JPH08125536A - Resistance radder, d/a converter and a/d converter - Google Patents

Resistance radder, d/a converter and a/d converter

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JPH08125536A
JPH08125536A JP20356495A JP20356495A JPH08125536A JP H08125536 A JPH08125536 A JP H08125536A JP 20356495 A JP20356495 A JP 20356495A JP 20356495 A JP20356495 A JP 20356495A JP H08125536 A JPH08125536 A JP H08125536A
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resistance
ladder
resistor
analog
value
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JP20356495A
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Nobuya Uta
暢也 宇多
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Mitsubishi Electric Corp
Mitsubishi Electric Semiconductor Systems Corp
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Renesas Design Corp
Mitsubishi Electric Corp
Mitsubishi Electric Semiconductor Systems Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE: To realize high-dimensional resolution with less parts by changing connection routes to positive/negative analog voltage sources after analog conversion with a resistance radder and enlarging the number of the dimension of resolution obtained by changing analog output into plural stages. CONSTITUTION: The resistance radder is formed by resistance groups 17-19. In the resistance group 17, 2<n> -2-pieces of resistances 4 having resistance values R are serially connected to the resistances 51 and 52 having resistance values R/2, and 2<n> -pieces of radder taps are connected to the connection points of the negative analog voltage source-side of the resistances 4, 51 and 52. In the resistance group 18, 2<n-m> -pieces of resistances having the resistance value R/2 are serially connected, and one end is connected to the resistance group 17 and the other end to the analog voltage source 1 through a connection means 24. The middle parts of the respective resistances 53 are connected from the connection means 21-23 to the power source 1. In the resistance group 19, 2<n-m> -1-pieces of the resistances 53 are serially connected, and one end is connected to the resistance group 17 and the other end to a power source 2 through a connection means 34. The middle parts of the resistances 53 are connected to the power source 2 through connection means 31-33. Thus, analog voltage can be changed in 2<n-m> stages by selection-controlling the connection means 21, 24 and 31-34.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、抵抗ラダー、抵抗
ラダーによるD−A変換器、及びこのD−A変換器を用
いたA−D変換器に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a resistance ladder, a DA converter using the resistance ladder, and an AD converter using this DA converter.

【0002】[0002]

【従来の技術】アナログ電圧をデジタル値に変換するA
−D変換器は、変換対象のアナログ電圧と比較する基準
電圧を必要とする。このようなA−D変換器としては、
複数の抵抗を直列接続した抵抗ラダーを用いたD−A変
換器によって比較用のアナログ基準電圧を発生させるも
のが代表的である。図16は従来の抵抗ラダーを用いた
nビット分解能のD−A変換器の主要部の構成を示す回
路図であって、この従来例は4ビット分解能のD−A変
換器である。図中、1は正アナログ電圧源(VREF )、
2は負アナログ電圧源(AVSS )であって、正アナログ
電圧源1と負アナログ電圧源2とには、それぞれの抵抗
値がRの抵抗4を(2n −2)〔=14〕個直列接続し
た抵抗列4,4,…と、これら抵抗列4,4,…の一端
を正アナログ電圧源1に接続する抵抗値3R/2の抵抗
6と、抵抗列4,4,…の他端を負アナログ電圧源2と
接続する抵抗値R/2の抵抗5とからなる抵抗ラダー3
が接続されている。抵抗ラダー3は総計16・Rの抵抗
値を持ち、正アナログ電圧源1と負アナログ電圧源2と
の電位差の24段階の分圧値を得る。抵抗ラダー3の抵
抗5と負アナログ電圧源2との間及び各抵抗間には、2
4 段階の分圧値をそれぞれ取り出すラダータップT1〜
T16が接続されている。
2. Description of the Related Art A for converting an analog voltage into a digital value
The -D converter requires a reference voltage to be compared with the analog voltage to be converted. As such an A-D converter,
It is typical to generate an analog reference voltage for comparison by a DA converter using a resistance ladder in which a plurality of resistors are connected in series. FIG. 16 is a circuit diagram showing a configuration of a main part of a conventional n-bit resolution D-A converter using a resistance ladder, and this conventional example is a 4-bit resolution D-A converter. In the figure, 1 is a positive analog voltage source (VREF),
2 is a negative analog voltage source (AVSS), and (2 n −2) [= 14] resistors 4 each having a resistance value of R are connected in series to the positive analog voltage source 1 and the negative analog voltage source 2. The connected resistor series 4, 4, ..., The resistor 6 having a resistance value of 3R / 2, which connects one end of the resistor series 4, 4, ... To the positive analog voltage source 1, and the other end of the resistor series 4, 4 ,. Resistor ladder 3 consisting of a resistor 5 having a resistance value R / 2 for connecting a negative analog voltage source 2
Is connected. The resistance ladder 3 has a total resistance value of 16 · R, and obtains a voltage division value of 2 4 steps of the potential difference between the positive analog voltage source 1 and the negative analog voltage source 2. 2 between the resistor 5 of the resistor ladder 3 and the negative analog voltage source 2 and between each resistor.
Ladder tap T1 to take out each of the four partial pressure values
T16 is connected.

【0003】スイッチングツリー7は抵抗ラダー3のラ
ダータップT1〜T16の1本を選択してアナログ出力
8を得るべく制御されるスイッチ群70〜77を備え、
スイッチ群70〜77は、ワード線を介して外部の制御
回路(図示省略)から与えられる、4ビットのデジタル
値“abcd”を正論理及び負論理で表すデジタル信
号、a,バーa,b,バーb,c,バーc,d,バーd
のそれぞれのレベルによってオン・オフが制御される。
図中、スイッチ70〜77は、それぞれに付記された符
号に一致するデジタル信号が“1”のときオン状態にな
るものとする。即ち、図14は、デジタル値“abc
d”が“10102 ”であって、デジタル信号a、バー
b、c、バーdが“1”、その他のデジタル信号が
“0”の状態を表わしている。
The switching tree 7 is provided with switch groups 70 to 77 which are controlled so as to select one of the ladder taps T1 to T16 of the resistor ladder 3 to obtain an analog output 8.
The switch groups 70 to 77 are digital signals a, a, b, a, which represent a 4-bit digital value “abcd” by a positive logic and a negative logic, which are given from an external control circuit (not shown) via a word line. Bar b, c, bar c, d, bar d
ON / OFF is controlled by each level of.
In the figure, it is assumed that the switches 70 to 77 are turned on when the digital signal corresponding to the code attached to each of them is "1". That is, FIG. 14 shows the digital value "abc".
"d" is "10 10 2 ", the digital signal a, the bars b and c, the bar d is "1", and the other digital signals are "0".

【0004】[0004]

【表1】 [Table 1]

【0005】表1は、デジタル値“abcd”と、VRE
F を4V、AVSS を0Vとした場合のアナログ出力8の
アナログ電圧値と、このアナログ電圧値が得られるラダ
ータップT1〜T16との関係を示すものである。表か
らも明らかな様に、ラダータップの電圧は、AVSS の電
位を得る抵抗ラダー最下位のラダータップT1とラダー
タップT2との間の電位差は0. 125V、VREF とラ
ダータップT16との間の電位差は0. 375V、その
他のラダータップT2〜T15間の電位差はそれぞれ
0. 25Vであり、ラダータップT1〜T16によって
VREF とAVSS との電位差を24 〔=16〕分解した分
圧値が取り出されている。
Table 1 shows the digital value "abcd" and VRE.
It shows the relationship between the analog voltage value of the analog output 8 when F is 4V and AVSS is 0V and the ladder taps T1 to T16 from which this analog voltage value is obtained. As is clear from the table, the voltage of the ladder tap is 0.125V between Vlad and the ladder tap T16, which is the potential difference between the ladder tap T1 and the ladder tap T2, which are the lowest resistance ladders to obtain the potential of VSS. The potential difference is 0.375V, and the potential difference between the other ladder taps T2 to T15 is 0.25V, respectively, and the partial pressure value obtained by decomposing the potential difference between VREF and AVSS by 2 4 [= 16] is taken out by the ladder taps T1 to T16. Has been.

