JPH0734540B2 - A / D converter - Google Patents

A / D converter

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JPH0734540B2
JPH0734540B2 JP63178625A JP17862588A JPH0734540B2 JP H0734540 B2 JPH0734540 B2 JP H0734540B2 JP 63178625 A JP63178625 A JP 63178625A JP 17862588 A JP17862588 A JP 17862588A JP H0734540 B2 JPH0734540 B2 JP H0734540B2
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output
input
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adjusting
ratio
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哲彦 金秋
幹夫 小田
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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  • Control Of Amplification And Gain Control (AREA)
  • Analogue/Digital Conversion (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は特に高分解能のA/D変換装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a high resolution A / D converter.

従来の技術 近年ディジタル機器の普及に伴い、アナログ信号とディ
ジタル信号のインターフェースであるA/D変換装置の性
能が重要な大きな影響を持つようになっている。従来よ
り用いられているA/D変換装置を第6図にその例を示し
その説明を行う。第6図に示されるA/D変換装置は逐次
比較型と呼ばれ、以下のように動作する。
2. Description of the Related Art With the spread of digital equipment in recent years, the performance of A / D converters, which are interfaces between analog signals and digital signals, has an important and significant influence. FIG. 6 shows an example of an A / D conversion device which has been conventionally used, and its description will be given. The A / D conversion device shown in FIG. 6 is called a successive approximation type and operates as follows.

(1)逐次比較レジスタ102のMSB(最上位ビット)を
“1"、他を“0"にセットし、これをA/D変換器(以下DAC
と称す)103に出力する。
(1) Set the MSB (most significant bit) of the successive approximation register 102 to “1” and the other to “0”, and set this to the A / D converter (hereinafter DAC).
Output) to 103.

(2)入力とDAC103の出力を比較器100が比較し、(入
力)≧{DAC出力}ならば1つ下位のビットに“1"をセ
ットし、{入力}≦{DAC出力}ならば現在問題にして
いるビットを“0"にし、1つ下位のビットを“1"にセッ
トする。
(2) The comparator 100 compares the input with the output of the DAC 103. If (input) ≥ {DAC output}, the lower one bit is set to "1", and if {input} ≤ {DAC output}, the current Set the bit in question to "0" and set the lower one bit to "1".

(3)1〜2をMSB→LSB(最下位ビット)まで繰り返
す。
(3) Repeat steps 1 to 2 from MSB to LSB (least significant bit).

(4)逐次比較レジスタ102からデータを取り出しディ
ジタル出力とする。
(4) Data is taken out from the successive approximation register 102 and is output digitally.

発明が解決しようとする課題 しかしながら上記のような構成では、分解能をあげるた
めにビット数を増加させると、変換時間が増加するた
め、動作周波数を維持するには比較器100及びDAC103と
して非常に高速動作するものが要求される。しかもLSB
に近くなるほど周辺ノイズの影響を受け易くなるという
問題点があった。
However, in the configuration as described above, when the number of bits is increased to increase the resolution, the conversion time is increased, and therefore the comparator 100 and the DAC 103 are very fast in order to maintain the operating frequency. Something that works is required. Moreover, LSB
There has been a problem that the closer it is to, the more susceptible it is to ambient noise.

本発明は上記の問題点に鑑み、周辺ノイズの影響を受け
にくく、しかもビット増加による使用素子の高速化が必
要ないA/D変換装置を提供するものである。
In view of the above problems, the present invention provides an A / D conversion device that is not easily affected by ambient noise and that does not require the speedup of elements to be used due to the increase in bits.

課題を解決するための手段 上記課題を解決するため本発明のA/D変換装置は、アナ
ログ信号をディジタル信号に変換する複数個のA/D変換
器と、アナログ入力信号を所定の比率で増幅或いは減衰
させて前記複数個のA/D変換器にそれぞれ入力するレベ
ル変換手段と、前記複数個のA/D変換器出力を入力と
し、これら入力の振幅レベルの比を検出し、該検出結果
に基づき前記入力の振幅レベルを調整した後選択的に出
力する調整手段とを備え、調整手段の出力をA/D変換出
力とするようにしたものである。
Means for Solving the Problems In order to solve the above problems, the A / D converter of the present invention includes a plurality of A / D converters for converting an analog signal into a digital signal, and an analog input signal is amplified at a predetermined ratio. Alternatively, the level conversion means for attenuating and inputting to each of the plurality of A / D converters, and the plurality of A / D converter outputs are input, and the ratio of the amplitude levels of these inputs is detected. And adjusting means for selectively outputting the amplitude level of the input based on the above, and the output of the adjusting means is A / D converted output.

