JPH08102674A - インターフェイス回路 - Google Patents

インターフェイス回路

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JPH08102674A
JPH08102674A JP6261120A JP26112094A JPH08102674A JP H08102674 A JPH08102674 A JP H08102674A JP 6261120 A JP6261120 A JP 6261120A JP 26112094 A JP26112094 A JP 26112094A JP H08102674 A JPH08102674 A JP H08102674A
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Japan
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analog
threshold
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Kokuriyou Kotobuki
国梁 寿
Kazunori Motohashi
一則 本橋
Sunao Takatori
直 高取
Makoto Yamamoto
山本  誠
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Sharp Corp
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Sharp Corp
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    • G06JHYBRID COMPUTING ARRANGEMENTS
    • G06J1/00Hybrid computing arrangements

Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】電圧駆動型のインターフェース回路を提供す
る。 【構成】デジタル信号を容量結合CP1により統合して
アナログ信号に変換し、一方アナログ信号は複数の閾値
回路を用いた量子化回路Q1によりデジタル化するもの
である。そしてアナログ出力を増幅器INV1に接続
し、この増幅器の出力をフィードバックキャパシタンス
を介してその入力に接続することによって、その線形性
と安定性を確保する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はインターフェース回路に
係り、アナログ/デジタル混在回路においてアナログ信
号を伝送するためのインターフェース回路に関する。
【0002】
【従来の技術】本発明の発明者等は特願平04−301
740号において、2値、多値相互の変換を行うための
インターフェース回路を提案している。このインターフ
ェース回路は、デジタル信号を多値化して他デバイスに
伝送し、これをデバイス内で再びデジタル信号に戻すも
のである。しかしこの回路はレジスタンスを直列した分
圧器によりA/D変換を行う構成であり、省電力に関す
る配慮が不十分であった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような従
来の問題点を解消すべく創案されたもので、電圧駆動型
のインターフェース回路を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明に係るインターフ
ェース回路は、デジタル信号を容量結合により統合して
アナログ信号に変換し、一方アナログ信号は複数の閾値
回路を用いた量子化回路によりデジタル化するものであ
る。そしてアナログ出力を増幅器に接続し、この増幅器
の出力をフィードバックキャパシタンスを介してその入
力に接続することによって、その線形性と安定性を確保
している。
【0006】
【作用】本発明によれば、電圧型のA/D、D/A変換
によるインターフェース回路が実現され、全体回路の省
電力化に寄与し得る。
【0007】
【実施例】次に本発明に係るインターフェース回路の1
実施例を図面に基づいて説明する。
【0008】図1はデジタルデバイスD1の出力(デジ
タルデータDD)をデジタルデバイスD2に入力するた
めのインターフェース回路を示し、D1の出力は一旦レ
ジスタR1に保持される。ここにR1はパラレル入力/
パラレル出力であるが、シフトレジスタのようにシリア
ル入力/パラレル出力のレジスタも使用可能である。レ
ジスタR1の出力は容量結合CP1に入力され、ここで
重み付け加算が行われる。容量結合CP1はキャパシタ
ンスC11、C12、C13、C14を並列接続してな
り、デジタルデータDDの各ビットの重みに応じた重み
付けをC11〜C14で行う。この重み付けのために、
例えばC11:C12:C13:C14=8:4:2:
1の容量比に設定されている。
【0009】容量結合CP1の出力は3段のCMOSイ
ンバータI1、I2、I3よりなるINV1に入力さ
れ、INV1は3段インバータのオープンゲインの積に
よって与えられる大きなゲインを持つ。INV1の出力
は節電スイッチSW1、フィードバックキャパシタンス
Cf1を介してその入力に接続され、SW1の閉成状態
では、INV1の出力V1はCP1、Cf1の比によっ
て決定される以下の値となる。 V1=−(DD/Cf1) (2 ) ここに Cf1=C11+C12+C13+C14 (3 ) とされ、V1は正規化された値となる。
【0010】反転増幅器INV1の出力はアナログ信号
ラインASLを介してデバイスD2に伝送され、D2の
前段において量子化回路Q1によるデジタル化が行われ
