JPH0795091A - サーモメータ・コード処理方法及び装置 - Google Patents
サーモメータ・コード処理方法及び装置Info
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- JPH0795091A JPH0795091A JP17750994A JP17750994A JPH0795091A JP H0795091 A JPH0795091 A JP H0795091A JP 17750994 A JP17750994 A JP 17750994A JP 17750994 A JP17750994 A JP 17750994A JP H0795091 A JPH0795091 A JP H0795091A
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Abstract
換する際に、クロストークをなくし、ノイズに影響され
ないようにする。 【構成】 ロジック回路(821 、822 、823 )の
各々の上半分は、サーモメータ・コードから非反転のグ
レイ・コードの各ビットを求めるブール関数に応じて、
サーモメータ・コード信号対の各ビットの第1サブセッ
トを処理して、非反転グレイ・コードの各ビット(G
1)を発生する。各ロジック回路の下半分は、サーモメ
ータ・コードから反転のグレイ・コードの各ビットを求
めるブール関数に応じて、サーモメータ・コード信号対
の別のビットの第2サブセットを処理して、反転グレイ
・コードの各ビット(/G1)を発生する。よって、差
動信号のグレイ・コードの反転及び非反転ビットが、独
立に得られる。
Description
をグレイ・コードに変換する方法及び装置に関する。
ことができる。このサーモメータ・コードでは、データ
・ワードの連続した各ビットを、順次大きくなる値に割
り当て、その数以下の値に割り当てられた総てのビット
を論理(ロジック)真状態とし、その数よりも大きい値
に割り当てられた総てのビットを論理偽状態にする。す
なわち、サーモメータ・コードは、温度計の各目盛りに
各ビットを割り当て、指示する値以下の全ビットを例え
ば1とし、その値より大きい全ビットを例えば0とした
ものである。サーモメータ・コードの一般的なアプリケ
ーションは、アナログ・デジタル(A/D)変換器であ
る。このA/D変換器では、電圧範囲を1組の量子化レ
ベルに分割し、各量子化レベルに関連した比較器がアナ
ログ入力電圧を電圧量子化基準と比較し、入力電圧がそ
の電圧量子化基準よりも大きいときに論理真状態の出力
を発生する。よって、関連した基準電圧の量子化レベル
の大きさが順次に配置されていると、総ての比較器の出
力が、入力電圧の大きさを表すサーモメータ・コードの
ビットを形成する。
して、サーモメータ・コードは、必要なビット数の観点
からは、効率的に数を表さない。例えば、8ビットのサ
ーモメータ・コードは、9個の異なる数(0を含む)の
任意の1個を表すことしかできないが、典型的な8ビッ
ト2進コードは、256個の異なる数の1個を表すこと
ができる。よって、A/D変換器のサーモメータ・コー
ド出力は、通常、データとして外部回路に転送される前
に、エンコーダ(変換)回路により、一層簡潔で有用な
2進コードに変換される。しばしば、所望2進コード
は、重み付け非隣接2進コード(weighted, non-adjace
nt binary code)である。
サーモメータ・コードを、既知のグレイ・コードのよう
に非重み付け隣接2進コード(non-weighted adjacent
binary code )に変換し、次に、この非重み付け隣接2
進コードを所望の重み付け非隣接2進コードに変換する
ことにより、サーモメータ・コードを重み付け非隣接2
進コードに変換すると、利点が得られることを開示して
いる。
た回路の実際のインプレメンテーションでは、サーモメ
ータ・コード信号は、差動形式であり、シングル・エン
ド・グレイ・コード信号に変換される。また、各シング
ル・エンド・グレイ・コード信号は、基準電圧と比較さ
れて、差動グレイ・コード信号を発生する。
号に開示されたアナログ/グレイ変換器を示す。この変
換器は、15個が1組の比較器14と分圧回路網18と
を有するアナログ/サーモメータ・コード変換器10を
具えている。これら比較器の出力は、ラッチ221 〜2
215の各々に供給され、これらラッチの出力をサーモメ
ータ/グレイ変換器(エンコーダ)26に供給する。こ
のサーモメータ/グレイ・エンコーダ26は、4個のグ
レイ・コード・ビットG1〜G4用の4個のチャンネル
