JPH07115368A - A/d converting method - Google Patents

A/d converting method

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JPH07115368A
JPH07115368A JP5280633A JP28063393A JPH07115368A JP H07115368 A JPH07115368 A JP H07115368A JP 5280633 A JP5280633 A JP 5280633A JP 28063393 A JP28063393 A JP 28063393A JP H07115368 A JPH07115368 A JP H07115368A
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reference level
input analog
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Takao Morishita
隆雄 森下
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Abstract

PURPOSE:To widen an adjacent interval of a reference level by subtracting an input analog signal level from the reference level being the nearest to the input analog signal level, and determining an LSB of a digital value from the polarity of its difference. CONSTITUTION:An input analog signal is converted to a digital signal of (n) bits. That is, reference levels 'a'-'(2<n>-1)a' being the nearest to an input analog signal level are selected, and from its nearest reference level, the corresponding digital values '00...0001'-'11...1111' are determined by regarding its LSB as unknown, a difference obtained by subtracting the input analog signal level from the nearest reference level is detected, and from the polarity of its difference, the LSB of the digital value is determined. In this case, it is desirable that the LSB of the digital value is set as '1', and to '0', when the input analog signal level exceeds the nearest reference level, and is under the latter, respectively.

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、アナログ信号をデジタ
ル信号に変換するA/D変換方法に係り、特にリファレ
ンスレベル(比較基準値)間隔を広くしながら分解能を
高くできるようにしたA/D変換方法に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an A / D conversion method for converting an analog signal into a digital signal, and in particular, an A / D capable of increasing a resolution while widening a reference level (comparison reference value) interval. It relates to a conversion method.

【0002】[0002]

【従来の技術】図8を参照して、A/D変換を実現する
ための従来のnビット全並列型A/D変換方法を説明す
る。図8の縦軸の「0」〜「2n- 1 a」は間隔を「a」
としたリファレンスレベル、横軸の「00・・・000
0」〜「11・・・1111」は各リファレンスレベル
に対応するnビットのデジタル値である。
2. Description of the Related Art A conventional n-bit full parallel A / D conversion method for realizing A / D conversion will be described with reference to FIG. “0” to “2 n- 1 a” on the vertical axis of FIG. 8 indicates an interval of “a”.
And the reference level, "00 ... 000" on the horizontal axis
"0" to "11 ... 1111" are n-bit digital values corresponding to each reference level.

【0003】入力されるアナログ信号レベルが、この2
n- 1 個のリファレンスレベルによって比較される。比較
結果は、アナログ信号レベルがリファレンスレベルより
下位にあるものと上位にあるものとで異なる結果とな
る。すなわち、求めるデジタル値は、この比較結果が反
転するまさにその下位の比較器リファレンスレベルであ
り、このリファレンスレベルに対応するデジタル値とな
る。
The analog signal level input is 2
Compared by n- 1 reference levels. The comparison result is different depending on whether the analog signal level is lower or higher than the reference level. That is, the digital value to be obtained is the comparator reference level immediately below which this comparison result is inverted, and is the digital value corresponding to this reference level.

【0004】例えば、入力アナログ信号電圧VINが、3
a≦VIN<4aのレベルであれば、A/D変換されたデ
ジタル値は「00・・・0011」であるが、2a≦V
IN<3aであれば、「00・・・0010」である。
For example, when the input analog signal voltage V IN is 3
If the level is a ≦ V IN <4a, the A / D converted digital value is “00 ... 0011”, but 2a ≦ V
If IN <3a, it is "00 ... 0010".

【0005】図9にnビットの全並列型A/D変換器の
ブロック図を示す。1はアナログ電圧入力端子、2は基
準電圧VREF の入力端子、3はリファレンス電圧を得る
ための値がR又はR/2の電圧分割用抵抗群、4は2n-
1 個のラッチ付き比較器群、5は2n- 1 個のアンドゲー
ト群、6はエンコーダ、7はnビットのデジタル出力端
子群、8はオーバフロー出力端子である。
FIG. 9 shows a block diagram of an n-bit fully parallel A / D converter. Reference numeral 1 is an analog voltage input terminal, 2 is an input terminal for a reference voltage V REF , 3 is a voltage dividing resistor group having a value of R or R / 2 for obtaining a reference voltage, and 4 is 2 n−
One latched comparator group, 5 2 n- 1 AND gate groups, 6 encoders, 7 n-bit digital output terminal groups, and 8 overflow output terminals.