る。量子化回路Q1の出力は、R1と同様のレジスタR
2で保持された後に、適当なタイミングでデバイスD2
に入力される。以上のR1、CP1、INV1、Cf1
により電圧型のD/A変換回路DAが実現されている。
【0011】量子化回路Q1は図2に示す4段階の閾値
回路Th1〜Th4よりなり、各閾値回路の出力Q1
d、Q1c、Q1b、Q1aは、より下位の閾値回路に
入力されている。
【0015】図2において、最も下位の閾値回路Th1
はV1、Q1a、Q1b、Q1cが入力される容量結合
CP21このCP21出力に接続された反転増幅器IN
V24を有し、Q1dは反転増幅器INV24の出力と
して生成されている。CP21はキャパシタンスC23
1、C232、C233、C234、C235、C23
6よりなり、V1はC231に、Q1aはC232に、
Q1bはC233に、Q1cはC234にそれぞれ入力
されている。さらにINV31の閾値を調整する基準電
圧VdがC235に入力され、C236はCP21全体
の容量を調整するために接地されている。
【0016】最下位から2番目の桁に対応する閾値回路
Th2はV1、Q1a、Q1bが入力される容量結合C
P22、このCP22の出力に接続された反転増幅器I
NV23を有し、Q1cは反転増幅器の出力として生成
されている。CP23はキャパシタンスC221、C2
22、C223、C224、C225よりなり、V1は
C221に、Q1aはC222に、Q1bはC223に
それぞれ入力されている。さらにINV23の閾値を調
整する基準電圧VdがC224に入力され、C225は
CP2全体の容量を調整するために接地されている。
【0017】最下位から3番目の桁に対応する閾値回路
Th3はV1、Q1aが入力される容量結合CP23、
このCP23の出力に接続された反転増幅器INV22
を有し、Q1bは反転増幅器INV22の出力として生
成されている。CP23はキャパシタンスC211、C
212、C213、C214よりなり、V1はC211
に、Q1aはC212にそれぞれ入力されている。さら
にINV22の閾値を調整する基準電圧VdがC213
に入力され、C214はCP23全体の容量を調整する
ために接地されている。
【0018】最上位桁に対応する閾値回路Th4はV1
が入力される反転増幅器INV21を有し、Q1aはI
NV21の出力として生成されている。
【0019】CP21〜CP23の各キャパシタンスの
容量は表1のとおりであり、入力電圧V1に対する出力
Q1a、Q1b、Q1c、Q1dは表2のとおりであ
る。なお表1のCuは実用上LSI内に形成し得る最小
容量あるいは、各容量結合に共通な大きい容量キャパシ
タンスである。また表2中、電圧(Vd/16)をVa
として表示している。
【0020】以上の量子化回路Q1によりデジタル出力
Q1a〜Q1dが生成され、これによって電圧型のA/
D変換回路ADが実現されている。
【0021】リフレッシュ回路Q2は図3の構成を有
し、図2の量子化回路Q1の出力を容量結合CP3によ
り重み付き加算したものであり、その出力はINV1と
同様の反転増幅器INV3およびフィードバックキャパ
シタンスCf3により線形性と安定化が図られている。
【0022】節電スイッチ(図1)は反転増幅器INV
1のフィードバック系を除去するものであり、INV1
の動作領域をカットオフ領域または飽和領域に収束さ
せ、線形領域での動作を阻止する。カットオフ領域およ
び飽和領域ではINV1を構成するCMOSインバータ
は消費電流が生じることがなく、従って電力消費は無視
し得るものとなる。
【0023】図4は本発明の第2実施例を示すものであ
り、前記AD、DAを組合せた回路ADDAをASLの
両端に接続してなる。回路DAの出力と回路ADの入力
はマルチプレクサMUXに接続され、DAの出力をAS
Lに伝送する際にはADを遮断してDAのみをASLに
接続し、逆の場合にはDAを遮断してADのみをASL
に接続する。このようにAD、DAを対で使用すれば、
アナログ/デジタル、デジタル/アナログ、アナログ/
アナログ、デジタル/デジタルの任意の組合せについて
のインターフェース回路を実現し得る。
【0024】図5は双方向型のリフレッシュ回路を示
し、前記リフレッシュQ2の両端にスイッチSW51、
SW52を接続してなる。スイッチSW51はQ2への
入力を、左側または右側のラインの一方から選択し、ス
イッチSW52はQ2からの出力を、左側または右側の
一方から選択する。そしてSW51、SW52は連動し
ており、左側の入力と右側の出力、右側の入力と左側の
出力が対となって選択されるようになっている。このよ
うな双方向のリフレッシュ回路を用いれば、より広い用
途でインターフェース回路を実現し得る。
【0025】
【発明の効果】前述のとおり、本発明に係るインターフ
ェース回路は、デジタル信号を容量結合により統合して
アナログ信号に変換し、一方アナログ信号は複数の閾値
回路を用いた量子化回路によりデジタル化するので、電
圧型のA/D、D/A変換によるインターフェース回路
が実現でき、全体回路の省電力化に寄与し得るという優
れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るインターフェース回路の第1実施
例を示す回路図である。
【図2】同実施例における量子化回路を示す回路図であ
る。
【図3】同実施例におけるリフレッシュ回路を示す回路
図である。
【図4】本発明の第2実施例を示す回路図である。
【図5】レフレッシュ回路の変形例を示すブロック図で
ある。
【符号の説明】
DA...D/A変換回路 AD...A/D変換回路 INV1、INV21、INV22、INV23、IN
V24、INV3...反転増幅器 I1、I2、I3...MOSインバータ CP1、CP21、CP22、CP23、CP3...