作用 本発明は上記した構成により、高入力レベル時と低入力
レベル時でそれぞれ専用にA/D変換器を備え、それぞれ
のディジタル出力の状態によってディジタル的に切り替
えて用いるようにしたため、周囲のノイズの影響を受け
にくく、また、ディジタル的に切り替えを行うため切り
替えに伴うノイズの影響を受けることなく高分解能のA/
D変換装置を低分解能のA/D変換器を用いて実現すること
が出来、しかも使用する素子の動作速度は従来通りで良
いものである。さらに、切り替え部における波形の連続
性についても、それぞれのA/D変換器出力の比率を検
出、調整するようにしてあるため、使用する部品が高精
度のものでなくとも波形の不連続が発生しないものであ
る。
Action The present invention has the above-described configuration, which is provided with an A / D converter dedicated to each of the high input level and the low input level, and is digitally switched according to the state of each digital output. It is difficult to be affected by, and since it is digitally switched, the high resolution A /
The D converter can be realized by using a low resolution A / D converter, and the operating speed of the elements used is good as before. Furthermore, regarding the waveform continuity in the switching unit, the ratio of each A / D converter output is detected and adjusted, so waveform discontinuity occurs even if the parts used are not highly accurate. It does not.

実施例 以下図面に基づき本発明の説明を行う。EXAMPLES The present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図は本発明の一実施例によるA/D変換装置の概略を
示すブロック図である。図中、1は増増器であり、アナ
ログ入力を増幅する。ここでは利得約24dBのものを用い
ている。2,3はほぼ特性のそろったA/D変換器(以下ADC
と称す)であり、アナログ信号をディジタル信号に変換
する。ここでは16ビット分解能のものを用いている。な
お、通常A/D変換器にはオフセットが発生するが、ここ
ではそのオフセットレベルはゼロ、或は除去されている
ものとして考える。4は20ビット出力の調整装置であ
り、A,Bより入力されるディジタル信号の信号レベルの
比率を求め、A入力とB入力のレベルをそろえた上で、
ADC2がオーバーフローしている時はADC3からの入力を出
力し、その他の時にはADC2からの入力を出力する。
FIG. 1 is a block diagram showing an outline of an A / D conversion device according to an embodiment of the present invention. In the figure, 1 is an amplifier, which amplifies an analog input. Here, a gain of about 24 dB is used. 2 and 3 are A / D converters with almost the same characteristics (hereinafter referred to as ADC
Is called) and converts an analog signal into a digital signal. Here, the one with 16-bit resolution is used. Although an offset is usually generated in the A / D converter, it is assumed here that the offset level is zero or removed. Reference numeral 4 is a 20-bit output adjusting device, which calculates the ratio of the signal levels of the digital signals input from A and B, and after aligning the levels of the A and B inputs,
When ADC2 overflows, it outputs the input from ADC3, and at other times, it outputs the input from ADC2.

次に第1図の動作を説明する。アナログ入力が与えられ
ると、ADC3には与えられたアナログ入力がそのまま入力
され、ADC2には増幅器1により24dB増幅されたアナログ
入力が与えられる。ここで、ADC2,3の出力値について考
えると、増幅器1によりアナログ入力が約24dB増幅され
ており、ADC2,3の特性がほぼそろっているのでADC2から
はADC3に比べて約16倍の値が出力されていることにな
る。しかし、逆に高振幅のアナログ入力が与えられると
ADC2はオーバーフローし、ADC3のみが正常に動作する。
調整装置4がADC2がオーバーフローしていない時のADC
2,3による比率を正確に求め、ADC2がオーバーフローし
ていない時はADC2の値をそのまま出力し、ADC2がオーバ
ーフローしている時はADC3の出力を、求めた比率に従っ
てレベルを増幅して出力する。
Next, the operation of FIG. 1 will be described. When the analog input is given, the given analog input is inputted to the ADC 3 as it is, and the analog input amplified by 24 dB by the amplifier 1 is given to the ADC 2. Here, considering the output values of ADC2,3, the analog input is amplified by about 24 dB by the amplifier 1, and the characteristics of ADC2,3 are almost the same, so the value of ADC2 is about 16 times that of ADC3. It has been output. However, conversely, if a high amplitude analog input is given,
ADC2 overflows and only ADC3 operates normally.
Adjustment device 4 ADC when ADC2 is not overflowing
Accurately calculate the ratio of 2 and 3, and when ADC2 does not overflow, output the value of ADC2 as it is, and when ADC2 overflows, output the output of ADC3 by amplifying the level according to the calculated ratio and outputting. .