【0006】この図9に示すnビット全並列型A/D変
換器では、入力端子1に入力されたアナログ電圧が、2
n- 1 個の比較器群4において各リファレンス電圧と比較
され、2n- 1 個のアンドゲート群5を通り、入力電圧に
対する比較レベルが選択され、最後にエンコーダ6で符
号化される。
In the n-bit fully parallel A / D converter shown in FIG. 9, the analog voltage input to the input terminal 1 is 2
It is compared with each reference voltage in n− 1 comparator groups 4, passes through 2 n− 1 AND gate groups 5, a comparison level with respect to the input voltage is selected, and finally encoded by an encoder 6.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このn
ビット全並列型A/D変換方法は、高分解能になるほど
リファレンスレベルの隣接間隔が狭まり、回路素子の性
能上クリテカルな読取精度が要求されるという問題があ
った。
However, this n
The full-bit parallel A / D conversion method has a problem that the higher the resolution is, the narrower the adjacent intervals of the reference levels are, and the critical reading accuracy is required in terms of the performance of the circuit element.

【0008】本発明の目的は、従来と同程度の分解能が
要求される場合であっても、レファレンスレベルの隣接
間隔を従来よりも広くすることができ、上記したような
問題を解決したA/D変換方法を提供することである。
The object of the present invention is to solve the above problem by making it possible to make the adjacent intervals of the reference level wider than the conventional one, even when the resolution similar to the conventional one is required. It is to provide a D conversion method.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明の目的は、入力ア
ナログ信号をnビットのデジタル信号に変換するnビッ
ト全並列型A/D変換方法において、入力アナログ信号
レベルに最も近いリファレンスレベルを選択して、その
最も近いリファレンスレベルから対応するデジタル値を
LSBを未知として決め、該最も近いリファレンスレベ
ルから上記入力アナログ信号レベルを差し引いた差分を
検出し、その差分の極性から上記デジタル値のLSBを
決めることを特徴とするA/D変換方法によって達成さ
れる。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to select a reference level closest to an input analog signal level in an n-bit fully parallel A / D conversion method for converting an input analog signal into an n-bit digital signal. Then, the corresponding digital value from the closest reference level is determined as LSB unknown, the difference obtained by subtracting the input analog signal level from the closest reference level is detected, and the LSB of the digital value is determined from the polarity of the difference. This is achieved by an A / D conversion method characterized by deciding.

【0010】このとき、上記入力アナログ信号レベルが
上記最も近いリファレンスレベル以上のとき上記デジタ
ル値のLSBを「1」とし、未満のとき「0」とするこ
とことが好ましい。
At this time, it is preferable that the LSB of the digital value is "1" when the input analog signal level is equal to or higher than the closest reference level and "0" when it is less than the closest reference level.

【0011】また本発明の目的は、入力アナログ信号を
nビットのデジタル信号に変換するnビット全並列型A
/D変換方法において、LSBレベルをaとすると、リ
ファレンスレベルをa、3a、5a、・・・・・、(2
n −1)aとして、入力アナログ信号と該リファンレス
レベルとで減算を行い、該減算結果を絶体値化し、該絶
体値化結果のうちの最小レベル値を得る上記リファレン
スレベルから、該リファレンスレベルに対応し且つLS
Bを除くnビットデジタル値を決め、上記絶体値化結果
のうちの上記最小レベル値から上記LSBレベルを減算
した結果の極性に応じて上記nビットデジタル値のLS
Bを1又は0に決定することを特徴とするA/D変換方
法によっても達成される。
Another object of the present invention is an n-bit fully parallel type A for converting an input analog signal into an n-bit digital signal.
In the / D conversion method, if the LSB level is a, the reference levels are a, 3a, 5a ,.
n −1) As a, subtraction is performed between the input analog signal and the refanless level, the subtraction result is converted into an absolute value, and the minimum level value of the absolute value is obtained from the reference level, Corresponding to the reference level and LS
An n-bit digital value other than B is determined, and the LS of the n-bit digital value is determined according to the polarity of the result obtained by subtracting the LSB level from the minimum level value of the absolute value conversion result.
It is also achieved by an A / D conversion method characterized by determining B to 1 or 0.

【0012】このとき、上記入力アナログ信号を電圧信
号とし、該電圧信号を電流信号に変換し、該変換した電
流信号を上記各リファレンスレベルに応じた電流信号と
減算して該減算結果得られる余剰電流信号と不足電流信
号を電圧の高レベル又は低レベルの2値信号に変換し、
上記減算結果の絶体値を上記LSBに応じた電流信号と
減算して該減算結果得られる余剰電流信号と不足電流信
号を電圧の高レベル又は低レベルの2値信号に変換し、
前者の2値信号変換値と後者の2値信号変換値を符号化
することにより、上記入力アナログ信号に応じたnビッ
トのデジタル値を得ることが好ましい。
At this time, the input analog signal is used as a voltage signal, the voltage signal is converted into a current signal, the converted current signal is subtracted from the current signal corresponding to each of the reference levels, and a surplus obtained as a result of the subtraction is obtained. Converts the current signal and undercurrent signal into a high-level or low-level binary signal of voltage,
The absolute value of the subtraction result is subtracted from the current signal corresponding to the LSB, and the surplus current signal and the undercurrent signal obtained as a result of the subtraction are converted into a high-level or low-level binary signal of voltage,
It is preferable to obtain an n-bit digital value corresponding to the input analog signal by encoding the former binary signal conversion value and the latter binary signal conversion value.

