JPH0724381B2 - Analog / digital converter - Google Patents

Analog / digital converter

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JPH0724381B2
JPH0724381B2 JP17296389A JP17296389A JPH0724381B2 JP H0724381 B2 JPH0724381 B2 JP H0724381B2 JP 17296389 A JP17296389 A JP 17296389A JP 17296389 A JP17296389 A JP 17296389A JP H0724381 B2 JPH0724381 B2 JP H0724381B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 この発明は、逐次比較形のアナログ/デジタル変換器
(以下、A/D変換器と略記)に関し、特に同一のデジタ
ル量が複数のアナログ量に対応する多価変換形のA/D変
換器に関する。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a successive approximation type analog / digital converter (hereinafter abbreviated as A / D converter), and in particular, the same digital amount is converted into a plurality of analog amounts. The present invention relates to a corresponding multi-value conversion type A / D converter.

〔従来技術〕[Prior art]

従来の逐次比較形A/D変換器としては、例えば、「“マ
イコンエイジのA/D,D/A変換技術”、第75頁、日刊工業
新聞社 発行」に記載されているものがある。
Examples of conventional successive approximation type A / D converters include those described in "A / D, D / A conversion technology of microcomputer age", page 75, published by Nikkan Kogyo Shimbun.

第7図は上記の従来技術を示すブロック図であり、
(a)は電圧比較形、(b)は電流比較形、(c)はパ
ルス波形図、(d)は電圧比較形の詳細図である。
FIG. 7 is a block diagram showing the above prior art,
(A) is a voltage comparison type, (b) is a current comparison type, (c) is a pulse waveform diagram, (d) is a detailed diagram of a voltage comparison type.

第7図においては、基準電源37を入力するデコーダ・/
アナログ変換器(以下、D/A変換器と略記)30を、逐次
比較レジスタ33の出力で制御し、その出力とデジタル信
号に変換すべきアナログ入力40とを比較器31で比較する
ことにより、A/D変換を行なう。なお、電圧比較形も電
流比較形も基本動作は同一である。
In FIG. 7, a decoder for inputting the reference power source 37
By controlling the analog converter (hereinafter abbreviated as D / A converter) 30 with the output of the successive approximation register 33, and comparing the output with the analog input 40 to be converted into a digital signal by the comparator 31, Perform A / D conversion. The basic operation of the voltage comparison type and the current comparison type is the same.

以下、基本動作を詳細に説明する。The basic operation will be described in detail below.

第7図(d)に示すごとく、逐次比較レジスタ33はシフ
トレジスタ34と保持レジスタ35から構成されている。な
お、この例はアナログ入力を3ビット(8段階)のデジ
タル信号に変換する場合を例示する。
As shown in FIG. 7D, the successive approximation register 33 is composed of a shift register 34 and a holding register 35. Note that this example illustrates a case where an analog input is converted into a 3-bit (8-step) digital signal.

まず、スタート信号が入ると、シフトレジスタ34のMSB
(Most Significant Bit、すなわち図のP03、なお、P04
はタイミング上のダミービット)が1になり、次に、シ
フトレジスタ34の上記データによって保持レジスタ35を
セットする。したがって保持レジスタ35は〔100〕にセ
ットされる。なお、〔100〕は左端をMSBとした表記であ
り、第7図(d)では右端がMSBの図が示されている。
この値〔100〕はフル・スケール・レンジ(FSR)の4/8
(=1/2)に相当する。
First, when the start signal is input, the MSB of the shift register 34
(Most Significant Bit, ie P 03 in the figure, P 04
The dummy bit on the timing becomes 1 and then the holding register 35 is set by the above data of the shift register 34. Therefore, the holding register 35 is set to [100]. Note that [100] is a notation in which the left end is the MSB, and the right end is the MSB in FIG. 7 (d).
This value [100] is 4/8 of full scale range (FSR)
Corresponds to (= 1/2).

そして上記の出力がD/A変換器30へ与えられ、D/A変換器
30は出力VOUTとして上記のデジタル入力(4/8)FSRに対
応したアナログ量を出力する。
Then, the above output is given to the D / A converter 30, and the D / A converter 30
30 outputs an analog amount corresponding to the above digital input (4/8) FSR as an output V OUT .