仮にここで調整装置4を求めたADC2,3の出力の比率が1
5.75倍であったとすると、ADC2がオーバーフローしてい
ないときはADC2の出力16ビットを下位側16ビットにつ
め、上位側4ビットを符号ビットで埋めて出力する。AD
C2がオーバーフローした場合は、ADC3の出力16ビットに
対して15.75を乗算し、乗算結果の上位20ビットを出力
する。
If the ratio of the outputs of the ADCs 2 and 3 for which the adjusting device 4 is obtained here is 1
If it is 5.75 times, when ADC2 does not overflow, the output 16 bits of ADC2 are packed in the lower 16 bits and the upper 4 bits are filled with the sign bit and output. AD
When C2 overflows, the output 16 bits of ADC3 are multiplied by 15.75, and the upper 20 bits of the multiplication result are output.

通常アナログの増幅器1としては高性能のものを容易に
得ることが出来るため、このように構成することによ
り、増幅器1の利得の精度をあまり問題にすることな
く、また、ADC2,3の感度がそろっていなくとも安定して
高ビット高分解能のA/D変換装置を得ることが出来る。
またA/D変換器としても必ずしも高分解能のものを用い
る必要はなく、動作速度も従来通りのもので良い。ま
た、増幅器1の利得をどれだけにするかでA/D変換装置
の出力を何ビットにするかが決まるため、必要に応じて
増幅器1の利得を変化させることにより出力のビット数
を変化させることが出来る。また、出力の切り替え等は
すべてディジタル的な操作で行われるため、これに伴う
ノイズやクリック音の影響も無い。
Usually, a high-performance analog amplifier 1 can be easily obtained. Therefore, by configuring in this way, the accuracy of the gain of the amplifier 1 does not become a serious problem, and the sensitivity of the ADCs 2 and 3 is improved. It is possible to stably obtain an A / D converter with a high bit and high resolution even if not all of them are available.
Moreover, it is not always necessary to use a high resolution A / D converter, and the operation speed may be the same as the conventional one. In addition, since how many bits the output of the A / D converter is made depends on how much the gain of the amplifier 1 is set, the number of output bits is changed by changing the gain of the amplifier 1 as necessary. You can Further, since the output switching and the like are all performed by digital operation, there is no influence of noise and click sound accompanying this.

第2図は本発明によるA/D変換装置の具体的な実施例で
ある。なお、第2図において第1図と同一機能を有する
ものについては同一の記号を付し詳細な説明は省略す
る。この図を説明すると、5は乗算器であり、入力X,Y
に与えられた各16ビットのデータの乗算を行い、乗算結
果の上位21ビット目を四捨五入し、上位20ビットを出力
する。6はオーバーフロー検出器であり、ADC2出力のオ
ーバーフローの検出を行う。オーバーフローを検出する
と“1"を出力する。7は比率検出器であり、オーバーフ
ロー検出器6をモニタしながらADC2がオーバーフローし
ていない時のADC2,3から出力されるデータの比較を行
い、その比率を計算し16ビットデータとして出力する。
8はセレクタであり、端子Cに与えられる制御信号が
“1"ならば端子Aに与えられる信号を出力し、端子Cに
与えられる制御信号が“0"ならば端子Bに与えられる信
号を出力する。端子Aは20ビット入力であるが、端子B
は16ビット入力であり、端子Bに与えられたデータを出
力する時には、そのデータの符号ビットを上位4ビット
に付け加えることにより20ビット出力としている。11は
低域通過フィルタ(以下LPFと称す)でADC2,3に入力さ
れる信号の帯域制限を行う。
FIG. 2 shows a concrete embodiment of the A / D converter according to the present invention. In FIG. 2, those having the same functions as those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. Explaining this figure, 5 is a multiplier, and inputs X and Y
Multiply each 16-bit data given to, round the upper 21st bits of the multiplication result, and output the upper 20 bits. An overflow detector 6 detects the overflow of the ADC2 output. Outputs "1" when overflow is detected. Reference numeral 7 denotes a ratio detector which compares the data output from the ADCs 2 and 3 when the ADC 2 is not overflowing while monitoring the overflow detector 6, calculates the ratio and outputs it as 16-bit data.
Reference numeral 8 denotes a selector which outputs a signal given to the terminal A if the control signal given to the terminal C is "1", and outputs a signal given to the terminal B if the control signal given to the terminal C is "0" To do. Terminal A is a 20-bit input, but terminal B
Is a 16-bit input, and when the data given to the terminal B is output, a 20-bit output is obtained by adding the sign bit of the data to the upper 4 bits. Reference numeral 11 is a low-pass filter (hereinafter referred to as LPF) that limits the band of the signals input to ADCs 2 and 3.