【0006】図17は、例えば特開昭54−15136
8号公報(USP.879646)に開示されている、
図16のD−A変換器を用いた4ビット分解能の逐次近
似方式のA−D変換器であって、図中、9は図16の構
成を有する4ビット分解能のD−A変換器である。D−
A変換器9は、4ビットのデジタル値に該当する表1に
示すようなラダータップT1〜T16のいずれかのアナ
ログ電圧を、外部からのアナログ入力(AIN)25と比
較するための基準電圧として比較器16に供給する。4
ビット制御回路10は4ビットのデジタル値に応じたデ
ジタル信号a,バーa,b,…,バーdを生成してワー
ド線を介してD−A変換器9に与える一方、アナログ入
力25とD−A変換器9のアナログ出力8とを比較する
比較器16からの比較結果信号20に基づいて4ビット
のデジタル値を確定する。
FIG. 17 shows, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 54-15136.
No. 8 (USP.879646),
16 is a 4-bit resolution successive approximation type A-D converter using the D-A converter of FIG. 16, in which 9 is a 4-bit resolution D-A converter having the configuration of FIG. . D-
The A converter 9 serves as a reference voltage for comparing an analog voltage of one of the ladder taps T1 to T16 corresponding to a 4-bit digital value as shown in Table 1 with an analog input (AIN) 25 from the outside. It is supplied to the comparator 16. Four
The bit control circuit 10 generates a digital signal a, bars a, b, ..., Bar d corresponding to a 4-bit digital value and supplies the digital signal to the DA converter 9 via a word line. The 4-bit digital value is determined based on the comparison result signal 20 from the comparator 16 that compares the analog output 8 of the −A converter 9.

【0007】次に、以上のような構成のA−D変換器に
よるデジタル変換の動作を、アナログ入力25が1.3
Vの場合を例に説明する。まず、比較用の基準電圧をD
−A変換器9から出力するために、デジタル値“abc
d”の最上位ビット“a”を“1”に設定したデジタル
値“10002 ”に相当するデジタル信号をD−A変換
器9に与えると、D−A変換器9は、 (VREF /2)−(VREF /32)[V](=1. 87
5V) なる電圧を比較器16に供給する。比較器16は、D−
A変換器9からのアナログ出力8とアナログ入力(AI
N)25とを比較する。 〔(VREF /2)−(VREF /32)〕:AIN つまり、 1. 875V:1. 3V その結果、AIN側が低いので、比較結果信号20によっ
て4ビット制御回路10はビット“a”のデジタル値を
“0”に確定する。
Next, the operation of digital conversion by the A / D converter having the above-described structure is performed by the analog input 25 of 1.3.
The case of V will be described as an example. First, the reference voltage for comparison is D
In order to output from the -A converter 9, the digital value "abc"
When the digital signal corresponding to the digital value "1000 2 " in which the most significant bit "a" of d "is set to" 1 "is given to the DA converter 9, the DA converter 9 outputs (VREF / 2 )-(VREF / 32) [V] (= 1.87)
5 V) is supplied to the comparator 16. The comparator 16 has a D-
Analog output 8 and analog input from A converter 9 (AI
N) 25. [(VREF / 2)-(VREF / 32)]: AIN That is, 1.875V: 1.3V As a result, since the AIN side is low, the 4-bit control circuit 10 causes the comparison result signal 20 to output the digital value of the bit "a". Is set to "0".

【0008】次に、ビット“b”を“1”に設定したデ
ジタル値“01002 ”に相当するデジタル信号をD−
A変換器9に与えると、D−A変換器9は、 (VREF /4)−(VREF /32)[V](=0. 87
5V) なる電圧を比較器16に供給する。比較器16は、D−
A変換器9からのアナログ出力8とアナログ入力(AI
N)25とを比較する。 〔(VREF /4)−(VREF /32)〕:AIN つまり、 0. 875V:1. 3V その結果、AIN側が高いので、比較結果信号によって4
ビット制御回路10はビット“b”のデジタル値を
“1”に確定する。
Next, the digital signal corresponding to the digital value "0100 2 " in which the bit "b" is set to "1" is D-
When applied to the A converter 9, the DA converter 9 outputs (VREF / 4)-(VREF / 32) [V] (= 0.87).
5 V) is supplied to the comparator 16. The comparator 16 has a D-
Analog output 8 and analog input from A converter 9 (AI
N) 25. [(VREF / 4)-(VREF / 32)]: AIN That is, 0.875V: 1.3V As a result, since the AIN side is high, 4 depending on the comparison result signal.
The bit control circuit 10 determines the digital value of the bit “b” to be “1”.

【0009】次に、ビット“c”を“1”に設定したデ
ジタル値“01102 ”に相当するデジタル信号をD−
A変換器9に与えると、D−A変換器9は、 (3・VREF /8)−(VREF /32)[V](=1.
375V) なる電圧を比較器16に供給する。比較器16は、D−
A変換器9からのアナログ出力8とアナログ入力(AI
N)25とを比較する。 〔(3・VREF /8)−(VREF /32)〕:AIN つまり、 1. 375V:1. 3V その結果、AIN側が低いので、比較結果信号によって4
ビット制御回路10はビット“c”のデジタル値を
“0”に確定する。
Next, the digital signal corresponding to the digital value "0110 2 " in which the bit "c" is set to "1" is D-
When applied to the A converter 9, the DA converter 9 produces (3.VREF / 8)-(VREF / 32) [V] (= 1.
375 V) is supplied to the comparator 16. The comparator 16 has a D-
Analog output 8 and analog input from A converter 9 (AI
N) 25. [(3 · VREF / 8)-(VREF / 32)]: AIN That is, 1.375V: 1.3V As a result, since the AIN side is low, 4 depending on the comparison result signal.
The bit control circuit 10 determines the digital value of the bit “c” to be “0”.

【0010】次に、ビット“d”を“1”に設定したデ
ジタル値“01012 ”に相当するデジタル信号をD−
A変換器9に与えると、D−A変換器9は、 (5・VREF /16)−(VREF /32)[V](=
1. 125V) なる電圧を比較器16に供給する。比較器16は、D−
A変換器9からのアナログ出力8とアナログ入力(AI
N)25とを比較する。 〔(5・VREF /16)−(VREF /32)〕:AIN つまり、 1. 125V:1. 3V その結果、AIN側が高いので、比較結果信号によって4
ビット制御回路10はビット“d”のデジタル値を
“1”に確定する。以上の逐次比較でAINのアナログ電
圧1.3Vはデジタル値“01012 ”に変換される。
[0010] Next, a digital signal corresponding to the bit "d" the digital value set to "1""01012" D-
When given to the A converter 9, the DA converter 9 outputs (5.VREF / 16)-(VREF / 32) [V] (=
1.125 V) is supplied to the comparator 16. The comparator 16 has a D-
Analog output 8 and analog input from A converter 9 (AI
N) 25. [(5 · VREF / 16)-(VREF / 32)]: AIN That is, 1. 125V: 1.3V As a result, since the AIN side is high, it becomes 4 depending on the comparison result signal.
The bit control circuit 10 determines the digital value of the bit “d” to be “1”. Or more analog voltages 1.3V of AIN successive comparison is converted into a digital value "0101 2".