次に、比較器31の一方の入力端子には上記D/A変換器30
のアナログ出力が与えられ、他方の入力端子にはデジタ
ル信号に変換すべきアナログ入力40が与えられる。
Next, the D / A converter 30 is connected to one input terminal of the comparator 31.
Is supplied to the other input terminal, and the other input terminal is supplied with the analog input 40 to be converted into a digital signal.

比較器31は、上記の両入力の大小を比較し、アナログ入
力40が(4/8)FSRより大のときには“0"信号、小のとき
には“1"信号を出力する。この“1"信号は保持レジスタ
35のリセット信号36となり、保持レジスタ35のMSBを
“0"にリセットする。すなわち、アナログ入力40が(4/
8)FSRより大のときには保持レジスタ35の内容はそのま
まに保たれ、アナログ入力40が1/2FSRより小のときに
は、保持レジスタ35のMSBは“0"にリセットされる。
The comparator 31 compares the magnitudes of the above two inputs, and outputs a "0" signal when the analog input 40 is larger than (4/8) FSR, and outputs a "1" signal when the analog input 40 is small. This "1" signal is a holding register
It becomes the reset signal 36 of 35 and resets the MSB of the holding register 35 to “0”. That is, analog input 40 is (4 /
8) When it is larger than FSR, the content of the holding register 35 is kept as it is, and when the analog input 40 is smaller than 1/2 FSR, the MSB of the holding register 35 is reset to "0".

まず、リセット信号36が“0"の場合、すなわちアナログ
入力40の方が大で、保持レジスタの内容がそのままに保
たれている場合を考えると、次に、シフトレジスタ34の
内容がシフトされて〔010〕となる。それによって保持
レジスタ35は〔110〕にセットされる。この値はFSRの6/
8(=3/4)に対応する。そのため、D/A変換器30の出力
には(6/8)FSRに対応したアナログ量が出力される。そ
して比較器31では、アナログ入力40と上記の(6/8)FSR
とが比較され、前記と同様に“0"信号または“1"信号が
出力される。その結果、アナログ入力40の方が大きい場
合(“0"信号の場合)には、次に保持レジスタ35に〔11
1〕(FSRの7/8に相当)セットし、それに対応するD/A変
換器30の出力とアナログ入力40とを比較する。
First, considering that the reset signal 36 is “0”, that is, the analog input 40 is larger and the content of the holding register is kept as it is, then the content of the shift register 34 is shifted. It becomes [010]. As a result, the holding register 35 is set to [110]. This value is 6 / FSR
Corresponds to 8 (= 3/4). Therefore, the analog amount corresponding to (6/8) FSR is output to the output of the D / A converter 30. Then, in the comparator 31, the analog input 40 and the above (6/8) FSR
Are compared with each other, and the “0” signal or the “1” signal is output as described above. As a result, if the analog input 40 is larger (in the case of “0” signal), then the holding register 35 [11
1) Set (corresponding to 7/8 of FSR) and compare the output of the D / A converter 30 corresponding to it with the analog input 40.

その結果、アナログ入力40の方が大きい場合(“0"信号
の場合)には、上記の〔111〕が変換されたデジタル出
力となる。逆に、アナログ入力40の方が小さい場合
(“1"信号の場合)には、保持レジスタ35がリセットさ
れ〔110〕が変換されたデジタル出力となる。
As a result, when the analog input 40 is larger (in the case of the “0” signal), the above [111] becomes a converted digital output. On the contrary, when the analog input 40 is smaller ("1" signal), the holding register 35 is reset and [110] becomes a converted digital output.

また、上記したアナログ入力40と(6/8)FSRとを比較し
た結果、アナログ入力40の方が小さい場合(“1"信号の
場合)には、保持レジスタ35を〔101〕にセットする。
この値はFSRの5/8に相当する。そして上記と同様に、
(5/8)FSRとアナログ40とを比較し、その結果、アナロ
グ入力の方が大きい場合(“0"信号の場合)には、上記
の〔101〕が変換されたデジタル出力となり、アナログ
入力の方が小さい場合(“1"信号の場合)には、〔10
0〕が変換されたデジタル出力となる。
As a result of comparing the analog input 40 with the (6/8) FSR, when the analog input 40 is smaller (in the case of "1" signal), the holding register 35 is set to [101].
This value corresponds to 5/8 of FSR. And like above,
(5/8) FSR and analog 40 are compared, and as a result, when the analog input is larger (in the case of “0” signal), the above [101] becomes the converted digital output and the analog input Is smaller (in case of “1” signal), [10
0] is the converted digital output.