次に第2図の動作を説明する。LPF11によって帯域制限
されたアナログ入力がADC3には直接、ADC2には増幅器1
によって24dB増幅されて与えられる。従ってADC2,3の出
力は約16:1の比率を有している。また、比率検出器7が
この比率を正確に算出し出力する。ここで、比率検出器
7による比率の算出方法としては、ADC2の出力の値をAD
C3の出力の値で割った商を求めても良いが、例えばADC3
の出力が“0000010000000000"の時のADC2における出力
を記憶するようにしてもよい。比率検出器7にて得られ
た値を乗算器5を用いてADC3の出力値に乗算するように
しているため、乗算器5の出力は、LPF11出力を増幅器
1と全く同一特性を有する増幅器を介してADC3に入力し
た場合と同じ値となる。この乗算器5出力とADC2出力を
セレクタ8を用いオーバーフロー検出器6出力に基づい
て切り替えるようにしているため、入力されているアナ
ログ信号の信号振幅が小さいときには増幅器1によって
信号振幅を増幅してA/D変換を行ってこれを出力し、ア
ナログ信号の信号振幅が大きいときには直接A/D変換を
行ってこれを出力し、アナログ入力の信号振幅が小さい
ときにも高分解能でA/D変換を行うことが出来る。
Next, the operation of FIG. 2 will be described. The analog input band-limited by LPF11 is directly to ADC3 and the amplifier 1 to ADC2.
Is given by being amplified by 24 dB. Therefore, the outputs of ADCs 2 and 3 have a ratio of about 16: 1. Further, the ratio detector 7 accurately calculates and outputs this ratio. Here, as a method of calculating the ratio by the ratio detector 7, the value of the output of the ADC2 is AD
You may find the quotient by dividing by the value of the output of C3, for example ADC3
The output of the ADC2 when the output of is "0000010000000000" may be stored. Since the value obtained by the ratio detector 7 is used to multiply the output value of the ADC 3 using the multiplier 5, the output of the multiplier 5 is an LPF 11 output which is an amplifier having exactly the same characteristics as the amplifier 1. The same value as when input to ADC3 via. Since the output of the multiplier 5 and the output of the ADC 2 are switched based on the output of the overflow detector 6 by using the selector 8, the signal amplitude is amplified by the amplifier 1 when the signal amplitude of the input analog signal is small. A / D conversion is performed and this is output. When the analog signal amplitude is large, A / D conversion is directly performed and this is output. Even when the analog input signal amplitude is small, A / D conversion is performed with high resolution. You can do it.

第3図は本発明によるA/D変換装置の他の実施例であ
る。なお、第3図において第1図,第2図と同一機能を
有するものについては同一の記号を付し詳細な説明は省
略する。この図を説明すると、9は比較器であり、オー
バーフロー検出器6をモニタしながら、ADC2がオーバー
フローしていない時の端子A,端子Bに入力されるデータ
の比較を行い、その大小関係に応じて、A=BならばC1
=1,C2=0となり、|A|<|B|ならばC1=0,C2=0とな
り、|A|>|B|ならばC1=0,C2=1となる。また、オーバ
ーフロー検出器6の出力が“1"の時はC1=1,C2=0とな
る。10はアップダウンカウンタ(以下U/Dカウンタと称
す)で、端子Iに“1"が与えられている時にはカウント
動作を停止し、端子Uに“1"が与えられているときには
カウントアップ、“0"の時にはカウントダウンが行われ
る。
FIG. 3 shows another embodiment of the A / D converter according to the present invention. In FIG. 3, those having the same functions as those in FIGS. 1 and 2 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. Explaining this figure, 9 is a comparator, which monitors the overflow detector 6 and compares the data input to the terminal A and the terminal B when the ADC 2 is not overflowing. If A = B, then C1
= 1 and C2 = 0, and | A | <| B | results in C1 = 0 and C2 = 0, and | A |> | B | results in C1 = 0 and C2 = 1. When the output of the overflow detector 6 is "1", C1 = 1 and C2 = 0. Reference numeral 10 is an up / down counter (hereinafter referred to as a U / D counter), which stops the counting operation when "1" is given to the terminal I, and counts up when the terminal U is given "1", When it is 0 ", the countdown is performed.