【0011】変換結果のデジタル値“01012 ”は、
表1から明らかなように、アナログ入力(AIN)の入力
電圧が1.125〜1.375Vの間であることを示し
ている。このような電圧の幅は一般に量子化誤差と呼ば
れ、基準電圧に対するA−D変換器の分解能で決定され
る。A−D変換器は8ビット分解能よりも9ビット分解
能では2倍の、さらに10ビット分解能では9ビットの
2倍のデジタル値に変換する。従って、分解能が高くな
るほど量子化誤差の幅が狭くなり、デジタル値の示す値
はアナログ電圧に近似する。抵抗ラダーによるD−A変
換器で比較用のアナログ基準電圧を発生させるA−D変
換器の長所は、D−A変換器がアナログ基準電圧を抵抗
の分圧によって発生させるため、個々の抵抗のばらつき
が均一である限り分圧値は極めて正確であって、このD
−A変換器を用いたA−D変換器の変換特性は非常に直
線性が良い点にある。
[0011] The digital value of the conversion result "0101 2",
As is clear from Table 1, the input voltage of the analog input (AIN) is between 1.125 and 1.375V. The width of such a voltage is generally called a quantization error, and is determined by the resolution of the AD converter with respect to the reference voltage. The A / D converter converts the digital value into a digital value that is twice as high as the 8-bit resolution at 9-bit resolution and twice as high as 9-bit resolution at 10-bit resolution. Therefore, the width of the quantization error becomes narrower as the resolution becomes higher, and the value indicated by the digital value approximates to the analog voltage. The advantage of the A-D converter that generates the analog reference voltage for comparison in the D-A converter using the resistance ladder is that the D-A converter generates the analog reference voltage by the voltage division of the resistors, so that As long as the variation is uniform, the partial pressure value is extremely accurate.
The conversion characteristic of the AD converter using the -A converter has a very good linearity.

【0012】一方、このA−D変換器の短所は、A−D
変換器の分解能に相当する数の分圧値をD−A変換器が
発生しなければならない。従って、8ビット分解能のA
−D変換器に用いるためには、少なくとも28 〔=25
6〕個、9ビット分解能では少なくとも29 〔=51
2〕個、10ビット分解能では少なくとも210〔=10
24〕個の抵抗が必要となり、分解能を1ビット増す毎
に倍の数の抵抗を必要とするので、分解能を上げると面
積が拡大し、また製造歩留りが低下するのでLSI製造
コストが上昇するという不利があった。上述の短所を改
善すべく、例えば特開平1−97020号公報には、A
−D変換の過程で、一旦、直列抵抗ラダーの隣接するラ
ダータップを2本選択し、そのラダータップ間の抵抗よ
りはるかに高抵抗の直列抵抗ラダーを別途設けて前述の
2個のラダータップに接続し、この高抵抗の直列抵抗ラ
ダーによって当初選択したラダータップ間の電位をさら
に分圧することでA−D変換器の分解能を高める回路が
開示されている。
On the other hand, the disadvantage of this AD converter is that the AD
The DA converter must generate a number of partial pressure values corresponding to the resolution of the converter. Therefore, A with 8-bit resolution
For use in a -D converter, at least 2 8 [= 25
6], at least 2 9 with 9-bit resolution [= 51
2], at least 2 10 [= 10 at 10-bit resolution]
24] The number of resistors is required, and the number of resistors is required every time the resolution is increased by 1 bit. Therefore, if the resolution is increased, the area is expanded and the manufacturing yield is lowered, so that the LSI manufacturing cost is increased. There was a disadvantage. In order to improve the above-mentioned disadvantages, for example, Japanese Patent Laid-Open No. Hei 1-97020 discloses A
In the process of -D conversion, once select two adjacent ladder taps of the series resistance ladder, and install a series resistance ladder with a resistance much higher than the resistance between the ladder taps to create the above two ladder taps. A circuit is disclosed which improves the resolution of the A-D converter by connecting and further dividing the potential between the ladder taps originally selected by the high resistance series resistance ladder.

【0013】また、D−A変換器を用いたA−D変換器
として、D−A変換器で、上位ビットから複数ビット単
位で最下位ビットまで変換を順次繰り返し、この複数ビ
ット単位のアナログ出力と変換対象のアナログ入力との
比較を繰り返してデジタル変換する並列型A−D変換器
又は直並列型A−D変換器がある。図18は、直並列型
A−D変換器で用いられ、デジタル値をpビット単位で
アナログ変換する従来のD−A変換器の構成を示す回路
図であって、この図に示す4ビット分解能のD−A変換
器は、2ビット単位でアナログ変換するものである。D
−A変換器は2n 〔=16〕個の抵抗を直列接続した抵
抗ラダーと、(2p−1)〔=3〕個のアナログ出力8
1,82,83と、抵抗ラダーから(2p −1)個のア
ナログ出力81,82,83を得るための15個の選択
スイッチ701〜715とからなる。このD−A変換器
を用いたA−D変換器は、アナログ出力81,82,8
3にそれぞれ接続された(2p −1)個の比較器(図示
せず)を有し、外部から入力されたアナログ電圧を、上
位ビットから2ビット単位でアナログ変換したD−A変
換器のアナログ出力と比較してデジタル変換するもので
ある。
Further, as an AD converter using the DA converter, the DA converter sequentially repeats the conversion from the upper bit to the least significant bit in units of a plurality of bits, and the analog output in units of a plurality of bits. There is a parallel A / D converter or a serial / parallel A / D converter that performs digital conversion by repeating comparison between the analog input and a conversion target analog input. FIG. 18 is a circuit diagram showing a configuration of a conventional DA converter used in a serial-parallel AD converter for analog-converting a digital value in units of p bits, and has a 4-bit resolution shown in FIG. The D-A converter of No. 2 performs analog conversion in units of 2 bits. D
The -A converter has a resistance ladder in which 2 n [= 16] resistors are connected in series, and (2 p -1) [= 3] analog outputs 8
1, 82 and 83, and 15 selection switches 701 to 715 for obtaining (2 p −1) analog outputs 81, 82 and 83 from the resistance ladder. An AD converter using this DA converter has analog outputs 81, 82, 8
3 has (2 p −1) comparators (not shown) connected to each other, and the analog voltage input from the outside is converted into a 2-bit unit from a higher-order bit in a DA converter. It is for digital conversion in comparison with analog output.

【0014】このようなD−A変換器でも、図16に示
す構成の抵抗ラダーを用いた場合と同様に、分解能を向
上させようとすると、回路規模が増大する。例えば、図
18に示す4ビット分解能のD−A変換器と同様の構成
で6ビット分解能のD−A変換器を実現する場合、抵抗
ラダーは少なくとも64個の抵抗で構成され、62個の
スイッチを必要とする。
Even in such a DA converter, if the resolution is to be improved, the circuit scale is increased as in the case of using the resistance ladder having the structure shown in FIG. For example, when realizing a 6-bit resolution D-A converter with the same configuration as the 4-bit resolution D-A converter shown in FIG. 18, the resistance ladder is composed of at least 64 resistors and 62 switches. Need.

【0015】[0015]

【発明が解決しようとする課題】しかし、前述の特開平
1−97020号公報に開示された回路では、2個のラ
ダータップ間に接続される抵抗がいかに高抵抗であった
としても、理論的には抵抗ラダーに流れる主電流が分流
されるため高抵抗の抵抗群を接続されたラダータップ間
の電位差が減少し、高抵抗の抵抗群を接続したラダータ
ップ間の電圧は他のラダータップ間の電位差と同一では
なくなるので減少した電位差によって発生する誤差を解
消することは事実上困難である。
However, in the circuit disclosed in the above-mentioned Japanese Patent Laid-Open No. 1-97020, no matter how high the resistance connected between the two ladder taps is, it is theoretical. Since the main current flowing through the resistor ladder is shunted, the potential difference between the ladder taps connected with the high resistance resistor group is reduced, and the voltage between the ladder taps connected with the high resistance resistor group is between the other ladder taps. It is practically difficult to eliminate the error caused by the reduced potential difference because it is not the same as the potential difference of.