一方、最初の(4/8)FSRとの比較において“1"信号の場
合、すなわちアナログ入力40の方が小さかった場合は、
保持レジスタ35を〔010〕にセットする。この値はFSRの
2/8(=1/4)に相当する。
On the other hand, in the case of “1” signal in comparison with the first (4/8) FSR, that is, when the analog input 40 is smaller,
The holding register 35 is set to [010]. This value is the FSR
Equivalent to 2/8 (= 1/4).

以下、前記と同様に、セットした値とアナログ入力40と
の比較の結果に応じて、保持レジスタ35の値を〔011〕
(FSRの3/8に相当)または〔011〕(FSRの1/8に相当)
と比較し、その結果に応じてデジタル値を出力する。
Thereafter, in the same manner as described above, the value of the holding register 35 is changed to [011] according to the result of comparison between the set value and the analog input 40.
(Equivalent to 3/8 of FSR) or [011] (equivalent to 1/8 of FSR)
And outputs a digital value according to the result.

したがって、入力したアナログ量は下記のようなデジタ
ル量に変換される。
Therefore, the input analog quantity is converted into the following digital quantity.

上記のように逐次比較形A/D変換器においては、基準電
圧の初期値を中間値(1/2FSR)に設定し、比較結果に応
じて、アナログ入力の方が高い場合には基準電圧を高い
方へ移行させ、アナログ入力の方が低い場合には基準電
圧を低い方へ移行させることにより、効率的にA/D変換
を行なうことが出来る。なお、上記の例は3ビットのA/
D変換であるが、さらに多いビット数の変換に対しても
同様のことが行なわれる。
As described above, in the successive approximation A / D converter, set the initial value of the reference voltage to the intermediate value (1 / 2FSR), and depending on the comparison result, if the analog input is higher, the reference voltage A / D conversion can be performed efficiently by shifting to the higher side and shifting the reference voltage to the lower side when the analog input is lower. In the above example, the 3-bit A /
Although it is D conversion, the same applies to conversion with a larger number of bits.

上記のごとき逐次比較形は、中速(数百μs位の変換速
度)で、比較器の数が少ないため、高集積化に適してお
り、A/D変換器内蔵形のマイクロ・コンピュータ等にも
使用されている。
The successive approximation type as described above is suitable for high integration because it has a medium speed (conversion speed of several hundreds of μs) and a small number of comparators, and is suitable for microcomputers with a built-in A / D converter. Is also used.

ところで、通常のA/D変換においては、線形変換、非線
形変換(対数圧縮コードなど)にかからわず、一つのア
ナログ入力量に対して一つのデジタル量が対応してい
る。なお、乗算機能付のA/D変換器(例えば、電子通信
学会昭和63年春季全国大会講演論文集、C−300、2−2
61に記載)においては、一つのアナログ量が複数のデジ
タル量に対応する場合もあるが、これは乗算の機能がデ
コード・スイッチ回路に組み込まれたものにすぎない。
By the way, in normal A / D conversion, one digital amount corresponds to one analog input amount regardless of linear conversion or non-linear conversion (logarithmic compression code, etc.). An A / D converter with multiplication function (for example, Proceedings of IEICE Spring Conference 1988, C-300, 2-2
61), one analog quantity may correspond to a plurality of digital quantities, but this is only the multiplication function incorporated in the decoding switch circuit.

しかし、例えばファジィ・コントローラに用いるA/D変
換器のように、A/D変換器自体が所定のメンバーシップ
関数に対応した特性を有するような場合においては、複
数のアナログ量が一つのデジタル量に対応する場合があ
る。
However, when the A / D converter itself has characteristics corresponding to a predetermined membership function, such as an A / D converter used in a fuzzy controller, a plurality of analog quantities are combined into one digital quantity. May correspond to.

例えば、第5図に示すように、アナログ量に対してデジ
タル量が凸関数や凹関数になる部分を含むような変換を
したい場合には、上記のように一つのデジタル量に二つ
のアナログ量が対応することになる。
For example, as shown in FIG. 5, when it is desired to perform conversion such that the digital amount includes a convex function or a concave function with respect to the analog amount, one digital amount is converted into two analog amounts as described above. Will correspond.