次に第3図の動作を説明すると、LPF11によって帯域制
限されたアナログ入力がADC3には直接、ADC2には増幅器
1によって24dB増幅されて与えられる。このためADC2,3
の出力は約16:1の比率を有している。ADC3の出力は乗算
器5に与えられ、U/Dカウンタ10の出力値との乗算が行
われる。この乗算結果と、ADC2の出力が比較器9に与え
られ大小比較が行われる。比較器9において{|乗算結
果|}<{|ADC2出力|}ならば|A|>|B|であるため、C
2=1,C1=0となり、U/Dカウンタ10がカウントアップ
し、U/Dカウンタ10の出力値が大きくなる。すると、乗
算器5の出力値も大きくなり、そのうちにA=Bとな
る。また逆に、{|乗算結果|}>{|ADC2出力|}な
らば|A|<|B|であるため、C2=0,C1=0となり、U/Dカ
ウンタ10がカウントダウンし、U/Dカウンタ10の出力値
が小さくなり、同様にしてそのうちにA=Bとなる。故
に乗算器5の出力は、LPF11出力を増幅器1と全く同一
特性を有する増幅器を介してADC3に入力した場合と同じ
値となる。この乗算器5出力とADC2出力をセレクタ8を
用いオーバーフロー検出器6出力に基づいて切り替える
ようにしているため、以下第2図に示した場合と同様、
アナログ入力の信号振幅の大小に関係なく常に高分解能
でA/D変換を行うことが出来る。
Next, the operation of FIG. 3 will be described. An analog input band-limited by the LPF 11 is given to the ADC 3 directly and to the ADC 2 after being amplified by 24 dB by the amplifier 1. Therefore ADC2,3
The output of has a ratio of about 16: 1. The output of the ADC 3 is given to the multiplier 5 and is multiplied by the output value of the U / D counter 10. The result of this multiplication and the output of the ADC 2 are given to the comparator 9, and the magnitude comparison is performed. If {| multiplication result |} <{| ADC2 output |} in comparator 9, | A |> | B |
2 = 1, C1 = 0, the U / D counter 10 counts up, and the output value of the U / D counter 10 increases. Then, the output value of the multiplier 5 also increases, and A = B in the meantime. Conversely, if {| multiplication result |}> {| ADC2 output |}, then | A | <| B |, so C2 = 0, C1 = 0, and the U / D counter 10 counts down and U / D The output value of the D counter 10 decreases, and in the same manner, A = B. Therefore, the output of the multiplier 5 has the same value as when the LPF 11 output is input to the ADC 3 via the amplifier having exactly the same characteristics as the amplifier 1. Since the output of the multiplier 5 and the output of the ADC2 are switched based on the output of the overflow detector 6 by using the selector 8, as in the case shown in FIG.
A / D conversion can always be performed with high resolution regardless of the size of the analog input signal amplitude.

なお、U/Dカウンタ10としては、例えば20ビット程度の
ものを用い、その上位16ビットを乗算器5に対して出力
するようにすれば、{乗算結果}“0"{ADC2出力}時
においてU/Dカウンタ10の出力値が変動することなく安
定した動作が得られる。また、比較器9として入力の絶
対値の比較を行うようにしているが、例えば入力される
値が正の場合のみの比較を行いその結果を出力するよう
にしてもよい。
If the U / D counter 10 is, for example, about 20 bits and the upper 16 bits are output to the multiplier 5, when {multiplication result} "0" {ADC2 output} Stable operation can be obtained without changing the output value of the U / D counter 10. Further, although the comparator 9 is configured to compare the absolute values of the inputs, it is also possible to perform the comparison only when the input value is positive and output the result.