【0016】仮に、この高抵抗の抵抗群の抵抗値を、第
1の抵抗ラダーの隣合うラダータップ間の抵抗値の20
00倍にした場合、高抵抗の抵抗群を接続することによ
り生じる誤差を無視できる値にし得るが、誤差を許容値
にし得たとしても、抵抗体に同一素材を用いた場合、高
抵抗の抵抗群が相当の面積を占有することは明らかであ
る。さらに、素材に高抵抗の素材を用いて抵抗群の占め
る面積の問題が解消されたとしても、これら高抵抗の抵
抗群をラダータップに接続するスイッチも理論上抵抗を
持ち得るため、スイッチの抵抗による誤差も加味して回
路が構成されないと、抵抗ラダーの両端に接続された基
準電圧源間の電位差を正確に分圧することはできない。
Assuming that the resistance value of this high resistance resistance group is 20 as the resistance value between the adjacent ladder taps of the first resistance ladder.
When it is set to 00 times, the error caused by connecting a high resistance resistor group can be set to a negligible value, but even if the error is set to an allowable value, when the same material is used for the resistors, the high resistance It is clear that the group occupies a considerable area. Furthermore, even if the problem of the area occupied by the resistance group is solved by using a high resistance material for the material, the switch that connects these high resistance resistance groups to the ladder tap can theoretically have resistance, so the resistance of the switch If the circuit is not configured in consideration of the error due to, the potential difference between the reference voltage sources connected across the resistance ladder cannot be divided accurately.

【0017】また、特開昭54−151368号公報
(USP.879646)の第4図及び第5図には、正
アナログ電圧源から抵抗値Rの単位抵抗を3個、それに
続いて抵抗値R/4の抵抗を4個、負アナログ電圧源ま
での間に直列に接続して抵抗ラダーを構成し、この抵抗
ラダーの3個の抵抗群と4個の抵抗群から得られる2つ
のアナログ電圧をバッファの非反転入力と反転入力とに
与え、2つのアナログ電圧の差分によってアナログ出力
を得る4ビット分解能のD−A変換器が開示されてお
り、第7図には12ビットA−D変換器への応用例が開
示されている。
Further, in FIGS. 4 and 5 of Japanese Patent Application Laid-Open No. 54-151368 (USP.879646), three unit resistors having a resistance value R from a positive analog voltage source are provided, followed by a resistance value R. 4 resistors of / 4 are connected in series up to the negative analog voltage source to form a resistor ladder, and the 3 resistor groups and 2 analog voltages obtained from the 4 resistor groups of this resistor ladder are A 4-bit resolution D / A converter that obtains an analog output by applying a difference between two analog voltages to a non-inverting input and an inverting input of a buffer is disclosed. FIG. 7 shows a 12-bit A / D converter. The application example to is disclosed.

【0018】この開示例は、少数の抵抗で抵抗ラダーが
構成されており、抵抗が占める面積が小さいが、抵抗の
数が少ないので抵抗ラダーの抵抗値の総和が直列抵抗に
よる抵抗ラダーより少なく、そのため正アナログ電圧源
と負アナログ電圧源との電源インピーダンスが充分に低
くない場合、抵抗ラダーに付加された容量の充放電電流
によってアナログ電圧源の変動を招き、その結果、A−
D変換器の精度に影響を及ぼす。しかも、全体の抵抗値
が低い場合、個々の抵抗を接続する導体の持つ抵抗成分
が、抵抗ラダー全体に及ぼす影響が大きくなり、もとも
と小さい導体の抵抗成分をも充分に考慮して抵抗ラダー
を構成する必要がある。
In this disclosed example, the resistance ladder is composed of a small number of resistors, and the area occupied by the resistors is small. However, since the number of resistors is small, the total sum of the resistance values of the resistance ladder is smaller than that of the series resistor. Therefore, when the power source impedance between the positive analog voltage source and the negative analog voltage source is not sufficiently low, the charge / discharge current of the capacitance added to the resistance ladder causes the analog voltage source to fluctuate, resulting in A-
It affects the accuracy of the D converter. In addition, when the resistance value of the whole is low, the resistance component of the conductors that connect the individual resistors has a large effect on the entire resistance ladder, and the resistance ladder is configured with due consideration of the resistance component of the conductor that is originally small. There is a need to.

【0019】また、直列抵抗ラダーによるD−A変換器
を内蔵している6ビット分解能のA−D変換器でラダー
タップの断線を試験するには、抵抗ラダーのラダータッ
プが64本、ラダータップからスイッチングツリーを経
たアナログ出力への経路が64経路存在するため、A−
D変換を行って64点の精度を試験する必要があった。
さらに、LSIの出荷検査では、全回路の内、トランジ
スタに1つでも故障があるものは不良品として選別され
る。A−D変換器及びこれを搭載したLSIに対して
は、一般的に、A−D変換器の変換精度も試験される
が、抵抗ラダーによるA−D変換器は分解能に応じた点
数の試験が必要となるので、分解能が上がるにつれて試
験箇所の点数が増し、試験時間が長期化するなどして製
造コストを増加させる要因となる。
Further, in order to test the disconnection of the ladder taps with the AD converter having the 6-bit resolution which has the DA converter with the series resistance ladder built in, 64 ladder taps of the resistance ladder and ladder taps are used. There are 64 paths from the switch to the analog output through the switching tree.
It was necessary to perform D conversion and test the accuracy of 64 points.
Further, in the shipping inspection of the LSI, among all the circuits, those having even one defective transistor are selected as defective products. Although the conversion accuracy of the A-D converter is generally tested for the A-D converter and the LSI equipped with the A-D converter, the A-D converter using the resistance ladder is tested for the number of points according to the resolution. Therefore, as the resolution increases, the number of test points increases, and the test time increases, which causes an increase in manufacturing cost.

【0020】本発明は、このような問題点を解決するた
めになされたたものであって、従来と同様の構成の抵抗
ラダーでアナログ変換した後、正及び負のアナログ電圧
源への接続経路を変更することで変換結果のアナログ出
力を複数段階に変化させて分解能の次数を拡張すること
により、少数の部品で高次の分解能を実現する変換精度
の高いA−D変換器の提供を目的とする。
The present invention has been made in order to solve such a problem, and after analog conversion is performed by a resistance ladder having the same structure as the conventional one, connection paths to positive and negative analog voltage sources are provided. The analog output of the conversion result is changed in a plurality of steps by changing the value of the conversion result to extend the order of the resolution, and an object of the present invention is to provide an AD converter with a high conversion accuracy that realizes a high-order resolution with a small number of components. And

【0021】また、本発明は、高次分解能を有するA−
D変換器の試験を省力化することにより安価なA−D変
換器の提供を目的とする。
The present invention also provides A- which has a high-order resolution.
The purpose of the present invention is to provide an inexpensive A-D converter by saving the labor of testing the D converter.