上記のように複数のアナログ量が一つのデジタル量に対
応する場合のA/D変換器としては、例えば、第8図に示
すような全並列比較形変換器(フラッシュA/D)があ
る。
As an A / D converter in the case where a plurality of analog amounts correspond to one digital amount as described above, there is, for example, an all parallel comparison type converter (flash A / D) as shown in FIG.

上記のごとき全並列比較形においては、アナログ量の大
きさが即座にわかるため、あとはデコード回路によって
第5図のような対応を作れば良い。しかし、全並列比較
形は、nビット変換に対して2n個の比較器が必要である
ため、膨大なチップ面積を要し、また消費電力も大きく
なる(例えば、100mA以上のものもある)等の問題があ
り、マイクロ・コンピュータ等に内蔵するのは困難であ
る。
In the fully parallel comparison type as described above, since the magnitude of the analog amount can be immediately known, it is only necessary to make the correspondence as shown in FIG. 5 by the decoding circuit. However, the fully parallel comparison type requires 2n comparators for n-bit conversion, which requires an enormous chip area and consumes a large amount of power (for example, 100 mA or more). However, it is difficult to embed it in a microcomputer or the like.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be Solved by the Invention]

上記のように、通常の逐次比較形では、比較結果に応じ
て、アナログ入力の方が高い場合には基準電圧を高い方
へ移行させ、アナログ入力の方が低い場合には基準電圧
を低い方へ移行させることにより、効率的にA/D変換を
行なうことが出来るが、第5図に示すような多価関数の
場合には、比較の方向、すなわち基準電圧を変化させる
方向がA1とA2とで異なるため、判定が出来なくなる、と
いう問題がある。
As described above, in the normal successive approximation type, depending on the comparison result, the reference voltage is shifted to the higher side when the analog input is higher, and the lower reference voltage is used when the analog input is lower. A / D conversion can be performed efficiently by shifting to, but in the case of a polyvalent function as shown in FIG. 5, the direction of comparison, that is, the direction of changing the reference voltage is A 1 . There is a problem that it cannot be judged because it is different from A 2 .

また、全並列比較形では、前記のように、nビット変換
に対して2n個の比較器が必要であるため、膨大なチップ
面積を要し、また消費電力も大きくなる、という問題が
ある。
Further, in the all parallel comparison type, as described above, since 2n comparators are required for n-bit conversion, there is a problem that a huge chip area is required and power consumption becomes large.

本発明は上記のごとき従来技術の問題を解決するために
なされたものであり、複数のアナログ量が一つのデジタ
ル量に対応するような変換を、効率良く、しかも小形、
低消費電力で行なうことの出来るA/D変換器を提供する
ことを目的とする。
The present invention has been made in order to solve the problems of the prior art as described above, and efficiently performs conversion such that a plurality of analog amounts correspond to one digital amount, and a small size,
It is an object to provide an A / D converter that can be operated with low power consumption.

〔課題を解決するための手段〕[Means for Solving the Problems]

上記の目的を達成するため、本発明においては、特許請
求の範囲に記載するように構成している。
In order to achieve the above object, the present invention is configured as described in the claims.

すなわち、本発明においては、n価関数すなわちn個の
アナログ量が一つのデジタル量に対応する場合に、n価
関数のうちのそれぞれ1価関数になる部分に対応したア
ナログ量を出力するn個のデコード・スイッチ回路と、
各デコード・スイッチ回路の出力とアナログ入力とをそ
れぞれ比較するn個の比較器とを設け、また、上記n個
の比較器のうちの優先する比較器を判定し、その優先し
た比較器の信号を出力するか、あるいは判定ができない
場合には、比較器の判定を検知してそれを優先する信号
を出力する選別・判定論理回路を設け、基準値を変化さ
せるべき方向を検出してその方向に逐次比較を行なわせ
るように構成している。
That is, in the present invention, when the n-valent function, that is, the n analog amounts correspond to one digital amount, n n-values corresponding to the respective parts of the n-valent function that are monovalent functions are output. Decode switch circuit of
An n number of comparators for respectively comparing the output of each decode switch circuit and the analog input are provided, and a priority comparator of the n number of comparators is determined and the signal of the priority comparator is determined. Is output, or if the judgment cannot be made, a selection / judgment logic circuit that detects the judgment of the comparator and outputs a signal that gives priority to it is provided, and the direction in which the reference value should be changed is detected and the direction is changed. It is configured to make the successive comparisons.