【0013】[0013]

【実施例】以下、本発明のnビット全並列A/D変換方
法について説明する。図1はそのA/D変換方法の説明
図である。図1の縦軸の「a」〜「(2n −1)a」は
リファレンスレベル、横軸の「00・・・0001」〜
「11・・・1111」はその各々のリファレンスレベ
ルに対応するnビットのデジタル値である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The n-bit fully parallel A / D conversion method of the present invention will be described below. FIG. 1 is an explanatory diagram of the A / D conversion method. In FIG. 1, “a” to “(2 n −1) a” on the vertical axis are reference levels and “00 ... 0001” on the horizontal axis.
“11 ... 1111” is an n-bit digital value corresponding to each reference level.

【0014】リファレンスレベルは、「a」、「3
a」、「5a」、「7a」、・・・・・・・、「(2n
−1)a」のように、「a」を越えるレベルについては
図8に示したものと比べてその隣接レベル間隔が2倍と
なっている。つまり、「a」の奇数倍をリファレンスレ
ベルとして、そのレベル間隔を2aとしている。
The reference levels are "a" and "3".
a ”,“ 5a ”,“ 7a ”, ...,“ (2 n
For levels exceeding "a" such as "-1) a", the adjacent level intervals are doubled as compared with those shown in FIG. That is, an odd multiple of "a" is used as the reference level, and the level interval is 2a.

【0015】次に処理方法について説明する。例えば、
図2の(a)に示すように、「00・・・0111」の
nビットのデジタル結果を持つことを期待されるレベル
[具体的には、レファレンスレベル「7a」と「8a」
(ただし、この「8a」なるリファレンスレベルは無
い。)との中間のレベル]のアナログ信号Aが入力され
た場合を考える。
Next, the processing method will be described. For example,
As shown in (a) of FIG. 2, levels expected to have an n-bit digital result of "00 ... 0111" [specifically, reference levels "7a" and "8a"].
(However, there is no reference level such as "8a".) Consider a case where an analog signal A of an intermediate level] is input.

【0016】まず、アナログ信号Aを、個々のリファレ
ンスレベル「a」〜「(2n −1)a」によって減算す
る。この結果、図2の(b)に示すように、アナログ信
号Aのレベルより小さいリファレンスレベルの側では正
の減算結果が、またアナログ信号Aのレベルより大きい
リファレンスレベル側では負の減算結果が得られ、これ
らの減算結果はリファレンスレベルの数だけ得られる。
なお、この図2の(a)〜(d)の縦軸はレベル、横軸
はデジルタ値区分を示す。
First, the analog signal A is subtracted by the individual reference levels "a" to "(2 n -1) a". As a result, as shown in FIG. 2B, a positive subtraction result is obtained on the reference level side smaller than the analog signal A level, and a negative subtraction result is obtained on the reference level side larger than the analog signal A level. These subtraction results are obtained by the number of reference levels.
2A to 2D, the vertical axis represents level and the horizontal axis represents digital value classification.

【0017】次に、この各々の減算結果を絶体値化(こ
こでは負のレベルを正のレベルに変換)して図2の
(c)に示すような結果を得る。そしてこの後に、個々
の絶体値化結果からLSBのレベル(図2では「a」)
を減算した結果を図2の(d)のように得る。
Next, the respective subtraction results are converted into absolute values (here, the negative level is converted into the positive level) to obtain the result as shown in FIG. 2 (c). Then, after this, the LSB level (“a” in FIG. 2) is calculated based on the results of individual excellence.
The result of subtracting is obtained as shown in FIG.

【0018】なお、上記のように絶体値化を行うので、
その前段階では、アナログ信号Aを個々のリファレンス
レベルによって減算する外に、これと逆に、個々のリフ
ァレンスレベルをアナログ信号Aによって減算しても同
様の結果が得られる。
Since the absolute value conversion is performed as described above,
In the previous stage, the same result can be obtained by subtracting each reference level by the analog signal A, in addition to subtracting the analog signal A by each reference level.

【0019】以上から最小のレベルの減算結果が決定さ
れ、この最小のレベルの減算結果は(最小のレベルがa
よりも小さいとき)常に負の値を持つ。ここで、この最
小のレベルが得られたリファレンスレベルに相当するデ
ジタル値は、上記した「00・・・0111」である
が、ここではLSBを未知として「00・・・011
?」とする。
From the above, the subtraction result of the minimum level is determined, and the subtraction result of this minimum level is (the minimum level is a
Less than) always has a negative value. Here, the digital value corresponding to the reference level from which this minimum level is obtained is "00 ... 0111" described above, but here, the LSB is unknown and "00 ... 011".
? ".