第4図は本発明によるA/D変換装置の他の実施例であ
る。なお、第4図において第1図〜第3図と同一機能を
有するものについては同一の記号を付し詳細な説明は省
略する。この実施例においては、第2図とは逆にアナロ
グ入力を増幅して与えられている方のA/D変換器の出力
を乗算器5を用いて減衰させているものである。
FIG. 4 shows another embodiment of the A / D converter according to the present invention. In FIG. 4, those having the same functions as those in FIGS. 1 to 3 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. In this embodiment, contrary to FIG. 2, the output of the A / D converter which is given by amplifying the analog input is attenuated by the multiplier 5.

この図を説明すると、LPF11によって帯域制限されたア
ナログ入力がADC3には直接、ADC2には増幅器1によって
24dBされて与えられる。故にADC2,3の出力は約16:1の比
率を有している。また、比較検出器7がこの比率を正確
に算出し出力する。ここで、比率検出器7による比率の
算出方法としては、ADC3の出力の値をADC2の出力の値で
割った商と求めても良いが、例えばADC2の出力が“0100
000000000000"の時のADC3における出力を記憶するよう
にしてもよい。比較検出器7にて得られた値を乗算器5
を用いてADC3の出力値に乗算するようにしているため、
乗算器5の出力は、LPF11出力を増幅器1と全く同一特
性を有する増幅器を介してADC3に入力した場合と同じ値
となる。この乗算器5の出力とADC2出力をセレクタ8を
用いオーバーフロー検出器6出力に基づいて切り替える
ようにしているため、以下第2図に示した場合と同様、
アナログ入力信号振幅の大小に関係なく常に高分解能で
A/D変換を行うことが出来る。
To explain this figure, the analog input whose band is limited by LPF11 is directly input to ADC3 and the amplifier 1 is input to ADC2.
24dB is given and given. Therefore, the outputs of ADC2,3 have a ratio of about 16: 1. Further, the comparison detector 7 accurately calculates and outputs this ratio. Here, as a method of calculating the ratio by the ratio detector 7, it may be calculated as a quotient obtained by dividing the output value of ADC3 by the output value of ADC2.
The output of the ADC3 at the time of "000000000000" may be stored. The value obtained by the comparison detector 7 is stored in the multiplier 5
Since the output value of ADC3 is multiplied by using
The output of the multiplier 5 has the same value as when the LPF 11 output is input to the ADC 3 via an amplifier having exactly the same characteristics as the amplifier 1. Since the output of the multiplier 5 and the output of the ADC2 are switched based on the output of the overflow detector 6 by using the selector 8, like the case shown in FIG.
Always with high resolution regardless of the amplitude of the analog input signal
A / D conversion can be performed.

第5図は本発明による他のA/D変換装置の具体的な実施
例である。なお、第5図に於て第1図〜第4図と同一機
能を有するものについては同一の記号を付し詳細な説明
は省略する。この実施例においては、第3図とは逆にア
ナログ入力を増幅して与えられている方のA/D変換器の
出力を乗算器5を用いて減衰させているものである。
FIG. 5 shows a concrete embodiment of another A / D conversion device according to the present invention. In FIG. 5, those having the same functions as those in FIGS. 1 to 4 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. In this embodiment, contrary to FIG. 3, the output of the A / D converter which is given by amplifying the analog input is attenuated by using the multiplier 5.