〔発明の実施例〕Example of Invention

第1図は、本発明の一実施例図である。 FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of the present invention.

第1図において、基準電圧発生回路1は複数の異なる基
準電圧1a1〜1anを発生する。なお、基準電圧発生回路1
の構成は、例えば、第3図に示すように、電源電圧VDD
を多数の抵抗の直列回路で抵抗分圧する回路を用いるこ
とが出来る。
In FIG. 1, the reference voltage generating circuit 1 generates a plurality of different reference voltages 1a 1 to 1an. The reference voltage generation circuit 1
For example, as shown in FIG. 3, the power supply voltage V DD
It is possible to use a circuit that divides the resistance of the resistor with a series circuit of a large number of resistors.

また、第1のデコード・スイッチ回路2a(詳細は第2図
で後述)と第2のデコード・スイッチ回路2bは、それぞ
れアナログ量とデジタル量は1対1の関係(一つのアナ
ログ量が一つのデジタル量に対応)になっているが、両
デコード・スイッチ回路間では、同一のデジタル量が存
在し、従って2個のデコード・スイッチ回路の出力にお
いては、二つのアナログ量に一つのデジタル量が対応す
る構成となっている。
The first decode switch circuit 2a (details will be described later with reference to FIG. 2) and the second decode switch circuit 2b have a one-to-one relationship between the analog amount and the digital amount (one analog amount corresponds to one However, the same digital amount exists between both decoding switch circuits, and therefore one digital amount is added to two analog amounts at the outputs of the two decoding switch circuits. It has a corresponding configuration.

上記の基準電圧発生回路1とデコード・スイッチ回路2
a、2bでD/A変換器10を構成している。
Reference voltage generation circuit 1 and decode switch circuit 2 described above
The a and 2b form the D / A converter 10.

また、一対の比較器3a、3bは、上記両デコード・スイッ
チ回路2a、2bの出力2a′、2b′を入力し、デジタル信号
に変換すべきアナログ入力4と上記各出力2a′、2b′と
をそれぞれ比較する。
The pair of comparators 3a and 3b inputs the outputs 2a 'and 2b' of the decoding switch circuits 2a and 2b, and outputs the analog input 4 to be converted into a digital signal and the outputs 2a 'and 2b'. Compare each.

また、選別・判定論理回路11は、上記の両比較器3a、3b
の出力を入力し、どちらの比較器の出力を優先するかを
判定(詳細後述)し、その出力12によって保持レジスタ
9を制御する。
Further, the selection / judgment logic circuit 11 includes the comparators 3a and 3b described above.
Of the comparator is input to determine which comparator output should be prioritized (details will be described later), and the output 12 controls the holding register 9.

また、保持レジスタ9は、シフトレジスタ8および図示
されていない制御回路(マイクロ・コンピュータ等)に
よってデータを入力する。
Further, the holding register 9 inputs data by the shift register 8 and a control circuit (microcomputer or the like) not shown.

この保持レジスタ9の出力13が変換結果のデジタル信号
となる。
The output 13 of the holding register 9 becomes the digital signal of the conversion result.

なお、各部のタイミングを制御する回路が設けられる
が、図示を省略している。
A circuit that controls the timing of each unit is provided, but is not shown.

次に作用を説明する。Next, the operation will be described.

まず、デコード・スイッチ回路2a、2bでは、基準電圧発
生回路1から与えられる複数の基準電圧を受けて、比較
の基準値とすべきアナログ量を選択する。
First, the decode switch circuits 2a and 2b receive a plurality of reference voltages supplied from the reference voltage generation circuit 1 and select an analog amount to be a reference value for comparison.

このデコード・スイッチ回路2a、2bは、例えば、第2図
に示すごとき構成を有し、デコード回路23がデジタル信
号13をデコードし、その結果に応じてスイッチ21a1〜21
aiを制御して、デジタル信号13で指定された基準電圧を
選択し、出力2a′または2b′として出力する。
The decode switch circuit 2a, 2b, for example, has a configuration such shown in FIG. 2, the decoding circuit 23 decodes the digital signal 13, the switch 21a 1 through 21 in accordance with the result
By controlling ai, the reference voltage designated by the digital signal 13 is selected and output as the output 2a 'or 2b'.