【0022】[0022]

【課題を解決するための手段】第1発明の抵抗ラダー
は、抵抗値の総和が(2m −1)・Rの抵抗列、及び各
抵抗間の接続点と抵抗列の一端とに発生する2m 個の分
圧値を取り出す2m 個のラダータップを備えた第1の抵
抗群と、それぞれの抵抗値がR/2n-m である2n-m
の抵抗が直列に接続されて抵抗値の総和がRである抵抗
列、及び第1の抵抗群から第1の基準電圧源への接続経
路に挿入される抵抗の個数を調節すべく各抵抗間の接続
点及び抵抗列の一端をそれぞれ第1の基準電圧源に接続
する接続手段を備えた第2の抵抗群と、それぞれの抵抗
値がR/2n-m である(2n-m −1)個の抵抗が直列に
接続された抵抗列、及び第1の抵抗群から第2の基準電
圧源への接続経路に挿入される抵抗の個数を調節すべく
各抵抗間の接続点及び抵抗列の両端をそれぞれ第2の基
準電圧源に接続する接続手段を備えた第3の抵抗群とを
備え、第2及び第3の抵抗群の接続手段の組合せで接続
経路をシフトし、ラダータップから取り出されるアナロ
グ電圧を2n-m 段階に変化させることを特徴とする。
In the resistance ladder according to the first aspect of the present invention, a resistance series having a total resistance value of (2 m -1) · R, and a connection point between the resistances and one end of the resistance series are generated. a first resistor group having a 2 m-number of ladder tap taking out 2 m pieces of divided voltage value, 2 nm number of resistors of the resistance value are connected in series a respective resistance value R / 2 nm In order to adjust the number of resistors whose total sum is R and the number of resistors inserted in the connection path from the first resistor group to the first reference voltage source, the connection point between the resistors and one end of the resistor string are respectively A second resistor group having connecting means for connecting to one reference voltage source, and a resistor string in which (2 nm −1) resistors each having a resistance value of R / 2 nm are connected in series, and A connection point between the resistors and a resistor string to adjust the number of resistors inserted in the connection path from the first resistor group to the second reference voltage source. A third resistor group having connecting means for connecting both ends to a second reference voltage source, and the connecting path is shifted by a combination of the connecting means of the second and third resistor groups, and is taken out from the ladder tap. It is characterized in that the analog voltage applied is changed in steps of 2 nm .

【0023】第2発明の抵抗ラダーは、第1の発明の抵
抗ラダーにおける、第2の抵抗群の一端を第1の基準電
圧源に接続する接続手段と、第3の抵抗群の一端を第2
の基準電圧源に接続する接続手段とを省略した構成と
し、抵抗ラダーの両端が、常時、第1及び第2の基準電
圧源に接続されていることを特徴とする。
A resistance ladder of the second invention is a resistance ladder of the first invention, wherein a connecting means for connecting one end of the second resistance group to the first reference voltage source and one end of the third resistance group are connected to each other. Two
The connecting means for connecting to the reference voltage source is omitted, and both ends of the resistance ladder are always connected to the first and second reference voltage sources.

【0024】第3発明の抵抗ラダーは、第1発明におけ
る第2及び第3の抵抗群が、第1の抵抗群から第1又は
第2の基準電圧源への接続経路に挿入する数を(2n-m
−1)個から1個ずつ減少させた個数の抵抗値R/2
n-m の抵抗をそれぞれに直列接続した抵抗列及びこの抵
抗を1個を接続した抵抗列から構成される(2n-m
1)列の抵抗列を設けたことを特徴とする。
In the resistance ladder of the third invention, the number of the second and third resistance groups in the first invention to be inserted in the connection path from the first resistance group to the first or second reference voltage source is ( 2 nm
-1) The number of resistance values R / 2 reduced from one by one
It consists of a resistor string in which nm resistors are connected in series and a resistor string in which one resistor is connected (2 nm-
1) It is characterized in that a resistance row of the row is provided.

【0025】第4発明の抵抗ラダーは、第1発明におけ
る第2の抵抗群が、第1の抵抗群から正アナログ電圧源
への接続経路に挿入する数を2n-m 個から1個ずつ減少
させた個数の抵抗値R/2n-m の抵抗をそれぞれに直列
接続した抵抗列から構成される2n-m 列の抵抗列、及び
第3の抵抗群が、第1の抵抗群から負アナログ電圧源へ
の接続経路に挿入する数を(2n-m −1)個から1個ず
つ減少させた個数の抵抗値R/2n-m の抵抗をそれぞれ
に直列接続した抵抗列から構成される(2n-m−1)列
の抵抗列を設けたことを特徴とする。
In the resistance ladder of the fourth invention, the number of the second resistance group in the first invention to be inserted in the connection path from the first resistance group to the positive analog voltage source is decreased from 2 nm by one. and the number of the resistance value R / 2 nm resistor string of 2 nm string consisting a resistor from resistor array connected in series to each and the third resistor groups, from the first resistance group to the negative analog voltage source the number to be inserted into the connection path (2 nm -1) a resistor string connected in series to each one by one reduced so the number of resistance value R / 2 nm of resistance from pieces (2 nm -1) column It is characterized in that a resistor train of is provided.

【0026】第5発明の抵抗ラダーは、第1乃至第4発
明の抵抗ラダーの第1の抵抗群の複数個の抵抗の各個
が、実質的に同一の抵抗値を有する複数個の単位抵抗を
直列接続してなり、第2及び第3の抵抗群を構成する各
抵抗が単位抵抗を複数個、抵抗値がR/2n-m となるよ
うに並列接続してなることを特徴とする。
In the resistance ladder of the fifth invention, each of the plurality of resistances of the first resistance group of the resistance ladders of the first to fourth inventions comprises a plurality of unit resistances having substantially the same resistance value. Each of the resistors constituting the second and third resistor groups is connected in series, and a plurality of unit resistors are connected in parallel so that the resistance value becomes R / 2 nm .

【0027】第6発明の抵抗ラダーは、複数個の抵抗が
直列接続され、抵抗値の総和が(2m −1)・Rである
抵抗列、及び各抵抗間の接続点と該抵抗列の一端とに発
生する第1及び負アナログ電圧源間の電位差の分圧値を
取り出す2m 個のラダータップを備えた第1の抵抗群
と、少なくとも実質的な抵抗値が(2m −1)・3R/
(2m+1 −3)未満、且つ(2m −1)・R/(2m+1
−1)以下ではない抵抗と、該抵抗を第1の抵抗群と正
アナログ電圧源との間に発生させる接続手段と、実質的
な抵抗値が前記抵抗未満の抵抗と、該抵抗を第1の抵抗
群と正アナログ電圧源1間に発生する接続手段とを持
ち、第1の抵抗群と正アナログ電圧源との間に発生させ
る抵抗値を2n-m 段階で選択できる第2の抵抗群と、少
なくとも第1の抵抗群と負アナログ電圧源2とを接続す
る接続手段と、実質的な抵抗値がR未満、且つ0ではな
い抵抗と該抵抗を第1の抵抗群と負アナログ電圧源との
間に発生させる接続手段とを持ち、第1の抵抗群と負ア
ナログ電圧源との間に発生させる抵抗値を2n-m 段階で
選択できる第3の抵抗群とを備え、第2及び第3の抵抗
群の接続手段の組合わせで接続経路を変更し、ラダータ
ップから取り出されるアナログ電圧を2n-m 段階に変化
させることを特徴とする。
In the resistance ladder of the sixth aspect of the invention, a plurality of resistors are connected in series and the total resistance value is (2 m −1) · R, the connection point between the resistors and the resistance string. A first resistance group having 2 m ladder taps for extracting a divided voltage value of a potential difference between the first and negative analog voltage sources generated at one end and at least a substantial resistance value (2 m −1)・ 3R /
Less than (2 m + 1 −3) and (2 m −1) · R / (2 m + 1
-1) A resistor that is not less than or equal to one, a connecting unit that generates the resistor between the first resistor group and the positive analog voltage source, a resistor having a substantial resistance value less than the resistor, and the resistor that is the first resistor. A second resistance group having connection means for generating between the first resistance group and the positive analog voltage source, and capable of selecting the resistance value generated between the first resistance group and the positive analog voltage source in 2 nm steps. , A connecting means for connecting at least the first resistance group and the negative analog voltage source 2, a resistance having a substantial resistance value less than R and not 0, and the resistance as a first resistance group and a negative analog voltage source. And a third resistance group capable of selecting a resistance value generated between the first resistance group and the negative analog voltage source in 2 nm steps, and a second and a third resistance group. The connection route is changed by combining the connection means of the resistor groups of And wherein the changing the log voltage to 2 nm step.