この図を説明すると、LPF11によって帯域制限されたア
ナログ入力がADC3に直接、ADC2には増幅器1によって24
dB増幅されて与えられる。故にADC2,3の出力は約16:1の
比率を有している。ADC2の出力は乗算器5に与えられ、
U/Dカウンタ10の出力値との乗算が行われる。この乗算
結果と、ADC3の出力が比較器9に与えられ大小比較が行
われる。比較器9において{|乗算結果|}<{|ADC3
出力|}ならば|A|>|B|であるため。C2=1,C1=0とな
り、U/Dカウンタ10がカウントアップし、U/Dカウンタ10
の出力値が大きくなる。すると、乗算器5の出力値も大
きくなり、そのうちにA=Bとなる。また逆に{|乗算
結果|}>{|ADC2出力|}ならば|A|<|B|であるた
め、C2=0,C1=0となり、U/Dカウンタ10がカウンタダ
ウンし、U/Dカウンタ10の出力値が小さくなり、同様に
してそのうちA=Bとなる。故に乗算器5の出力は、LP
F11出力を増幅器1と全く同一特性を有する増幅器を介
してADC3に入力した場合と同じ値となる。この乗算器5
出力とADC2出力をセレクタ8を用いオーバーフロー検出
器6出力に基づいて切り替えるようにしているため、以
下第3図に示した場合と同様、アナログ入力の信号振幅
の大小に関係なく常に高分解能でA/D変換を行うことが
出来る。
To explain this diagram, the analog input whose band is limited by LPF11 is directly input to ADC3, and ADC2 is connected to ADC2 by amplifier 1.
It is given after dB amplification. Therefore, the outputs of ADC2,3 have a ratio of about 16: 1. The output of ADC2 is given to the multiplier 5,
The output value of the U / D counter 10 is multiplied. The result of this multiplication and the output of the ADC 3 are given to the comparator 9, and the magnitude comparison is performed. In the comparator 9, {| multiplication result |} <{| ADC3
If output |}, then | A |> | B |. C2 = 1, C1 = 0, U / D counter 10 counts up, and U / D counter 10
The output value of becomes large. Then, the output value of the multiplier 5 also increases, and A = B in the meantime. Conversely, if {| multiplication result |}> {| ADC2 output |}, then | A | <| B |, so C2 = 0, C1 = 0, and the U / D counter 10 counts down and U / D The output value of the D counter 10 becomes smaller, and A = B in the same manner. Therefore, the output of the multiplier 5 is LP
It has the same value as when the F11 output is input to the ADC3 through an amplifier having exactly the same characteristics as the amplifier 1. This multiplier 5
Since the output and the ADC2 output are switched based on the overflow detector 6 output by using the selector 8, as in the case shown in Fig. 3 below, the A resolution is always high with the resolution regardless of the size of the analog input signal amplitude. / D conversion can be performed.

なお、以上の実施例においては、アナログ入力を増幅し
てADC2に入力するようにしているが、ADC2に対しては直
接入力し、ADC3に対して減衰器を用いて減衰させた信号
を入力するようにしても良いことは言うまでもない。ま
た、A/D変換器については上記の実施例では2個を用い
ているが3個以上のA/D変換器を用い、各々に異なった
レベルのアナログ入力を加えるようにしても良いもので
ある。
In the above embodiments, the analog input is amplified and input to ADC2, but it is directly input to ADC2 and the signal attenuated using the attenuator is input to ADC3. It goes without saying that you can do so. Also, although two A / D converters are used in the above embodiment, three or more A / D converters may be used, and analog inputs of different levels may be added to each. is there.

発明の効果 以上のべたように本発明は、アナログ信号をディジタル
信号に変換する複数個のA/D変換器と、アナログ入力信
号を所定の比率で増幅或いは減衰させて前記複数個のA/
D変換器にそれぞれ入力するレベル変換手段と、前記複
数個のA/D変換器出力を入力とし、これら入力の振幅レ
ベルの比を検出し、該検出結果に基づき前記入力の振幅
レベルを調整した後選択的に出力する調整手段を備え、
調整手段の出力をA/D変換出力としたことにより、アナ
ログ信号レベルが小さくなっても、常に大振幅のアナロ
グ信号をA/D変換することが出来るため、周囲のノイズ
の影響を受けにくく、また、ディジタル的に切り替えを
行うため切り替えに伴うノイズの影響を受けることなく
高分解能のA/D変換装置を低分解能のA/D変換器を用いて
実現することが出来、しかも動作速度は従来通りのもの
でよく、さらに高精度の回路素子を要求されないという
優れた効果を有するものである。
Effects of the Invention As described above, the present invention provides a plurality of A / D converters for converting an analog signal into a digital signal, and a plurality of A / D converters for amplifying or attenuating an analog input signal at a predetermined ratio.
A level converting means respectively input to the D converter and the plurality of A / D converter outputs are input, the ratio of the amplitude levels of these inputs is detected, and the amplitude level of the input is adjusted based on the detection result. Equipped with adjusting means for selectively outputting afterwards,
Since the output of the adjusting means is the A / D conversion output, even if the analog signal level becomes small, it is possible to A / D convert the analog signal of large amplitude at all times, so it is less likely to be affected by ambient noise, In addition, since digital switching is performed, a high-resolution A / D converter can be realized by using a low-resolution A / D converter without being affected by noise caused by the switching, and the operating speed is the same as before. It has the excellent effect that high precision circuit elements are not required.