なお、デコード・スイッチ回路2aは前記第5図のA1側に
対応し、また、デコード・スイッチ回路2bは前記第5図
のA2側に対応して、それぞれはアナログ量がデジタル量
の1価関数になっているデコード・スイッチ回路であ
る。
The decode switch circuit 2a corresponds to the A 1 side in FIG. 5 and the decode switch circuit 2b corresponds to the A 2 side in FIG. It is a decoding switch circuit that is a valence function.

上記のようにして選択された基準電圧2a′、2b′が比較
器3a、3bに与えられる。
The reference voltages 2a 'and 2b' selected as described above are applied to the comparators 3a and 3b.

以下、3ビットのA/D変換を例として説明する。Hereinafter, the 3-bit A / D conversion will be described as an example.

まず、比較の最初は、通常の逐次比較と同様に、シフト
レジスタ8のMSBを“1"にセットし、保持レジスタ9に
そのデータを転送する。この場合、保持レジスタ9の内
容は〔100〕となる。したがってデジタル信号13のデー
タは〔100〕となり、デコード・スイッチ回路2a、2b
は、複数の基準電圧1a1〜1anからデータ〔100〕に対応
するアナログ量を選択し、2a′、2b′として出力する。
なお、〔100〕は前記従来技術で説明したように(1/2)
FSRに相当する。
First, at the beginning of the comparison, the MSB of the shift register 8 is set to "1", and the data is transferred to the holding register 9, as in the normal successive comparison. In this case, the content of the holding register 9 is [100]. Therefore, the data of the digital signal 13 becomes [100], and the decoding switch circuits 2a and 2b
Selects an analog quantity corresponding to the data [100] from the plurality of reference voltages 1a 1 to 1an and outputs it as 2a ′, 2b ′.
Note that [100] is (1/2) as described in the prior art.
Equivalent to FSR.

次に、比較器3a、3bおよび選別・判定論理回路11の動作
を第4図に基づいて説明する。
Next, the operations of the comparators 3a and 3b and the selection / judgment logic circuit 11 will be described with reference to FIG.

第4図の左図(左半分に示す部分)は、アナログ量(縦
軸)とデジタル量(横軸)の関数関係を表わした図であ
り、前記第5図の左図を横にした特性と類似する特性を
示している。そして各図の上半分(D−00から上)がデ
コード・スイッチ回路2aに対応し、下半面(D−00から
下)がデコード・スイッチ回路2bに対応している。
The left diagram of FIG. 4 (the part shown in the left half) is a diagram showing the functional relationship between the analog amount (vertical axis) and the digital amount (horizontal axis). It shows similar characteristics to. The upper half of each figure (from D-00 to the top) corresponds to the decode switch circuit 2a, and the lower half surface (from D-00 to the bottom) corresponds to the decode switch circuit 2b.

前記のように、最初は、保持レジスタ9の内容が〔10
0〕なので、(1/2)FSRのデジタル量に対応するアナロ
グ量(白丸印で示す)が出力2a′、2b′に出る。この場
合、アナログ量がデジタル量の2価関数なので、出力は
2a′、2b′の2個出力される。
As described above, the contents of the holding register 9 are initially [10
0], the analog quantity (indicated by white circles) corresponding to the digital quantity of (1/2) FSR appears at the outputs 2a 'and 2b'. In this case, since the analog quantity is a divalent function of the digital quantity, the output is
Two of 2a 'and 2b' are output.

まず、第4図(a)に示すように、黒丸印で示すアナロ
グ入力4の値が上半分の白丸印より上にある場合には、
比較器3a、3bで2a′、2b′と比較すると、出力3a′には
“1"、出力3b′には“0"が出力される。
First, as shown in FIG. 4 (a), when the value of the analog input 4 indicated by the black circle is above the upper half white circle,
When the comparators 3a and 3b compare with 2a 'and 2b', "1" is output to the output 3a 'and "0" is output to the output 3b'.

この場合は、逐次比較をすべき比較器は、3aなので、そ
の出力3a′が“1"となることにより、RSフリップ・フロ
ップ5がセットされて、Q=“1"、=“0"となり、3
a′の“1"が制御信号12として出力される。その信号を
保持レジスタ9に与えることにより、その後は第4図
(a)の左図のS1の方向に、比較器3aを使って通常の逐
次比較を行なうことになる。
In this case, since the comparator to be successively compared is 3a, its output 3a 'becomes "1", so that the RS flip-flop 5 is set and Q = "1", = "0". , 3
"1" of a'is output as the control signal 12. By applying the signal to the holding register 9, the normal successive approximation is thereafter performed using the comparator 3a in the direction of S 1 in the left diagram of FIG. 4 (a).

