構成されている。該下位ビットレジスタ
26では、前記デコーダ36は用いない。
In FIG. 5, the circuit of the upper bit register 24 or the lower bit register 2 is used.
A circuit diagram of circuit 6 is shown. The high-order bit register 24 includes an encoder 30, two flip-flops 32 and 34 in total, and a decoder 36. The lower bit register 26 is composed of the encoder 30 and two flip-flops 32 and 34 in total. The decoder 36 is not used in the lower bit register 26.

【0052】前記エンコーダ30は、前記コンパレータ
群22中の前記コンパレータCPn(CP1〜CP3)
それぞれが出力する出力OUTn (OUT1〜OUT
3)を入力する。該エンコーダ30は、前記出力OUT
1〜OUT3全てがL状態のとき“0”の値、前記出力
OUT1のみがH状態のとき“1”の値、前記出力OU
T1及びOUT2の2つの値のみがH状態のとき“2”
の値、前記出力OUT1〜OUT3全てがH状態のとき
“3”の値という、これらの値に対応する2桁の2進数
を、合計2個の前記フリップフロップ32及び34へと
出力する。
The encoder 30 includes the comparators CPn (CP1 to CP3) in the comparator group 22.
Outputs OUTn (OUT1 to OUT)
Enter 3). The encoder 30 outputs the output OUT
A value of "0" when all 1 to OUT3 are in the L state, a value of "1" when only the output OUT1 is in the H state, the output OU
"2" when only two values of T1 and OUT2 are in H state
Value, and a two-digit binary number corresponding to these values, which is a value of "3" when all the outputs OUT1 to OUT3 are in the H state, are output to the two flip-flops 32 and 34 in total.

【0053】前記フリップフロップ32及び34は、前
記エンコーダ30が出力した2桁の2進数を記憶する。
又、これらフリップフロップ32及び34の出力は、こ
れが前記上位ビットレジスタ24のものである場合に
は、前記上位ビット出力DHとなり、これが前記下位ビ
ットレジスタ26のものである場合には、前記下位ビッ
ト出力DLとなる。
The flip-flops 32 and 34 store the 2-digit binary number output from the encoder 30.
The outputs of the flip-flops 32 and 34 are the high-order bit output DH when it is of the high-order bit register 24, and the low-order bit output when it is of the low-order bit register 26. It becomes the output DL.

【0054】前記デコーダ36は、前記上位ビットレジ
スタ24のみに備えられる。該デコーダ36は、前記ス
イッチSWL1n (SWL11〜SWL13)と、前記
スイッチSWL2n (SWL21〜SWL23)と、前
記スイッチSWL3n (SWL31〜SWL33)と、
前記スイッチSWL4n (SWL41〜SWL43)と
にそれぞれ対応する、合計4本の信号線を出力する。即
ち、該信号線のいずれか1つがH状態となると、これに
対応するスイッチがオン状態となる。
The decoder 36 is provided only in the upper bit register 24. The decoder 36 includes the switches SWL1n (SWL11 to SWL13), the switches SWL2n (SWL21 to SWL23), the switches SWL3n (SWL31 to SWL33), and
A total of four signal lines corresponding to the switches SWL4n (SWL41 to SWL43) are output. That is, when any one of the signal lines is in the H state, the corresponding switch is turned on.

【0055】図6は、本実施例の動作を示すタイムチャ
ートである。
FIG. 6 is a time chart showing the operation of this embodiment.

【0056】この図6において、A/D変換動作として
第1に行われる前記アナログ信号電圧入力動作は、時刻
t1 〜 t2 、時刻 t4 〜 t5 、時刻 t7 〜、の合計3回
行われる。又、該A/D変換動作として第2に行われる
前記上位ビット変換動作は、時刻 t2 〜 t3 、時刻 t5
〜 t6 との、合計2回である。該A/D変換動作として
第3に行う前記下位ビット変換動作は、時刻 t3 〜 t4
、 t6 〜 t7 との、合計2回である。
In FIG. 6, the analog signal voltage input operation performed first as the A / D conversion operation is
It is performed three times in total from t1 to t2, time t4 to t5, and time t7. The higher bit conversion operation performed second as the A / D conversion operation is time t2 to t3 and time t5.
~ T6, twice in total. The lower bit conversion operation thirdly performed as the A / D conversion operation is performed at times t3 to t4.
, T6 to t7, twice in total.