261 〜264 を具えている。サーモメータ/グレイ・
エンコーダ26の4個のチャンネルは、次の式を演算す
る。 G1=T1*(/T3)+T5*(/T7)+T9*(/T11)+T13*(/T15) G2=T2*(/T6)+T10*(/T14) G3=T4*(/T12) G4=T8 (式1) なお、Tの後の数字はサーモメータ・コードのビットを
示し、Gの後の数字はグレイ・コード・ビットを表し、
各ビットの斜線(/)はビット基準の否定(反転)を示
し、アスタリスク(*)は論理積(アンド)機能を表
し、プラス(+)は論理和(オア)機能を表す。上述の
米国特許第4733220号に記載されている如く、グ
レイ・コード値を計算するために図4の回路を用いる
と、メタステーブルのサーモメータ・コード・ビットの
伝搬に関する利点が得られる。
モメータ・コード信号を扱うが、この図4の示すアナロ
グ/グレイ変換器の実際のインプレメンテーションで
は、比較器14が発生する出力信号は、差動形式である
ので、各シングル・エンド信号を反転することなく、ビ
ット/T3、/T7、/T11などを発生できる。
インプレメンテーションにおけるラッチの1個を示す。
比較器の1個が発生した差動出力信号は、差動対30、
32に供給され、差動クロック信号は、差動対36、3
8に供給される。トランジスタ36のベースが高に変化
するときにトランジスタ30のベースが高ならば、即
ち、サーモメータ・コードが論理真状態ならば、電流源
40は、電源Vccからの電流を、抵抗器44及びトラ
ンジスタ30、36を介して供給する。抵抗器44の電
圧降下は、エミッタ・フォロワ・トランジスタ48のベ
ースを低に維持するので、トランジスタ58のベースが
低になる。電流源40は、抵抗器46に電流を供給しな
いので、エミッタ・フォロワ・トランジスタ50のベー
スが高となり、トランジスタ56のベースが高になる。
トランジスタ48、50のエミッタは、ラッチの出力と
なる。クロック信号が状態を変えると、電流源40は、
抵抗器44及びトランジスタ56を介して電流を供給す
るので、トランジスタ36のベースが高のときの状態が
ラッチされる。よって、トランジスタ36のベースが低
に変化したときに入力信号が論理偽ならば、トランジス
タ48、50のエミッタは、夫々高及び低にラッチされ
る。
229 、2211、2213及び2215の出力をサーモメー
タ/グレイ・エンコーダ26のチャンネル261 に供給
する。このチャンネル261 は、4段(ステージ)であ
り、その内の2段を図6に62及び64で示す。各段
は、2個のラッチの出力を受ける2個の差動対から構成
されている。よって、ラッチ221 の出力は、差動対6
61 に供給され、ラッチ223 の出力は、適切なレベル
・シフト器を介して差動対663 に供給される。ステー
ジ62の差動対661 及び663 は、コレクタ電流を負
荷抵抗器72に供給する。トランジスタ76は、関数T
1*(/T3)に応じて変化する電流をノード78に供
給する。他の3段のエミッタ・フォロワは、関数T5*
(/T7)、T9*(/T11)及びT13*(/T1
5)に応じて夫々変化する電流をノード78に供給す
る。このノードは、プルダウン抵抗器80を介して接地
される。エミッタ・フォロワをノード78に接続するの
は、ワイヤード・オア機能のためであり、このノード7
8に供給された電流がプルダウン抵抗器80に電圧降下
を生じ、シングル・エンド・グレイ・コード信号G1と
なる。ノード78の電圧及び適切な基準電圧を差動入力
ラッチ(図示せず)に供給する。このラッチは、差動グ
レイ・コード信号を発生し、この信号を差動グレイ・コ
ード信号G2〜G4と組み合わせて、差動非重み付け隣
接2進コード信号を発生する。
タ/グレイ・エンコーダは、シングル・エンド出力信号
を発生するので、差動回路に関連した欠点に直面する。
例えば、寄生容量及び/又は電源インピーダンスのため
にグレイ・コード及びA/D変換器内の他の信号間にク
ロストークが生じるが、このクロストークは、差動信号
の場合のように、キャンセルされない。さらに、同じノ
イズ・マージンとするならば、シングル・エンド信号の
振幅変化は、対応する差動信号の2倍でなければならな
い。
クがなく、ノイズに影響されないサーモメータ・コード
処理方法及び装置の提供にある。
れば、本発明の方法は、多ビット・サーモメータ・コー
ドとして表される数値を示す1組の差動電気信号対を処
理する。この方法では、第1組のブール関数(例えば、
サーモメータ・コードから非反転のグレイ・コードの各
ビットを求めるブール関数)に応じて第1組の差動電気
信号対の成分(各ビット)の第1サブセット(ビットの