次に、第4図(b)に示すように、黒丸印で示すアナロ
グ入力4が下半分の白丸印より下方にある場合は、比較
器3aの出力3a′は“0"、比較器3bの出力3b′は“1"とな
り、比較器3bの出力3b′の“1"が制御信号12として出力
される。
Next, as shown in FIG. 4 (b), when the analog input 4 indicated by a black circle is below the white circle in the lower half, the output 3a 'of the comparator 3a is "0", and the output of the comparator 3a is "0". The output 3b 'becomes "1", and the "1" of the output 3b' of the comparator 3b is output as the control signal 12.

その信号を保持レジスタ9に与えることにより、その後
は第4図(b)の左図のS2の方向に比較器3bを使って通
常の逐次比較を行なうことになる。
By applying the signal to the holding register 9, the normal successive approximation is performed thereafter by using the comparator 3b in the direction of S 2 in the left diagram of FIG. 4 (b).

次に、第4図(c)に示すように、アナログ入力4が上
半分の白丸印と下半分の白丸印との中間にある場合は、
比較器3aと比較器3bの出力は両方とも“0"であり、どち
らも優先されない。
Next, as shown in FIG. 4 (c), when the analog input 4 is located between the upper half white circle and the lower half white circle,
The outputs of the comparators 3a and 3b are both "0", and neither is given priority.

しかし、逐次比較の方向は同じであり、制御信号12とし
てはどちらかの比較器の出力が出ている。そして逐次比
較を進めて行くと、比較器の出力が反転するステップが
あり(この場合、比較器3b)、そのステップでその比較
器が優先され、さらに逐次比較が進められる。
However, the direction of successive approximation is the same, and the output of either comparator is output as the control signal 12. Then, when the successive approximation is advanced, there is a step in which the output of the comparator is inverted (in this case, the comparator 3b), the comparator is prioritized at that step, and the successive approximation is further advanced.

このようにして、アナログ量がデジタル量の2価関数で
ある場合にも、逐次比較によるA/D変換を実行すること
が出来る。
In this way, A / D conversion by successive approximation can be executed even when the analog amount is a divalent function of the digital amount.

次に、第6図は、本発明の他の実施例図であり、アナロ
グ量がデジタル量の3価関数である場合の構成を示す。
なお、第6図においては、シフトレジスタ8と保持レジ
スタ9の部分は図示を省略しているが、この部分は前記
第1図と同様である。
Next, FIG. 6 is a diagram of another embodiment of the present invention, showing a configuration in the case where the analog amount is a trivalent function of the digital amount.
Although the shift register 8 and the holding register 9 are not shown in FIG. 6, this part is the same as that in FIG.

デコード・スイッチ回路2a、2b、2cと比較器3a、3b、3c
は、それぞれ3価関数の一部である一価関数の部分に対
応する。
Decode switch circuits 2a, 2b, 2c and comparators 3a, 3b, 3c
Correspond to the part of the monovalent function which is a part of the trivalent function, respectively.

選別・判定論理回路11′は、前記第1図の場合と同様
に、入力アナログ値が存在する部分の比較器を選択する
か、あるいは前記第4図(c)の場合のように選択でき
ない場合には、その反転を検知することにより、逐次比
較を同様に行なうことが出来る。
As in the case of FIG. 1, the selection / judgment logic circuit 11 'selects the comparator in the portion where the input analog value exists, or when the selection cannot be made as in the case of FIG. 4 (c). In that case, the successive comparison can be similarly performed by detecting the inversion.

同様にして、3価以上の任意の多価関数の場合において
も逐次比較を行なうことが出来る。
Similarly, successive comparison can be performed in the case of an arbitrary multivalent function having three or more valences.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上説明したように、この発明によれば、アナログ量が
デジタル量の多価関数である場合、その価数と同数の独
立したデコード・スイッチ回路と比較器とを設け、それ
らの比較器の出力を受けて、比較器の選別または反転検
知を行なう論理回路を設けることにより、アナログ量が
デジタル量の多価関数であるようなA/D変換においても
逐次比較を行なうことが出来る。したがって、素子数や
消費電力が比較的少なく、かつ拘束のA/D変換器を実現
することが出来る、という効果が得られる。
As described above, according to the present invention, when the analog quantity is a multi-valued function of the digital quantity, the same number of independent decoding switch circuits and comparators as the valences are provided, and the outputs of the comparators are provided. Accordingly, by providing a logic circuit for selecting a comparator or detecting inversion, successive comparison can be performed even in A / D conversion in which the analog amount is a multivalued function of the digital amount. Therefore, it is possible to obtain an effect that a constrained A / D converter with a relatively small number of elements and power consumption can be realized.