【0057】この図6のタイムチャートに示されるよう
に、第1番目に行われる前記アナログ信号電圧入力動作
時には、前記スイッチSWIn 及び前記スイッチSWC
an及び前記スイッSWCbnがオンとなり、且つ、前記ス
イッチSWRn 及び前記スイッチSWHn 及び前記スイ
ッチSWL1n 〜SWL4n がオフとなる。又、第2番
目に行われる前記上位ビット変換動作時には、前記スイ
ッチSWIn と前記スイッチSWCanと前記スイッチS
WCbnと前記スイッチSWL1n 〜SWL4nがオフと
なり、且つ、前記スイッチSWRn 及び前記スイッチS
WHn がオンとなる。第3番目の前記下位ビット変換動
作時には、前記スイッチSWRn がオンとなり、前記ス
イッチSWIn と前記スイッチSWCanと前記スイッチ
SWCbnと前記スイッチSWHn とがオフになる。又、
この下位ビット変換動作時には、前記スイッチSWL1
n 〜SWL4n のいずれか1つがオンとなる。
As shown in the time chart of FIG. 6, during the first analog signal voltage input operation, the switch SWIn and the switch SWC are operated.
An and the switch SWCbn are turned on, and the switch SWRn, the switch SWHn, and the switches SWL1n to SWL4n are turned off. Further, during the upper bit conversion operation performed second, the switch SWIn, the switch SWCan, and the switch S
WCbn and the switches SWL1n to SWL4n are turned off, and the switches SWRn and S
WHn turns on. During the third lower bit conversion operation, the switch SWRn is turned on, and the switch SWIn, the switch SWCan, the switch SWCbn, and the switch SWHn are turned off. or,
During this lower bit conversion operation, the switch SWL1
Any one of n to SWL4n is turned on.

【0058】以上説明した通り、本実施例によれば、合
計3個の前記チョッパ型コンパレータCP1〜CP3を
用いて、4ビットの2ステップフラッシュ型A/Dコン
バータを構成することができる。同じく4ビットについ
て、前述のフラッシュ型A/Dコンバータでは、合計1
5個のコンパレータを必要とした。又、前述の従来の2
ステップフラッシュ型A/Dコンバータでは、合計6個
のコンパレータを必要とした。本実施例によれば、これ
ら従来のA/Dコンバータに比べ、用いられるコンパレ
ータの個数を減少することができ、集積度の向上などを
図ることが可能である。
As described above, according to the present embodiment, a 4-bit 2-step flash A / D converter can be constructed using a total of three chopper type comparators CP1 to CP3. Similarly, with respect to 4 bits, the above-mentioned flash A / D converter has a total of 1
Requires 5 comparators. In addition, the above-mentioned conventional 2
The step flash type A / D converter required a total of 6 comparators. According to the present embodiment, the number of comparators used can be reduced as compared with these conventional A / D converters, and the degree of integration can be improved.

【0059】[0059]

【発明の効果】以上説明した通り、本発明によれば、2
ステップフラッシュ型として動作する、用いられるチョ
ッパ型コンパレータの個数を減少することができるA/
Dコンバータを提供す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, 2
It is possible to reduce the number of chopper type comparators used that operate as a step flash type.
An excellent effect that a D converter can be provided can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の要旨を示す本発明に用いるコンパレー
タの周囲の回路の回路図
FIG. 1 is a circuit diagram of a circuit around a comparator used in the present invention showing the gist of the present invention.

【図2】本発明の実施例のA/Dコンバータの構成を示
すブロック図
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of an A / D converter according to an embodiment of the present invention.

【図3】前記実施例に用いられるラダー抵抗の回路図FIG. 3 is a circuit diagram of a ladder resistor used in the above embodiment.

【図4】前記実施例に用いられるチョッパ型コンパレー
タの回路及びこの周辺の回路の回路図
FIG. 4 is a circuit diagram of a circuit of a chopper type comparator used in the above-mentioned embodiment and a circuit around this.

【図5】前記実施例に用いられる上位ビットレジスタあ
るいは下位ビットレジスタの回路図
FIG. 5 is a circuit diagram of an upper bit register or a lower bit register used in the above embodiment.

【図6】前記実施例の動作を示すタイムチャートFIG. 6 is a time chart showing the operation of the embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…基準電圧電源 12…ラダー抵抗 14、16…スイッチネットワーク 22…コンパレータ群 24…上位ビットレジスタ 26…下位ビットレジスタ 30…エンコーダ 32、34…フリップフロップ 36…デコーダ CP、CPn …チョッパ型コンパレータ CPa 、CPb 、CPan、CPbn…CMOSインバータ C1、C2、C1n 、C2n …コンデンサ R1〜R16…抵抗素子 10 ... Reference voltage power supply 12 ... Ladder resistance 14, 16 ... Switch network 22 ... Comparator group 24 ... Upper bit register 26 ... Lower bit register 30 ... Encoder 32, 34 ... Flip-flop 36 ... Decoder CP, CPn ... Chopper type comparator CPa, CPb, Cpan, CPbn ... CMOS inverters C1, C2, C1n, C2n ... Capacitors R1 to R16 ... Resistor elements