【0020】次に、このLSBについては、絶対値化す
る前の減算結果の最小レベルが正のときは「1」、負の
ときは「0」と決定する。正のときは入力アナログ信号
のレベルがその入力アナロク信号のレベルに最も近いリ
ファレンスレベルよりも大きいときであり、負のときは
小さいときである。この例では正であるから「1」であ
り、以上から、結局デジタル値は「00・・・011
1」となる。
Next, this LSB is determined to be "1" when the minimum level of the subtraction result before being made an absolute value is positive, and "0" when it is negative. Positive means that the level of the input analog signal is higher than the reference level closest to the level of the input analog signal, and negative means that the level is low. In this example, since it is positive, it is “1”. From the above, the digital value is “00 ... 011” after all.
1 ”.

【0021】このように入力アナログ信号Aのレベルに
最も近いリファレンスレベル「7a」がまず決定され、
そのリファレンスレベル「7a」に対応するデジタル値
が「00・・・011?」として決められる。そして、
その入力アナログ信号Aのレベルがそのリファレンスレ
ベル「7a]以上のときは、当該リファレンスレベル
「7a」に対応するデジタル値「00・・・0111」
となるが、リファレンスレベル「7a]未満のときは、
デジタル値「00・・・0110」となる。
In this way, the reference level "7a" closest to the level of the input analog signal A is first determined,
The digital value corresponding to the reference level "7a" is determined as "00 ... 011?". And
When the level of the input analog signal A is equal to or higher than the reference level “7a”, the digital value “00 ... 0111” corresponding to the reference level “7a”.
However, when the reference level is less than “7a”,
The digital value becomes "00 ... 0110".

【0022】なお、入力アナログ信号のレベルが上下隣
接する2個のリファレンスレベルの中間レベルと一致す
るとき、つまり最も近いリファレンスレベルが2個ある
ときは、上位側のリファレンスレベルに対しては「a」
だけ小さく、下位側のリファレンスレベルに対しては
「a」だけ大きくなり、このときは上位側、下位側のい
ずれのリファレンスレベルに属するかを決めなければな
らないが、これについは予め決定しておく。
When the level of the input analog signal coincides with the intermediate level between two vertically adjacent reference levels, that is, when there are two closest reference levels, "a" is given to the upper reference level. "
However, the reference level on the lower side becomes larger by “a”. At this time, it is necessary to decide which one of the reference levels on the upper side and the lower side belongs to, but this is decided in advance. .

【0023】そして、上記の場合、例えば上位側のリフ
ァレンスレベルに属すると予め決定したときは、当該上
位側リファレンスレベルに対応するデジタル値のLSB
を「0」とする。なお、逆に下位側のリファレンスレベ
ルに属すると予め決定したときは、当該下位側リファレ
ンスレベルに対応するデジタル値のLSBを「1」とす
る。
In the above case, for example, when it is determined in advance that it belongs to the higher reference level, the LSB of the digital value corresponding to the higher reference level is determined.
Is set to "0". On the contrary, when it is determined in advance that the digital value belongs to the lower reference level, the LSB of the digital value corresponding to the lower reference level is set to "1".

【0024】以上のように、本発明では、絶体値化処理
の次にLSBに対応するレベルの減算処理を行うことに
よって、入力アナログ信号のレベルがリファレンスレベ
ルの隣接レベル間隔(2a)の中間の上領域にあるか下
領域にあるか丁度中間部分にあるかを判別する。この結
果、本発明では、リファレンスレベルの間隔を従来の2
倍としながらも、分解能は従来と同等になる。
As described above, in the present invention, the level of the input analog signal is intermediate between the adjacent level intervals (2a) of the reference level by performing the subtraction process of the level corresponding to the LSB after the absolute value conversion process. It is determined whether it is in the upper area, the lower area, or just the middle portion of. As a result, in the present invention, the reference level interval is set to the conventional 2
The resolution will be the same as the conventional one, even though it is doubled.

【0025】なお、入力アナログ信号がリファレンスレ
ベルのフルスケール以上であるときは、常に当該フルス
ケールのリファレンスレベルのデジタル値を出力させ、
入力アナログ信号がリファレンスレベルの零レベル以下
であるときは常に当該零のリファレンスレベルのデジタ
ル値を出力させる。
When the input analog signal is at or above the reference level full scale, the digital value of the reference level at the full scale is always output,
Whenever the input analog signal is below the reference level of zero, the digital value of the reference level of zero is output.

【0026】図3と図4は上記したA/D変換方法を実
施するための具体的回路を示す図である。ここでは、3
ビットの全並列型A/D変換器を示す。図3は入力アナ
ログ信号を複数のリファレンスレベルで比較し上記した
減算処理を行うアナログ処理部11を示し、図4は符号
化を行うデジタル処理部12を示す。図3の出力信号X
1〜X4、Y1〜Y4が図4の入力信号となる。
FIG. 3 and FIG. 4 are diagrams showing a concrete circuit for implementing the above A / D conversion method. Here, 3
1 illustrates a fully parallel A / D converter of bits. FIG. 3 shows an analog processing unit 11 that compares input analog signals at a plurality of reference levels and performs the above-described subtraction processing, and FIG. 4 shows a digital processing unit 12 that performs encoding. Output signal X of FIG.
1 to X4 and Y1 to Y4 are the input signals in FIG.