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

第1図は本発明の一実施例によるA/D変換装置の概略を
示すブロック図、第2図は本発明によるA/D変換装置の
具体的な実施例を表すブロック図、第3図〜第5図は本
発明による他のA/D変換器の他の実施例を表すブロック
図、第6図は従来より用いられるA/D変換器を表すブロ
ック図である。 1……増幅器、2,3……A/D変換器、4……処理装置、5
……乗算器、6……オーバーフロー検出器、7……比率
検出器、8……セレクタ、9……比較器、10……アップ
ダウンカウンタ、11……ローパスフィルタ。
1 is a block diagram showing an outline of an A / D converter according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a block diagram showing a concrete embodiment of an A / D converter according to the present invention, and FIGS. FIG. 5 is a block diagram showing another embodiment of another A / D converter according to the present invention, and FIG. 6 is a block diagram showing an A / D converter conventionally used. 1 ... Amplifier, 2,3 ... A / D converter, 4 ... Processing device, 5
…… Multiplier, 6 …… Overflow detector, 7 …… Ratio detector, 8 …… Selector, 9 …… Comparator, 10 …… Up / down counter, 11 …… Low pass filter.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】アナログ信号をディジタル信号に変換する
複数個のA/D変換器と、 アナログ入力信号を所定の比率で増幅或いは減衰させて
前記複数個のA/D変換器にそれぞれ入力するレベル変換
手段と、 前記複数個のA/D変換器出力を入力とし、これら入力の
振幅レベルの比を検出し、その検出結果に基づき前記入
力の振幅レベルを調整した後選択的に出力する調整手段
とを備え、 前記調整手段の出力をA/D変換出力とすることを特徴と
するA/D変換装置。
1. A plurality of A / D converters for converting an analog signal into a digital signal, and a level for amplifying or attenuating an analog input signal at a predetermined ratio and inputting to each of the plurality of A / D converters. A conversion means and an adjustment means for receiving the outputs of the plurality of A / D converters, detecting a ratio of the amplitude levels of these inputs, and adjusting the amplitude level of the input based on the detection result and then selectively outputting the adjusted amplitude level. And an A / D conversion device, wherein the output of the adjusting means is an A / D conversion output.
【請求項2】調整手段が、複数個のA/D変換器における
第1のA/D変換器出力に対する他のA/D変換器出力の比率
を求める手段と、前記比率に基づき前記複数の入力のレ
ベルを調整する調整手段と、前記複数の入力のレベルに
基づき、前記調整手段出力及び前記第1のA/D変換器出
力よりいずれかを選択し出力する選択手段とを有するこ
とを特徴とする請求項1記載のA/D変換装置。
2. An adjusting means for obtaining a ratio of another A / D converter output to a first A / D converter output in the plurality of A / D converters, and a plurality of the plurality of A / D converter outputs based on the ratio. It has an adjusting means for adjusting an input level, and a selecting means for selecting and outputting any one of the adjusting means output and the first A / D converter output based on the plurality of input levels. The A / D conversion device according to claim 1.
【請求項3】調整手段が、この調整手段の複数の入力の
内最小レベルの入力を基準入力とし、レジスタと、前記
レジスタの内容に応じて前記入力のレベルを調整する調
整手段と、前記調整手段出力と前記複数個のA/D変換器
における第1のA/D変換器出力のレベルを比較する比較
手段と、前記比較手段の出力に基づき前記レジスタの内
容を変更する変更手段と、前記複数の入力のレベルに応
じて、前記調整手段出力及び前記第1のA/D変換器出力
よりいずれかを選択し出力する選択手段とを有すること
を特徴とする請求項1記載のA/D変換装置。
3. An adjusting means uses an input of a minimum level among a plurality of inputs of the adjusting means as a reference input, a register, an adjusting means for adjusting the level of the input according to the contents of the register, and the adjusting means. Comparing means for comparing the level of the output of the means with the output of the first A / D converter in the plurality of A / D converters; changing means for changing the contents of the register based on the output of the comparing means; 2. The A / D according to claim 1, further comprising: a selecting unit that selects and outputs one of the adjusting unit output and the first A / D converter output according to a plurality of input levels. Converter.
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