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】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のう
ち、電圧の異なる複数の比較参照電圧それぞれと、入力
されたアナログ信号電圧とを、複数のチョッパ型コンパ
レータでなるコンパレータ群にて同時比較する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、 それぞれの前記チョッパ型コンパレータについて、その
入力に、前記アナログ信号電圧を入力するか、前記比較
参照電圧を入力するか択一的に切り替える、該チョッパ
型コンパレータ毎に設けられ、その入力に接続されたス
イッチSWI及びスイッチSWRと、 それぞれの前記チョッパ型コンパレータについて、その
入力に接続された前記スイッチSWRの接点に対向する
該スイッチSWRの他方の接点への入力として、前記比
較参照電圧VHのいずれか1つを入力するか、前記抵抗
素子群それぞれの中から1つの、多くとも該抵抗素子群
の個数と同じ数n の中から前記比較参照電圧VLのいず
れか1つを入力するか、これらの入力を択一的に切り替
える、該チョッパ型コンパレータ毎に設けられたスイッ
チSWH及びスイッチSWL1〜SWLn と、 A/D変換動作として第1に行う、それぞれの前記チョ
ッパ型コンパレータについて、対応する前記スイッチS
WRのオフと、前記スイッチSWIのオンと、該チョッ
パ型コンパレータそれぞれのリセットとによるアナログ
信号電圧入力動作、 及び、前記A/D変換動作として第2に行う、それぞれ
の前記チョッパ型コンパレータについて、対応する前記
スイッチSWIのオフと、前記スイッチSWRのオン
と、前記スイッチSWHのオンと、該チョッパ型コンパ
レータそれぞれの出力の検知とによる上位ビット変換動
作、 及び、前記A/D変換動作として第3に行う、それぞれ
の前記チョッパ型コンパレータについて、対応する前記
スイッチSWIのオフと、前記スイッチSWRのオン
と、前記上位ビット変換動作直後のそれぞれの前記チョ
ッパ型コンパレータの出力結果に従った前記スイッチS
WL1〜SWLn のいずれか1つのオンと、該チョッパ
型コンパレータそれぞれの出力の検知とによる下位ビッ
ト変換動作の、これらアナログ信号電圧入力動作と、上
位ビット変換動作と、下位ビット変換動作とを制御する
変換制御回路とを備えたことを特徴とするA/Dコンバ
ータ。
1. A plurality of comparison reference voltages having different voltages among a plurality of comparison reference voltages obtained by dividing a reference voltage by using a ladder resistor in which a plurality of resistance elements are connected in series, and an input analog signal voltage. In an A / D converter that simultaneously compares a plurality of resistance elements in series in a comparator group composed of a plurality of chopper type comparators, a plurality of comparison reference voltages V
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.
The chopper type comparator, wherein the ladder resistor is configured so as to obtain, and for each of the chopper type comparators, the analog signal voltage is input to the input, or the comparison reference voltage is input to the chopper type comparator. A switch SWI and a switch SWR which are provided for each input and are connected to its input, and an input to the other contact of the switch SWR facing the contact of the switch SWR connected to its input for each of the chopper type comparators. Either one of the comparison reference voltages VH is input, or one of the resistance element groups is selected, and one of the comparison reference voltages VL is selected from the same number n at most as the number of the resistance element groups. One of the chopper type comparators, which inputs one of them or selectively switches between these inputs. Switch SWH and switches SWL1 to SWLn, and the corresponding switch S for each of the chopper type comparators that first performs the A / D conversion operation.
The analog signal voltage input operation by turning off WR, turning on the switch SWI, and resetting each of the chopper type comparators, and secondly performing the A / D conversion operation, each of the chopper type comparators, A high-order bit conversion operation by turning off the switch SWI, turning on the switch SWR, turning on the switch SWH, and detecting the output of each of the chopper type comparators, and thirdly as the A / D conversion operation. For each of the chopper type comparators, the switch SWI is turned off, the switch SWR is turned on, and the switch S according to the output result of each chopper type comparator immediately after the upper bit conversion operation.
Controls the analog signal voltage input operation, the upper bit conversion operation, and the lower bit conversion operation of the lower bit conversion operation by turning on any one of WL1 to SWLn and detecting the output of each of the chopper type comparators. An A / D converter comprising a conversion control circuit.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030035804A (en) * 2001-10-29 2003-05-09 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 Chopper type analog-to-digital converter

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