集まり)を処理して、第1組の出力電気信号成分(例え
ば、非反転のグレイ・コードの各ビット)を発生する。
つぎに、第2組のブール関数(例えば、サーモメータ・
コードから反転のグレイ・コードの各ビットを求めるブ
ール関数)に応じて第1組の差動電気信号対の成分の第
2サブセットを処理して、第2組の出力電気信号成分
(例えば、反転のグレイ・コードの各ビット)を発生す
る。なお、第1及び第2サブセット並びに第1及び第2
組のブール関数は、第1及び第2組の出力電気信号成分
を組み合わせると、多ビットサーモメータ・コードより
もビット数が少なく、第2多ビット・コード(例えば、
グレイ・コード)として表される数値を示す第2組の差
動電気信号対を形成させる如きものである。
サーモメータ・コードとして表される第1組の差動電気
信号対を処理する装置が得られる。この装置は、第1組
のブール関数(例えば、サーモメータ・コードから非反
転のグレイ・コードの各ビットを求めるブール関数)に
応じて第1組の差動電気信号対の成分(各ビット)の第
1サブセット(ビットの集まり)を処理して、第1組の
出力電気信号成分(例えば、非反転のグレイ・コードの
各ビット)を発生する手段と、第2組のブール関数(例
えば、サーモメータ・コードから反転のグレイ・コード
の各ビットを求めるブール関数)に応じて第1組の差動
電気信号対の成分の第2サブセットを処理して、第2組
の出力電気信号成分(例えば、反転のグレイ・コードの
各ビット)を発生する手段とを具えている。なお、第1
及び第2サブセット並びに第1及び第2組のブール関数
は、第1及び第2組の出力電気信号成分を組み合わせる
と、多ビットサーモメータ・コードよりもビット数が少
なく、第2多ビット・コード(例えば、グレイ・コー
ド)として表される数値を示す第2組の差動電気信号対
を形成させる如きものである。
施例を説明する。式1に示したシングル・エンド・グレ
イ・コードと相補形式のコードを発生するのに用いる1
組の関数は、次のようなものである。 (/G1)=(/T1)+T3*(/T5)+T7*(/T9)+T11*(/T13)+T15 (/G2)=(/T2)+T6*(/T10)+/T14 (/G3)=(/T4)+T12 (/G4)=(/T8) (式2) 式1及び2より、所定のサーモメータ・コードの対Ti
、/Ti をたった1個のグレイ・コードの対を発生し
ているのに用いていることが判る。たとえば、サーモメ
ータ・コードの対T1、/T1を、グレイ・コードの対
G1、/G1の発生に用い、他のいかなるグレイ・コー
ド対の発生には用いないこと判る。上述の米国特許第4
733220号で説明している如く、これにより、グレ
イ・コード信号に対する、サーモメータ・コード信号の
メタステーブル状態の影響に関する利点が得られる。ま
た、グレイ・コード対のたった1個の要素を発生するの
に対のTi 、/Ti の各要素を用いるので、サーモメー
タ・コード対を表す信号のファンアウトは1個であり、
これらは電流信号でもよい。
現するので、各グレイ・コード対の2個の成分を別々に
計算する(求める)。このエンコーダは、4個のチャン
ネル821 〜824 を具えており、4個の対を夫々計算
する。エンコーダ・チャンネル821 〜823 は、デー
タ・バッファ84、アンド・ゲート86及びオア・ゲー
ト88で構成される。チャンネル824 は、データ・バ
ッファ及びオア・ゲートを含んでおり、チャンネル82
1 〜823 に対するタイミングを適切に維持する。同様
に、チャンネル823 は、単一入力オア・ゲートを具え
ており、信号G3のタイミングを適切に維持する。電位
分割器(分圧器)が付加的な抵抗器を具え、付加的な比
較器及び付加的なラッチがあり、オーバーフロー・サー
モメータ・コード対T16、/T16を発生するなら
ば、付加的なエンコーダ・チャンネルを設けて、オーバ
ーフロー・グレイ・コード対G5、/G5を発生でき
る。この付加エンコーダ・チャンネルは、チャンネル8
24 と機能的に同じである。
に示す如きラッチ及び図6に示すのと類似の組合せロジ
ック回路とを用いて実現できる。しかし、エンコーダ・
チャンネルの1つの好適なインプレメンテーションを、
図2に例として示す。
示す。このエンコーダ・チャンネルは、グレイ・コード
対G1、/G1を発生する。エンコーダ・チャンネル8
21は、エミッタ結合ロジック回路であり、各サーモメ
ータ・コード対に対して、ラッチ94及び差動対と、関
連した電流源とを具えている。このサーモメータ・コー
ド対を用いて、グレイ・コード対G1、/G1を発生す
る。各ラッチ94は、電圧出力を発生するが、これは図