【0028】第1乃至第4及び第6発明の抵抗ラダーで
は、第1の抵抗群と第1の基準電圧源との間に第2の抵
抗群の抵抗が2n-m 個挿入され、第1の抵抗群と第2の
基準電圧源との間に第3の抵抗群の抵抗が挿入されない
ような接続状態では、第1及び第2の基準電圧源間の2
m 段階の分圧値が得られ、第1の基準電圧源との間に抵
抗が(2n-m −1)個挿入され、第2の基準電圧源との
間に抵抗が1個挿入された状態では、前述の接続状態の
アナログ電圧に、第1及び第2の基準電圧源間の電位差
の1/2n を加えたアナログ出力が得られ、以下、第1
の基準電圧源との間に挿入される抵抗の数が1個減少
し、第2の基準電圧源との間に挿入される抵抗の数が1
個増加する都度、ラダータップからはmビット変換時の
アナログ電圧に第1及び第2の基準電圧源間の電位差の
1/2n の電圧を加えたアナログ出力が得られ、結果的
に、2m ・2n-m =2n 段階の分圧値が少数の抵抗及び
接続手段で得られ、第2発明の抵抗ラダーは第1発明よ
りさらに少数の部品点数で同様の分圧値が得られる。
In the resistance ladders of the first to fourth and sixth inventions, 2 nm of the resistance of the second resistance group is inserted between the first resistance group and the first reference voltage source, and the first resistance group is inserted. In the connection state in which the resistance of the third resistance group is not inserted between the resistance group and the second reference voltage source, the voltage between the first and second reference voltage sources is 2
A divided voltage value of m steps is obtained, and (2 nm -1) resistors are inserted between the first reference voltage source and one resistor between the second reference voltage source and the second reference voltage source. Then, an analog output obtained by adding 1/2 n of the potential difference between the first and second reference voltage sources to the analog voltage in the above-mentioned connected state is obtained.
The number of resistors inserted between the second reference voltage source and the second reference voltage source is reduced by one, and the number of resistors inserted between the second reference voltage source and the second reference voltage source is reduced by one.
Whenever the number increases, an analog output is obtained from the ladder tap by adding the voltage of 1/2 n of the potential difference between the first and second reference voltage sources to the analog voltage at the time of m-bit conversion. A voltage division value of m · 2 nm = 2 n steps can be obtained with a small number of resistors and connecting means, and the resistance ladder of the second invention can obtain a similar voltage division value with a smaller number of parts than the first invention.

【0029】第5発明の抵抗ラダーでは、第1の抵抗群
と第1の基準電圧源との間に実質的に同一の抵抗値を有
する単位抵抗を並列接続した第2の抵抗群の抵抗が2
n-m 組挿入され、第1の抵抗群と第2の基準電圧源との
間に第3の抵抗群の抵抗が挿入されないような接続状態
では、第1及び第2の基準電圧源間の2m 段階の分圧値
が得られ、第1の基準電圧源との間に単位抵抗を並列接
続した抵抗が(2n-m −1)組挿入され、第2の基準電
圧源との間に単位抵抗を並列接続した抵抗が1組挿入さ
れた状態では、前述の接続状態のアナログ電圧に、第1
及び第2の基準電圧源間の電位差の1/2n の電圧を加
えたアナログ出力が得られ、以下、第1の基準電圧源と
の間に挿入される単位抵抗を並列接続した抵抗の組数が
1組減少し、第2の基準電圧源との間に挿入される単位
抵抗を並列接続した抵抗の組数が1組増加する都度、ラ
ダータップからはmビット変換時のアナログ電圧に第1
及び第2の基準電圧源間の電位差の1/2n の電圧を加
えたアナログ出力が得られ、結果的に、2m ・2n-m
n 段階の分圧値が得られる。第4発明の抵抗ラダーは
実質的に同一の抵抗値を有する単位抵抗を直列接続又は
並列接続して第1乃至第6の抵抗群が構成されているの
で、抵抗体の幅や材料そのものの導電率に製造上の変動
がある場合でも、抵抗が同一の形状で構成されている限
り、全抵抗のばらつきの傾向が同じであるので、抵抗値
R/2n-m である抵抗は精度良く形成することができ、
結果的に精度の良いアナログ電圧が得られる。
In the resistance ladder of the fifth invention, the resistance of the second resistance group in which unit resistances having substantially the same resistance value are connected in parallel between the first resistance group and the first reference voltage source are Two
In a connection state in which nm sets are inserted and the resistance of the third resistance group is not inserted between the first resistance group and the second reference voltage source, 2 m between the first and second reference voltage sources The divided voltage value of the step is obtained, (2 nm −1) sets of resistors in which unit resistances are connected in parallel with the first reference voltage source are inserted, and the unit resistance is connected with the second reference voltage source. When one pair of resistors connected in parallel is inserted, the first analog voltage
And an analog output to which a voltage of 1/2 n of the potential difference between the second reference voltage source is applied is obtained, and hereinafter, a set of resistors in which unit resistors inserted in parallel with the first reference voltage source are connected in parallel. Whenever the number of sets decreases by one and the number of sets of resistors connected in parallel with the second reference voltage source increases by one, the ladder tap changes to the analog voltage at m-bit conversion. 1
And an analog output to which a voltage of 1/2 n of the potential difference between the second reference voltage source is applied is obtained, and as a result, 2 m · 2 nm =
A partial pressure value of 2 n steps is obtained. In the resistance ladder of the fourth aspect of the present invention, the unit resistances having substantially the same resistance value are connected in series or in parallel to form the first to sixth resistance groups. Even if there is a manufacturing variation in the resistance, as long as the resistors have the same shape, the variation tendency of the total resistance is the same. Therefore, a resistor with a resistance value of R / 2 nm should be formed accurately. Can
As a result, an accurate analog voltage can be obtained.

【0030】第7発明のD−A変換器は、第1乃至第6
発明のいずれかの抵抗ラダーと、抵抗ラダーの第1の抵
抗群の2m 個のラダータップの中から、nビットのうち
の上位mビットのデジタル値に相当するアナログ電圧を
取り出すべき1個のラダータップを選択する手段と、上
位mビットを変換する場合か、又は下位(n−m)ビッ
トを変換する場合かに応じて第2及び第3の抵抗群の接
続手段を選択的に組合せ、第1の抵抗群から第1及び第
2の基準電圧源への接続経路に挿入する抵抗の個数を調
節して第1及び第2の基準電圧源間に2m ・Rの抵抗値
が発生する接続経路を形成し、下位(n−m)ビットを
変換する場合は、mビット変換時に、mビットのアナロ
グ電圧を取り出すラダータップを選択したまま前記接続
経路を形成する制御手段とを備え、接続経路の変更によ
ってmビット変換時に選択されたラダータップからのア
ナログ出力が2n-m 段階に変化することを特徴とする。
A DA converter according to a seventh aspect of the present invention is the first through sixth aspects.
And either of the resistor ladder of the invention, from among the 2 m pieces of the ladder taps of the first resistor group of the resistor ladder, one should take out the analog voltage corresponding to the digital value of the upper m bits of the n bits Selectively combining the means for selecting the ladder tap and the connecting means for the second and third resistor groups depending on whether the upper m bits are converted or the lower (nm) bits are converted, A resistance value of 2 m · R is generated between the first and second reference voltage sources by adjusting the number of resistors inserted in the connection path from the first resistance group to the first and second reference voltage sources. In the case of forming a connection path and converting lower (n−m) bits, a control means for forming the connection path while selecting a ladder tap for extracting an m-bit analog voltage at the time of m-bit conversion is provided. When converting to m-bit by changing the route It is characterized in that the analog output from the selected ladder tap changes in 2 nm steps.