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

第1図は本発明の一実施例図、第2図はデコード・スイ
ッチ回路の一実施例図、第3図は基準電圧発生回路の一
実施例図、第4図は本発明の回路動作を説明するための
特性図およびブロック図、第5図は多価関数の特性例
図、第6図は本発明の他の実施例図、第7図は従来の逐
次比較形A/D変換器の一例図、第8図は従来の全並列比
較形A/D変換器の一例図である。 <符号の説明> 1……基準電圧発生回路 1a1〜1an……基準電圧 2a、2b、2c……デコード・スイッチ回路 3a、3b、3c……比較器 4……デジタル量に変換すべきアナログ入力 5a、5b、5c……RSフリップフロップ 6a、6b、6c……アンド回路 7……オア回路 8……シフトレジスタ 9……保持レジスタ 10……D/A変換器 11,11′……選別・判定論理回路 12……選別・判定出力 13……変換されたデジタル出力
1 is an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an embodiment of a decoding switch circuit, FIG. 3 is an embodiment of a reference voltage generating circuit, and FIG. 4 is a circuit operation of the present invention. FIG. 5 is a characteristic diagram and a block diagram for explaining, FIG. 5 is a characteristic example diagram of a polyvalent function, FIG. 6 is another embodiment diagram of the present invention, and FIG. 7 is a conventional successive approximation type A / D converter. FIG. 8 and FIG. 8 are examples of a conventional fully parallel comparison type A / D converter. <Description of symbols> 1 ... Reference voltage generation circuit 1a 1 to 1an ... Reference voltage 2a, 2b, 2c ... Decode switch circuit 3a, 3b, 3c ... Comparator 4 ... Analog to be converted into digital quantity Input 5a, 5b, 5c …… RS flip-flops 6a, 6b, 6c …… AND circuit 7 …… OR circuit 8 …… Shift register 9 …… Holding register 10 …… D / A converter 11,11 ′ …… Selection・ Judgment logic circuit 12 …… Selection / judgment output 13 …… Converted digital output

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】複数の基準電圧を出力する手段と、 上記基準電圧を入力し、多価関数のうちのそれぞれ1価
関数になる部分に対応したアナログ量を出力する複数の
デコード・スイッチ回路と、 上記複数のデコード・スイッチ回路のそれぞれの出力と
デジタル量に変換すべきアナログ入力とをそれぞれ比較
する複数の比較器と、 上記複数の比較器の出力に基づき、上記複数の比較器の
うちの優先する比較器を判定してその比較器の信号を出
力するか、あるいは比較器の反転を検知してそれを優先
する信号を出力する選別・判定論理回路と、 上記選別・判定論理回路の出力に基づいて、上記複数の
デコード・スイッチ回路を制御する信号および変換結果
のデジタル量を出力する一つあるいは複数のレジスタ回
路と、を備え、 アナログ量がデジタル量の多価関数に対応する逐次比較
形アナログ/デジタル変換を行なうことを特徴とするア
ナログ/デジタル変換器。
1. A means for outputting a plurality of reference voltages, and a plurality of decode switch circuits for inputting the reference voltage and outputting an analog quantity corresponding to a part of a polyvalent function which is a monovalent function, respectively. , A plurality of comparators that respectively compare the outputs of the plurality of decoding switch circuits with the analog inputs to be converted into digital quantities, and among the plurality of comparators based on the outputs of the plurality of comparators, A selection / judgment logic circuit that judges a priority comparator and outputs the signal of the comparator, or detects an inversion of the comparator and outputs a signal that gives priority thereto, and an output of the selection / judgment logic circuit. , And one or a plurality of register circuits for outputting the digital amount of the conversion result and the signal for controlling the plurality of decode / switch circuits based on the above. Analog / digital converter and performing successive approximation type analog / digital converter corresponding to the multivalued function of the amount.
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