5に示す如き構成でもよい。ラッチ941 の出力は、T
1、/T1を示し、差動対104、106に供給され
る。この差動対は、電圧信号を電流信号に変換する。ト
ランジスタ104のコレクタを、負荷抵抗器108を介
して、電源Vccに接続する。この負荷抵抗器108は、
エミッタ・フォロワ110に接続され、このトランジス
タ110のエミッタ電流が値/T1を表す。T3、/T
3を表す電圧信号を発生するラッチ943 の出力端は、
トランジスタ114、116のベースに接続される。ト
ランジスタ106及び114のコレクタは、ノード13
0に接続される。このノード130は、エミッタ・フォ
ロワ120に接続された負荷抵抗器118を介して電源
Vccに接続される。ノード130のnpnトランジスタ
106、114のコレクタを相互接続して、ワイヤード
・アンド機能を達成することが当業者には理解できよ
う。なお、トランジスタ106及び114の各々にコレ
クタ電流が流れない場合のみ、抵抗器118に電流が流
れない(論理真)。よって、トランジスタ120のエミ
ッタ電流は、値T1*(/T3)を表す。エンコーダ・
チャンネル821 の他の段は、値T3*(/T5)、T
5*(/T7)、T7*(/T9)、T9*(/T1
1)、T11*(/T13)、T13*(/T15)及
びT15を表す。電流T1*(/T3)、T5*(/T
7)、T9*(/T11)及びT13*(/T15)を
ノード122に供給する。このノード122は、プルダ
ウン抵抗器126を介して接地する。電流/T1、T3
*(/T5)、T7*(/T9)、T11*(/T1
3)及びT15をノード124に供給し、このノード
は、プルダウン抵抗器128を介して接地する。ノード
122に接続されたnpnトランジスタのエミッタは相
互接続され、ワイヤード・オア機能を実現するので、ノ
ード122に供給される全電流は、G1に等しい値T1
*(/T3)+T5*(/T7)+T9*(/T11)
+T13*(/T15)を表す電圧をプルダウン抵抗器
126に発生する。同様に、ノード124に供給される
全電流は、値/G1を表す電圧をプルダウン抵抗器12
8に発生する。よって、値G1及び/G1を別々に発生
することにより、差動グレイ・コード対G1、/G1が
発生する。
ダは、図4を元にしたエンコーダよりも利点があるが、
図6に示す回路に類似した組合せロジック回路を含んで
おり、これは部品が少なくて済む。より一層のインプレ
メンテーションは、図2の各ラッチ94と、その関連差
動対及び電流源、即ち、差動対104、106及び電流
源132を、図3に示す回路と置換することにより達成
できる。
段と本質的に同じラッチを示す。しかし、抵抗器44及
び46は、Vccに直接接続される代わりに、ベース接地
トランジスタ96、98のエミッタに接続され、それら
のコレクタは、図2に示す負荷抵抗器の2個に接続され
る。図3に示す回路を用いることにより、入力サーモメ
ータ・コードをラッチするのに用いた電流を負荷抵抗器
にも供給して、グレイ・コード出力を発生できるという
利点が得られる。よって、図5の場合、差動対30、3
2及び56、58が発生した電流信号を、抵抗器44、
46及びエミッタ・フォロワ48、50が電圧信号に変
換し、更に、差動対104、106が電流信号に戻す。
しかし、例えば、図3の場合、電流信号を直接的に負荷
抵抗器に供給している。
の場合、即ち、米国特許第4586025号に記載され
ている如く、シーケンスから外れたエラーがない場合、
値Gj 及び/Gj を独立して計算するために(jは正の
整数)、式1及び2を用いて、適切なグレイ・コード値
を発生している。
よれば、サーモメータ・コードがシーケンスから外れた
エラーを含んでいる場合、理想的な2進コードは、不規
則なサーモメータ・コード内の論理1の数を表す。例え
ば、12個の論理1を含んで10進の12を表すサーモ
メータ・コード000 1111 1111 1111
をグレイ・コード1010に変換し、12個の論理1を
含んだ規則外のサーモメータ・コード011 0011
1111 1111は、グレイ1010にエンコード
されなければならない。しかし、これが、式1及び2を
用いてエンコードされるならば、これは、グレイ110
1又は10進9に戻る。よって、サーモメータ・コード
がシーケンス外のエラーを含んでいると、式1及び2を
用いることは、理想的な結果にならない。式1及び2を
用いて不規則なサーモメータ・コードをグレイ・コード
に変換する場合、不確定なデータ・ビットとなる、即
ち、Gj 及び/Gj の両方が同じ状態になる。しかし、
不確実なビットは、一般に再生することにより解決で