【0031】第7発明のD−A変換器は、上位mビット
のアナログ変換時には第1の抵抗群から第1の基準電圧
源への接続経路に2n-m 個の抵抗を挿入し、また、第2
の基準電圧源への接続経路には抵抗を挿入しないで、第
1及び第2の基準電圧源間の電位差の2m 段階の分圧値
が得られる接続経路を形成しれmビットのデジタル値に
相当するアナログ出力が得られるラダータップを1本選
択し、mビットのデジタル変換後、下位(n−m)ビッ
トの変換時には、mビット変換時に選択したラダータッ
プを選択した状態のまま、(m+1)ビット目のデジタ
ル値に応じて接続手段を選択的に組み合わせた接続経路
を形成し、mビット変換時のアナログ電圧に第1及び第
2の基準電圧源間の電位差の1/2m+1 を単位として
(m+1)ビット目のデジタル値に応じた電圧を加えた
アナログ出力を取り出し、以下、最下位まで接続経路を
デジタル値に応じて変更して、nビットを少数の抵抗及
び接続手段でアナログ変換する。
In the DA converter of the seventh invention, 2 nm resistors are inserted in the connection path from the first resistor group to the first reference voltage source at the time of analog conversion of the upper m bits, and Two
Without connecting a resistor to the connection path to the reference voltage source of, the connection path may be formed to obtain the divided value of the potential difference between the first and second reference voltage sources in 2 m steps. After selecting one ladder tap from which a corresponding analog output can be obtained and performing m-bit digital conversion, when converting the lower (nm) bits, the ladder tap selected during m-bit conversion remains selected (m + 1 ) A connection path is formed by selectively connecting the connection means according to the digital value of the bit, and 1/2 m + 1 of the potential difference between the first and second reference voltage sources is added to the analog voltage at the time of m-bit conversion. Is taken as a unit and an analog output to which a voltage corresponding to the digital value of the (m + 1) th bit is applied is taken out, and the connection path is changed to the lowest order according to the digital value. analog To conversion.

【0032】第8発明のA−D変換器は、第7発明のn
ビット分解能のD−A変換器と、アナログ入力をデジタ
ル変換する比較用の基準アナログ電圧を得るために仮の
値を設定した仮のデジタル値をD−A変換器に与え、さ
らに、下位(n−m)ビットを変換するときは、D−A
変換器のアナログ出力と変換対象のアナログ入力との比
較結果に基づいて第1の抵抗群から第1及び第2の基準
電圧源への接続経路を変更させてmビット変換時に選択
されたラダータップからのアナログ出力を、少なくとも
(n−m)回変化させる第2の制御手段とを備えたこと
を特徴とする。
The AD converter of the eighth invention is the n-type converter of the seventh invention.
A D-A converter having a bit resolution and a tentative digital value in which a tentative value is set in order to obtain a reference analog voltage for comparison for digitally converting an analog input are given to the D-A converter, and further lower (n -M) when converting bits, DA
A ladder tap selected during m-bit conversion by changing the connection path from the first resistance group to the first and second reference voltage sources based on the comparison result between the analog output of the converter and the analog input of the conversion target. And a second control means for changing the analog output from at least (nm) times.

【0033】第8発明のA−D変換器は、第7発明のD
−A変換器からのアナログ出力を変換対象のアナログ入
力と比較するための基準アナログ電圧とし、上位mビッ
トのデジタル変換時には、第1及び第2の基準電圧源間
の電位差の2m 段階の分圧値が得られる接続経路をD−
A変換器に形成させて上位mビットのデジタル値に仮の
値を設定した仮のデジタル値を与えてD−A変換器にア
ナログ変換させ、D−A変換器からのアナログ出力と変
換対象のアナログ入力とを比較器で比較し、比較結果に
応じて変換対象のアナログ入力に対応するmビットのデ
ジタル値を確定し、下位(n−m)ビットのデジタル変
換時には、(n−m)ビットのデジタル値に仮の値を設
定した仮のデジタル値を与え、mビット変換時に選択さ
れたラダータップを選択した状態のまま、各ビットの変
換ごとに接続経路を変更して、少なくとも(n−m)
回、ラダータップからのアナログ出力を変化させ、少な
い部品点数で、変換対象のアナログ入力を最終的にnビ
ットのデジタル値に変換する。
The AD converter of the eighth invention is the D-converter of the seventh invention.
-The analog output from the A converter is used as a reference analog voltage for comparison with the analog input to be converted, and during digital conversion of the upper m bits, the potential difference of 2 m steps between the first and second reference voltage sources. D- is the connection path for obtaining the pressure value.
The A-converter is formed to give a temporary digital value in which a temporary m-bit digital value is set to give a temporary digital value to the DA converter for analog conversion, and the analog output from the DA converter and the conversion target The analog input is compared with a comparator, the m-bit digital value corresponding to the analog input to be converted is determined according to the comparison result, and (n−m) bits are converted when the lower (n−m) bits are digitally converted. A temporary digital value obtained by setting a temporary value to the digital value of is given, and the connection path is changed at each conversion of each bit with the ladder tap selected at the time of m-bit conversion being selected, and at least (n− m)
Once, the analog output from the ladder tap is changed, and the analog input to be converted is finally converted into an n-bit digital value with a small number of parts.

【0034】第9発明のA−D変換器は、第1乃至第6
発明のいずれかの抵抗ラダー、抵抗ラダーの第1の抵抗
群が有する2m 個のラダータップの中から、nビットの
うちの上位mビットのデジタル値に相当するアナログ電
圧を取り出すべき1個のラダータップを選択する手段、
並びに第2及び第3の抵抗群の前記接続手段を選択的に
組合せて、ラダータップから取り出す2m 段階のアナロ
グ電圧に第1及び第2のアナログ電圧源間の電位差の1
/2n の電圧を単位としたオフセットが加わり、また、
第1及び第2の基準電圧源間に2m ・Rの抵抗値が発生
する第1及び第2の基準電圧源への接続経路を形成する
第1の制御手段を備えたデジタル−アナログ(D−A)
変換器を備えたことを特徴とする。
An AD converter according to a ninth aspect of the present invention is the first to sixth aspects.
Any of the resistor ladder of the invention, from among the 2 m pieces of the ladder taps first resistor group of the resistor ladder has, one should take out the analog voltage corresponding to the digital value of the upper m bits of the n bits Means to select ladder taps,
Also, by selectively combining the connecting means of the second and third resistance groups, the analog voltage of 2 m stages taken out from the ladder tap is set to 1 of the potential difference between the first and second analog voltage sources.
/ 2 n voltage is added as an offset, and
A digital-analog (D) including first control means forming a connection path to the first and second reference voltage sources in which a resistance value of 2 m · R is generated between the first and second reference voltage sources. -A)
It is characterized by having a converter.

【0035】第9発明のA−D変換器は、D−A変換器
の第1乃至第6発明のいずれかの抵抗ラダーから第1及
び第2の基準電圧源間へ、ラダータップから取り出す2
m 段階のアナログ電圧に、第1及び第2の基準電圧源間
の電位差の1/2n の電圧を単位とするオフセットが加
わるような接続経路を形成し、変換対象のアナログ入力
をmビットのデジタル値に変換する。従って、1LSB
以内のオフセットが加わっているようなアナログ入力で
あっても精度よく変換できる。
An A / D converter of a ninth aspect of the invention is a DA tap of the resistor ladder of any one of the first to sixth aspects of the invention, which is taken out from a ladder tap between the first and second reference voltage sources.
A connection path is formed such that an offset in units of 1/2 n of the potential difference between the first and second reference voltage sources is added to the m- stage analog voltage, and the analog input to be converted is converted into an m-bit analog signal. Convert to digital value. Therefore, 1 LSB
Even analog inputs with offsets within the range can be converted accurately.