【0027】図3のアナログ処理部11において、13
はアナログ信号電圧が入力する入力端子、14〜17は
そのアナログ信号電圧を電流信号に変換するV/I変換
器、18〜21は減算・絶体値化処理器、22〜25は
LSBレベル「a」の奇数倍、つまり「a」、「3
a」、「5a」、「7a」に順次レベル設定されるリフ
ァレンス電流源、26〜29は減算用信号としてのLS
Bレベル「a」の電流源、30は減算制限器である。
In the analog processing section 11 of FIG.
Is an input terminal to which an analog signal voltage is input, 14 to 17 are V / I converters that convert the analog signal voltage into current signals, 18 to 21 are subtraction / absolute value conversion processors, and 22 to 25 are LSB levels. odd multiple of "a", that is, "a", "3"
Reference current sources whose levels are sequentially set to "a", "5a", and "7a", and 26 to 29 are LS as subtraction signals.
A current source of B level "a", 30 is a subtraction limiter.

【0028】さて、これを動作させるには、まず入力ア
ナログ信号電圧VINが、フルスケール時に「0」、零時
に「2n a=8a」の値となる電流レベルIINへ、各V
/I変換器14〜17でリニアに変換する。
[0028] Now, in order for this to work, first the input analog signal voltage V IN is "0" during a full scale, to "2 n a = 8a" values become current level I IN of the midnight, the V
The / I converters 14 to 17 perform linear conversion.

【0029】この結果、V/I変換器14〜17の出力
電流からリファレンス電流源22〜25の電流「a」、
「3a」、「5a」、「7a」を減算した結果の電流
が、余剰電流又は不足電流として、減算・絶体値化処理
器18〜21から吐き出(push)され又はそこに吸い込
(pull)まれる。
As a result, from the output currents of the V / I converters 14-17, the current "a" of the reference current sources 22-25,
The current resulting from subtraction of “3a”, “5a”, and “7a” is pushed or sucked from the subtraction / absolute value processor 18 to 21 as a surplus current or an undercurrent. pull)

【0030】このとき、不足電流として吐き出されたと
きは、その減算・絶体値化処理器18〜21の入力端子
18a〜21aの電圧は低レベルとなり、余剰電流とし
て吸い込まれたときは高レベルとなり、この電圧が図4
のデジタル部12にデータX1〜X4として入力する。
At this time, when the current is discharged as an undercurrent, the voltage at the input terminals 18a to 21a of the subtraction / absolute value processing units 18 to 21 becomes a low level, and when it is absorbed as an excess current, it becomes a high level. And this voltage is
The data X1 to X4 are input to the digital unit 12 of.

【0031】また、この減算・絶体値化処理器18〜2
1の各出力端子18b〜21bには上記余剰電流、不足
電流が絶体値化されて吸込電流として出力される。そし
て、この吸込電流とそこに接続されているLSBレベル
「a」の電流源26〜29との減算結果としての吐き出
し電流、吸込電流が、減算制限器30に入力しそこにお
いて各々低レベル電圧、高レベル電圧に変換され、信号
Y1〜Y4として図4のデジタル部12に入力する。
Further, the subtraction / absolute value conversion processors 18-2
The surplus current and the shortage current are converted into absolute values and output as suction currents to the output terminals 18b to 21b of No. 1. Then, the sink current and the sink current as a result of subtraction between the sink current and the current sources 26 to 29 of the LSB level “a” connected thereto are input to the subtraction limiter 30 and low level voltages are respectively supplied thereto. It is converted into a high level voltage and is input to the digital section 12 of FIG. 4 as signals Y1 to Y4.

【0032】この図4のデジタル部12は、バッファ3
1〜38、インバータ39〜44、オアゲート45〜4
7、ノアゲート48〜59からなる。そして、ノアゲー
ト57〜59の出力端子に得られるデジタル値d1〜d
3は、信号X1〜X4、Y1〜Y4に応じて、図5に示
す真理値となる。
The digital section 12 shown in FIG.
1-38, inverters 39-44, or gates 45-4
7 and NOR gates 48 to 59. The digital values d1 to d obtained at the output terminals of the NOR gates 57 to 59
3 becomes the truth value shown in FIG. 5 according to the signals X1 to X4 and Y1 to Y4.