容量結合 R1、R2...レジスタ Q1...量子化回路 Q2...リフレッシュ回路 D1、D2...デジタルデバイス ASL...アナログ信号ライン Th1、Th2、Th3、Th4...閾値回路 C11、C12、C13、C14、C211、C21
2、C213、C214、C221、C222、C22
3、C224、C225、C231、C232、C23
4、C234、C235、C236、C31、C32、
C33、C34、C41、C42、C43、C44、C
45、C46、C47、C48...キャパシタンス SW1、SW2、SW3、SW4...節電スイッチ ADDA...組合せ回路。
【表1】
【表2】
フロントページの続き (72)発明者 高取 直 東京都世田谷区北沢3−5−18 鷹山ビル 株式会社鷹山内 (72)発明者 山本 誠 東京都世田谷区北沢3−5−18 鷹山ビル 株式会社鷹山内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 デジタル信号が入力され、このデジタ
    ル信号の各ビットのデータを保持するレジスタと、この
    レジスタから出力された各ビットのデータにビットごと
    の重みを掛けて統合する容量結合と、この容量結合の出
    力が入力された増幅回路と、この増幅回路の出力をその
    入力に接続するフィードバックキャパシタンスとを備
    え、前記増幅回路からアナログ電圧出力を出力するD/
    A変換部と;前記アナログ電圧出力が接続されたアナロ
    グ信号線と;前記アナログ信号線が共通に接続された複
    数段階の閾値回路を備え、この閾値回路は、上位桁相当
    側の出力が下位桁側の全ての閾値回路に前記アナログ入
    力電圧とともに入力されるよう接続され、この接続に
    は、各閾値回路がアナログ入力電圧の変化に応じて段階
    的に反転、非反転を繰返すよう所定の重み付けがなされ
    ているA/D変換部と;とを備えているインターフェー
    ス回路。
  2. 【請求項2】 デジタル信号が入力され、このデジタ
    ル信号の各ビットのデータを保持するレジスタと、この
    レジスタから出力された各ビットのデータにビットごと
    の重みを掛けて統合する容量結合と、この容量結合の出
    力が入力された増幅回路と、この増幅回路の出力をその
    入力に接続するフィードバックキャパシタンスとを備
    え、前記増幅回路からアナログ電圧出力を出力するD/
    A変換部と;アナログ電圧入力が共通に接続された複数
    段階の閾値回路を備え、この閾値回路は、上位桁相当側
    の出力が下位桁側の全ての閾値回路に前記アナログ入力
    電圧とともに入力されるよう接続され、この接続には、
    各閾値回路がアナログ入力電圧の変化に応じて段階的に
    反転、非反転を繰返すよう所定の重み付けがなされてい
    るA/D変換部と;前記D/A変換部の出力とA/D変
    換部の入力とが選択的接続されるアナログ信号と;この
    アナログ信号線に、D/A変換部の出力とA/D変換部
    の入力とを選択的に接続する切換手段と;を備えている
    インターフェース回路。
  3. 【請求項3】 アナログ信号線の信号伝送方向に沿っ
    て、入出力方向を切換る方向切換手段と;この方向切換
    手段の出力が共通に接続された複数段階の閾値回路であ
    って、上位桁相当側の出力が下位桁側の全ての閾値回路
    に前記方向切換手段の出力とともに入力されるよう接続
    され、この接続には、各閾値回路がアナログ入力電圧の
    変化に応じて段階的に反転、非反転を繰返すよう所定の
    重み付けがなされている閾値回路と;これら閾値回路の
    出力が接続された容量結合と;この容量結合の出力が入
    力された増幅回路と;この増幅回路の出力をその入力に
    接続するフィードバックキャパシタンスと;を備えたリ
    フレッシュ回路が設けられていることを特徴とする請求
    項1または請求項2に記載のインターフェース回路。
  4. 【請求項4】 フィードバックキャパシタンスを介して
    増幅回路の入出力を接続する回路を適宜遮断する節電ス
    イッチが設けられていることを特徴とする請求項1また
    は請求項2記載のインターフェイス回路。
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