き、このエラーは、シングル・エンド信号を用いた場合
よりは悪くない。
ータ・コードにおけるシーケンス外のエラーの影響を最
小にする技術を示している。この米国特許第45860
25号の開示によれば、サーモメータ・コード信号をP
個のサブセットにグループ分けすることにより、サーモ
メータ・コード内のシーケンス外エラーの影響を最小に
する。なお、N番目(N=1・・・P)のサブセット
は、サーモメータ・コードのN番目の信号と、その後の
総てのP番目の信号とから構成されているので、各信号
サブセットは、分離したサーモメータ・コードを表す。
信号のP個のサブセットを入力として、各サーモメータ
/2進エンコーダ(各々が多エンコーダ・チャンネルを
有する)に供給し、このサーモメータ/2進エンコーダ
の出力を加算する。シーケンス外のエラーのスパンを、
各エンコーダへの入力であるPよりも小さくして、シー
ケンス外エラーから逃れると共に、これらエンコーダの
出力の和がシーケンス外サーモメータ・コードの理想的
な近似値に等しくなる。この技術を、図1及び2を参照
して説明したエンコーダと共に使用して、シーケンス外
エラーの影響を最小にできる。
メータ・コードを差動グレイ・コードに変換する際、非
反転グレイ・コード及び反転グレイ・コードの夫々に対
して独立のロジック回路を用いるので、差動グレイ・コ
ード間にクロストークがなく、また、ノイズに影響され
ない。
論理ブロック図である。
置の部分的回路図である。
図である。
ック図である。
一部の回路図である。
他の一部の回路図ある。
Claims (4)
- 【請求項1】 多ビット・サーモメータ・コードとして
表される数値を示す第1組の差動電気信号対を処理する
方法であって、 第1組のブール関数に応じて上記第1組の差動電気信号
対の成分の第1サブセットを処理して、第1組の出力電
気信号成分を発生し、 第2組のブール関数に応じて上記第1組の差動電気信号
対の成分の第2サブセットを処理して、第2組の出力電
気信号成分を発生し、 上記第1及び第2サブセット並びに上記第1及び第2組
のブール関数は、上記第1及び第2組の出力電気信号成
分を組み合わせると、上記多ビット・サーモメータ・コ
ードよりも少ないビットで、第2多ビット・コードとし
て表される上記数値を示す第2組の差動電気信号対を形
成させる如きものであることを特徴とするサーモメータ
・コード処理方法。 - 【請求項2】 上記第1及び第2サブセット並びに上記
第1及び第2組のブール関数は、上記第2多ビット・コ
ードをグレイ・コードとすることを特徴とする請求項1
の処理方法。 - 【請求項3】 多ビット・サーモメータ・コードとして
表される数値を示す第1組の差動電気信号対を処理する
装置であって、 第1組のブール関数に応じて上記第1組の差動電気信号
対の成分の第1サブセットを処理して、第1組の出力電
気信号成分を発生する手段と、 第2組のブール関数に応じて上記第1組の差動電気信号
対の成分の第2サブセットを処理して、第2組の出力電
気信号成分を発生する手段とを具え、 上記第1及び第2サブセット並びに上記第1及び第2組
のブール関数は、上記第1及び第2組の出力電気信号成
分を組み合わせると、上記多ビット・サーモメータ・コ
ードよりも少ないビットで、第2多ビット・コードとし
て表される上記数値を示す第2組の差動電気信号対を形
成させる如きものであることを特徴とするサーモメータ
・コード処理装置。 - 【請求項4】 上記第1組の差動電気信号対の成分の第
1サブセットを処理する手段及び上記第1組の差動電気
信号対の成分の第2サブセットを処理する手段は、エミ
ッタ結合ロジック回路を具えていることを特徴とする請
求項3の処理装置。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US8897093A | 1993-07-08 | 1993-07-08 | |
US08088970 | 1993-07-08 |
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JPH0795091A true JPH0795091A (ja) | 1995-04-07 |
JP2917095B2 JP2917095B2 (ja) | 1999-07-12 |
Family
ID=22214580
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2917095B2 (ja) | 1999-07-12 |
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