【0033】図6は上記した図3の減算・絶体値化処理
器18の具体的な回路を示す図である。なお、他の減算
・絶体値化処理器19〜21もこれと全く同様の構成で
ある。この処理器18は、吸込電流信号によりオンする
ダイオードD1、吐き出し電流信号によりオンするダイ
オードD2、電流源18c、18d、カレントミラー接
続トランジスタQ1〜Q4、カレントミラー接続トラン
ジスタQ5〜Q8、カレントミラー接続トランジスタQ
9〜Q12からなる。
FIG. 6 is a diagram showing a specific circuit of the subtraction / absolute value processor 18 shown in FIG. The other subtraction / absolute value conversion processors 19 to 21 have exactly the same configuration. The processor 18 includes a diode D1 which is turned on by a suction current signal, a diode D2 which is turned on by a discharge current signal, current sources 18c and 18d, current mirror connection transistors Q1 to Q4, current mirror connection transistors Q5 to Q8, current mirror connection transistors. Q
9 to Q12.

【0034】この処理器18では、電流源18c、18
dの電流を同一の「Io」の値に設定する。入力端子1
8aに電流の入出力がないときは、すべてのトランジス
タQ1〜Q12に電流「Io」が流れ、出力端子18で
の電流の入出力はない。また、入力端子18aはハイイ
ンピーダンスとなる。
In this processor 18, the current sources 18c, 18
Set the current of d to the same "Io" value. Input terminal 1
When there is no current input / output to 8a, the current “Io” flows through all the transistors Q1 to Q12, and no current is input / output at the output terminal 18. Further, the input terminal 18a has a high impedance.

【0035】入力端子18aから電流「Ia」を吸い込
むときは、ダイオードD1がオン、D2がオフして、ト
ランジスタQ9〜Q12のコレクタ電流が「Ia+I
o」となり、出力端子18bから電流「Ia」が吸い込
まれる。このとき、入力端子18aの電圧V1 8 a1は、ダ
イオードD1の順方向電圧をVF1、トランジスタQ10
のベース・エミッタ間電圧をVBEQ1 0 、Q11のベース
・エミッタ間電圧をVBE Q1 1 とすると、 V1 8 a1=3VBE となる(但し、VBE=VF1=VBEQ1 0 =VBEQ1 1 )。
When the current "Ia" is drawn from the input terminal 18a, the diode D1 is turned on and the diode D2 is turned off so that the collector currents of the transistors Q9 to Q12 are "Ia + I".
"o" and the current "Ia" is absorbed from the output terminal 18b. At this time, the voltage V 1 8 a1 of the input terminal 18a is the forward voltage of the diode D1 V F1, the transistor Q10
When the base-emitter voltage of the base-emitter voltage of V BEQ1 0, Q11 and V BE Q1 1, the V 1 8 a1 = 3V BE (where, V BE = V F1 = V BEQ1 0 = V BEQ1 1 ).

【0036】入力端子18aから電流「Ib」を吐き出
すときは、ダイオードD1がオフ、D2がオンして、ト
ランジスタQ5〜Q12のコレクタ電流が「Ib+I
o」となり、出力端子18bから電流Ibが上記と同様
に吸い込まれる。このようにして絶体値化処理が行われ
る。このとき、入力端子18aの電圧V1 8 a2は、ダイオ
ードD2の順方向電圧をVF2、トランジスタQ5のベー
ス・エミッタ間電圧をVBEQ5、Q8のベース・エミッタ
間電圧をVBEQ8とすると、 V1 8 a2=VREF −3VBE となる(但し、VBE=VF2=VBEQ5=VBE 8 )。
When the current "Ib" is discharged from the input terminal 18a, the diode D1 is turned off and D2 is turned on, and the collector currents of the transistors Q5 to Q12 are "Ib + I".
Then, the current Ib is absorbed from the output terminal 18b in the same manner as above. In this way, the absolute value conversion process is performed. At this time, the voltage V 1 8 a2 input terminal 18a is the forward voltage V F2 of the diode D2, the base-emitter voltage of the transistor Q5 to the base-emitter voltage of V BEQ5, Q8 and V BEQ8, V 1 8 a2 = V REF -3V BE (however, V BE = V F2 = V BEQ5 = V BE 8 ).

【0037】入力端子18aの電圧V1 8 a1とV1 8 a2を比
較してみると、VREF を適宜設定することより、V1 8 a1
>V1 8 a2となるので、入力端子18aでの電流吸込時に
高レベル電圧が、吐き出し時に低レベル電圧が得られ
る。
[0037] Comparing the voltage V 1 8 a1 and V 1 8 a2 input terminal 18a, than by setting the V REF appropriate, V 1 8 a1
Because> the V 1 8 a2, high level voltage during current sink at the input terminal 18a is, low-level voltage is obtained at the time of discharging.

【0038】図7は図3の減算制限器30の単位回路の
具体的回路を示す図である。減算制限器30は、この図
7に示す単位回路を4個並列接続して構成される。この
単位回路は、入力トランジスタQ13、Q14、ダイオ
ード接続トランジスタQ15〜Q18、ダイオードD3
からなる。
FIG. 7 is a diagram showing a specific circuit of the unit circuit of the subtraction limiter 30 shown in FIG. The subtraction limiter 30 is configured by connecting four unit circuits shown in FIG. 7 in parallel. This unit circuit includes input transistors Q13 and Q14, diode-connected transistors Q15 to Q18, and a diode D3.
Consists of.

【0039】この単位回路では、入力端子30aから電
流を吸い込むときは、トランジスタQ14、Q17、Q
18のベース・エミッタ間電圧をVBEQ1 4 、VBEQ1 7
BE Q1 8 とすると、その入力端子30aの電圧V
3 0 a1が、 V3 0 a1=3VBE となる(但し、VBE=VBEQ1 4 =VBEQ1 7 =V
BEQ1 8 )。
In this unit circuit, when the current is absorbed from the input terminal 30a, the transistors Q14, Q17, Q
18 base-emitter voltages are V BEQ1 4 , V BEQ1 7 ,
If V BE Q1 8 then the voltage V at the input terminal 30a
3 0 a1 becomes a V 3 0 a1 = 3V BE (However, V BE = V BEQ1 4 = V BEQ1 7 = V
BEQ1 8 ).

【0040】また、入力端子30aから電流を吐き出す
ときは、トランジスタQ13、Q15、Q16ベース・
エミッタ間電圧をVBEQ1 3 、VBEQ1 5 、VBEQ1 6 とする
と、その入力端子30aの電圧V3 0 a2が、 V3 0 a2=VREF −3VBE となる(但し、VBE=VBEQ1 3 =VBEQ1 5 =V
BEQ1 6 )。
When the current is discharged from the input terminal 30a, the bases of the transistors Q13, Q15, Q16 are
To-emitter voltage V BEQ1 3, V BEQ1 5, V BEQ1 6 to the voltage V 3 0 a2 of the input terminal 30a becomes a V 3 0 a2 = V REF -3V BE ( where, V BE = V BEQ1 3 = V BEQ1 5 = V
BEQ1 6 ).

【0041】よって、電源電圧VCCを適宜設定すること
により、電圧V3 0 a1>V3 0 a2を得ることができ、電流吸
込のとき高レベル、吐き出しのとき低レベルの論理レベ
ルを得ることができる。
[0041] Thus, by setting the power supply voltage V CC as appropriate, it is possible to obtain a voltage V 3 0 a1> V 3 0 a2, high level when current sink, to obtain a low-level logic level when the discharging You can

【0042】[0042]

【発明の効果】以上から本発明によれば、リファレンス
レベル間隔を従来の2倍にすることができるので、比較
器の数が少なくて済む。従来のLSBレベルの等間隔で
リファレンスレベルを設定する場合の比較器の数2n
1個に比較して2(n-1) 個と少なくなる。例えば、n=
4ビットのときは、従来では15個の比較器が必要であ
るところが本発明では8個の比較器で済む。
As described above, according to the present invention, the reference level interval can be doubled as compared with the conventional one, so that the number of comparators can be reduced. Number of comparators when setting reference levels at equal intervals of conventional LSB level 2 n
The number is 2 (n-1) less than one. For example, n =
In the case of 4 bits, in the conventional case, 15 comparators are required, but in the present invention, 8 comparators are required.

【0043】また、このように従来のリファレンスレベ
ルの2倍の間隔でそのリファレンスレベルを設定して
も、分解能は従来と同等のものを保持できる。
Further, even if the reference level is set at an interval twice as large as that of the conventional reference level, the resolution can be maintained at the same level as the conventional resolution.

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

【図1】 本発明のnビット全並列型A/D変換方法の
変換説明図である。
FIG. 1 is a conversion explanatory diagram of an n-bit fully parallel A / D conversion method of the present invention.

【図2】 本発明のnビット全並列型A/D変換方法の
処理の説明図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram of a process of an n-bit fully parallel A / D conversion method of the present invention.

【図3】 本発明の一実施例の3ビット全並列型A/D
変換回路のアナログ処理部の回路図である。
FIG. 3 is a 3-bit fully parallel A / D according to an embodiment of the present invention.
It is a circuit diagram of an analog processing unit of the conversion circuit.

【図4】 本発明の一実施例の3ビット全並列型A/D
変換回路のデジタル処理部の回路図である。
FIG. 4 is a 3-bit fully parallel A / D according to an embodiment of the present invention.
It is a circuit diagram of a digital processing unit of the conversion circuit.

【図5】 図4のデジタル処理部の真理値の説明図であ
る。
5 is an explanatory diagram of a truth value of the digital processing unit in FIG.

【図6】 図3の回路内の減算・絶体値化処理器18の
具体的回路図である。
6 is a specific circuit diagram of the subtraction / absolute value processor 18 in the circuit of FIG.

【図7】 図3の回路内の減算制限器30の単位回路の
具体的回路図である。
7 is a specific circuit diagram of a unit circuit of the subtraction limiter 30 in the circuit of FIG.

【図8】 従来のnビット全並列型A/D変換方法の変
換説明図である。
FIG. 8 is a conversion explanatory diagram of a conventional n-bit fully parallel A / D conversion method.

【図9】 従来のnビット全並列型A/D変換器のブロ
ック図である。
FIG. 9 is a block diagram of a conventional n-bit fully parallel A / D converter.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11:アナログ処理部、12:デジタル処理部、13:
入力端子、14〜17:V/I変換器、18〜21:減
算・絶対値化処理器、22〜25:リファレンス電流
源、26〜29:LSB電流源、30:減算制限器、3
1〜38:バッファ、39〜44:インバータ、45〜
47:オアゲート、48〜59:ノアゲート。
11: analog processing unit, 12: digital processing unit, 13:
Input terminal, 14 to 17: V / I converter, 18 to 21: subtraction / absolute value conversion processor, 22 to 25: reference current source, 26 to 29: LSB current source, 30: subtraction limiter, 3
1-38: Buffer, 39-44: Inverter, 45-
47: OR gate, 48-59: NOR gate.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】入力アナログ信号をnビットのデジタル信
号に変換するnビット全並列型A/D変換方法におい
て、 入力アナログ信号レベルに最も近いリファレンスレベル
を選択して、その最も近いリファレンスレベルから対応
するデジタル値をLSBを除いて決め、該最も近いリフ
ァレンスレベルから上記入力アナログ信号レベルを差し
引いた差分を検出し、その差分の極性から上記デジタル
値のLSBを決めることを特徴とするA/D変換方法。
1. In an n-bit fully parallel A / D conversion method for converting an input analog signal into an n-bit digital signal, a reference level closest to the input analog signal level is selected, and the reference level closest to the reference level is selected. A / D conversion, wherein a digital value to be set is determined excluding the LSB, a difference obtained by subtracting the input analog signal level from the closest reference level is detected, and the LSB of the digital value is determined from the polarity of the difference. Method.
【請求項2】上記入力アナログ信号レベルが上記最も近
いリファレンスレベル以上のとき上記デジタル値のLS
Bを「1」とし、未満のとき「0」とすることを特徴と
する請求項1に記載のA/D変換方法。
2. The LS of the digital value when the input analog signal level is equal to or higher than the closest reference level.
The A / D conversion method according to claim 1, wherein B is "1", and when it is less than "0".
【請求項3】入力アナログ信号をnビットのデジタル信
号に変換するnビット全並列型A/D変換方法におい
て、 LSBレベルをaとすると、リファレンスレベルをa、
3a、5a、・・・・・・、(2n −1)aとして、入
力アナログ信号と該リファンレスレベルとで減算を行
い、 該減算結果を絶体値化し、 該絶体値化結果のうちの最小レベル値を得る上記リファ
レンスレベルから、該リファレンスレベルに対応し且つ
LSBを除くnビットデジタル値を決め、 上記絶体値化結果のうちの上記最小レベル値から上記L
SBレベルを減算した結果の極性に応じて上記nビット
デジタル値のLSBを1又は0に決定することを特徴と
するA/D変換方法。
3. An n-bit fully parallel A / D conversion method for converting an input analog signal into an n-bit digital signal, where LSB level is a, reference level is a,
3a, 5a, ..., (2 n -1) a, subtraction is performed between the input analog signal and the reference level, and the subtraction result is converted into an absolute value, and the absolute value conversion result. From the reference level that obtains the minimum level value of the above, determine an n-bit digital value that corresponds to the reference level and excludes the LSB,
An A / D conversion method, characterized in that the LSB of the n-bit digital value is determined to be 1 or 0 according to the polarity of the result of subtracting the SB level.
【請求項4】上記入力アナログ信号を電圧信号とし、該
電圧信号を電流信号に変換し、該変換した電流信号を上
記各リファレンスレベルに応じた電流信号と減算して該
減算結果得られる余剰電流信号と不足電流信号を電圧の
高レベル又は低レベルの2値信号に変換し、上記減算結
果の絶体値を上記LSBに応じた電流信号と減算して該
減算結果得られる余剰電流信号と不足電流信号を電圧の
高レベル又は低レベルの2値信号に変換し、前者の2値
信号変換値と後者の2値信号変換値を符号化することに
より、上記入力アナログ信号に応じたnビットのデジタ
ル値を得ることを特徴とする請求項3に記載のA/D変
換方法。
4. A surplus current obtained by subtracting the input analog signal as a voltage signal, converting the voltage signal into a current signal, subtracting the converted current signal from a current signal corresponding to each of the reference levels. Signal and undercurrent signal are converted into a high-level or low-level binary signal of voltage, the absolute value of the subtraction result is subtracted from the current signal according to the LSB, and the surplus current signal obtained by the subtraction result is insufficient. The current signal is converted into a high-level or low-level binary signal of voltage, and the former binary signal converted value and the latter binary signal converted value are coded to obtain an n-bit signal corresponding to the input analog signal. The A / D conversion method according to claim 3, wherein a digital value is obtained.
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