【0036】第10発明のA−D変換器は、第1及び第
2の基準電圧源間の電位差の2n 段階の分圧値が得られ
る第1乃至第6発明のいずれかの抵抗ラダー、抵抗ラダ
ーの2m 本〔ただし、n>m〕のラダータップの中か
ら、nビットの上位mビットのうちのpビット〔ただ
し、m≧p〕のデジタル値に相当するアナログ電圧を取
り出す(2p −1)個のラダータップを選択する手段、
及び上位mビットを変換する場合か、又は下位(n−
m)ビットを変換する場合かに応じて第2及び第3の抵
抗群の接続手段を選択的に組合せ、第1及び第2の基準
電圧源間に2m ・Rの抵抗値が発生する第1及び第2の
基準電圧源への接続経路を形成する第1の制御手段を備
えたデジタル−アナログ(D−A)変換器と、D−A変
換器からのアナログ出力を前記アナログ入力と比較する
(2p −1)個の比較器と、mビット変換の最終段階で
前記アナログ入力より低い電圧が取り出されるラダータ
ップのうち、最高電圧が取り出されるラダータップを下
位(n−m)ビット変換に用いるラダータップとして選
択するラダータップ選択手段と、nビットの上位からp
ビット単位でmビットに達するまで、アナログ入力をデ
ジタル変換する比較用の基準アナログ電圧を得るために
仮の値を設定した仮のデジタル値を順次D−A変換器に
与えてpビット単位でアナログ変換を繰り返させ、アナ
ログ変換の都度、比較器でD−A変換器からのアナログ
出力をアナログ入力と比較してpビット単位でデジタル
変換し、さらに、下位(n−m)ビットをデジタル変換
するときは、下位(n−m)ビットをデジタル変換する
比較用の基準アナログ電圧を得るために仮の値を設定し
た仮のデジタル値をD−A変換器に与える一方、ラダー
タップ選択手段が選択したラダータップからのアナログ
出力を、少なくとも(n−m)回変化させる第2の制御
手段と、ラダータップ選択手段が(2p −1)個のアナ
ログ出力のいずれも選択しない場合、即ち上位mビット
の変換結果が全て“0”であった場合の下位(n−m)
ビット変換に用いるラダータップを(2p −1)個のア
ナログ出力の中から選択する手段とを備えたことを特徴
とする。
An AD converter according to a tenth aspect of the present invention is the resistance ladder according to any one of the first to sixth aspects of the present invention, which is capable of obtaining a voltage division value of 2 n steps of the potential difference between the first and second reference voltage sources. From 2 m resistance ladders (where n> m) ladder taps, an analog voltage corresponding to a digital value of p bits [where m ≧ p] of the upper m bits of n bits is extracted (2 p −1) means for selecting one ladder tap,
And when converting the upper m bits, or the lower (n-
m) The connecting means of the second and third resistance groups is selectively combined depending on whether to convert bits, and a resistance value of 2 m · R is generated between the first and second reference voltage sources. Comparing a digital-to-analog (D-A) converter with first control means forming a connection path to the first and second reference voltage sources, and an analog output from the D-A converter with the analog input. (2 p −1) comparators, and the ladder tap from which the highest voltage is taken out of the ladder taps from which the voltage lower than the analog input is taken at the final stage of the m-bit conversion is converted to the lower (nm) bit. Ladder tap selection means to be selected as a ladder tap used for the
Until m bits are reached in bit units, provisional digital values in which provisional values are set in order to obtain a reference analog voltage for digital conversion of analog inputs are sequentially given to the D / A converter and analogized in p bit units. The conversion is repeated, and each time analog conversion is performed, the comparator compares the analog output from the DA converter with the analog input, performs digital conversion in p-bit units, and further performs lower-order (nm) bit digital conversion. In this case, the ladder tap selection means selects the temporary digital value in which the temporary value is set in order to obtain the reference analog voltage for comparison for digitally converting the lower (n−m) bits to the DA converter. any was an analog output from the ladder taps, at least a second control means for changing (n-m) times, ladder tap selection means (2 p -1) pieces of analog output If not selected, i.e., the lower case conversion result of the upper m bits were all "0" (n-m)
Means for selecting a ladder tap used for bit conversion from (2 p -1) analog outputs.

【0037】第10発明のA−D変換器は、nビットの
うちの上位mビットの変換時、抵抗ラダーと第1及び第
2の基準電圧源との間に両電圧源間の電位差の2m 段階
の分圧値が得られる接続経路を形成し、nビットの上位
からpビットごとに、mビットに達するまで、nビット
のデジタル値に仮の値を設定した仮のデジタル値により
D−A変換器から出力される(2p −1)個のラダータ
ップからのアナログ出力を変換対象のアナログ入力とそ
れぞれ比較し、各ラダータップのアナログ出力により規
定される電圧範囲のいずれに変換対象のアナログ入力が
含まれるかを順次絞り込みながら上位mビットをpビッ
ト単位でデジタル変換し、下位(n−m)ビットの変換
時、mビット変換の最終段階で選択された(2p −1)
個のラダータップ、即ち、mビット分の値が確定し、下
位(n−m)の値がすべて“0”であるnビットのデジ
タル値に相当するアナログ出力がどの電圧領域に含まれ
るかを示しているラダータップのうち、変換対象のアナ
ログ入力より低く、かつ、最高の電圧値が取り出されて
いるラダータップを下位(n−m)ビット変換用のラダ
ータップとして選択し、下位(n−m)ビットのデジタ
ル値に仮の値を設定した仮のデジタル値を与え、各ビッ
トの変換ごとに接続経路を変更して、少なくとも(n−
m)回、ラダータップからのアナログ出力を変化させ、
少ない部品点数で最終的に変換対象のアナログ入力をn
ビットのデジタル値に変換する。このとき、下位(n−
m)ビット変換時に、mビットの値がすべて“0”、即
ち、(2p −1)個のラダータップのアナログ出力がす
べて変換対象のアナログ入力より高い電圧値であって、
いずれのラダータップも選択しなかった場合は、下位
(n−m)ビット変換用のラダータップを選択するよう
になっている。
In the AD converter of the tenth aspect of the invention, when converting the upper m bits of the n bits, the potential difference between the resistance ladder and the first and second reference voltage sources is 2%. A connection path is formed in which a divided voltage value of m levels is obtained, and a p-bit digital value is set to a D-value by setting a temporary value to the n-bit digital value for every p bits from the upper n bits. The analog output from the (2 p -1) ladder taps output from the A converter is compared with the analog input of the conversion target, respectively, and the conversion target of any of the voltage ranges specified by the analog output of each ladder tap is compared. The upper m bits are digitally converted in p-bit units while sequentially narrowing down whether analog inputs are included, and selected at the final stage of m-bit conversion when converting the lower (nm) bits (2 p -1)
The number of ladder taps, that is, the values for m bits are determined, and the voltage range in which the analog output corresponding to the n-bit digital value whose lower (n−m) values are all “0” is included is determined. Of the ladder taps shown, a ladder tap lower than the analog input to be converted and having the highest voltage value extracted is selected as a ladder tap for converting lower (nm) bits, and the lower (n−m) is selected. m) The digital value of the bit is set to a temporary digital value, the connection path is changed for each conversion of each bit, and at least (n-
m), change the analog output from the ladder tap,
The final analog input to be converted is n with a small number of parts.
Convert to digital value of bits. At this time, the lower order (n-
m) At the time of bit conversion, all m-bit values are “0”, that is, the analog outputs of (2 p −1) ladder taps are all higher voltage values than the analog input to be converted,
If no ladder tap is selected, a ladder tap for lower (nm) bit conversion is selected.

【0038】第11発明のA−D変換器の試験方法は、
m 段階の異なるアナログ出力を取り出すラダータップ
のそれぞれを試験する2m 点の試験と、接続経路の変更
により、1/2n ビット単位に相当するアナログ電圧単
位で2n-m 段階に変化するラダータップの電圧を、mビ
ットの最小デジタル値及び最大デジタル値に相当するア
ナログ出力を取り出すそれぞれのラダータップ又は該ラ
ダータップ近傍のラダータップに対して行う2・(2
n-m −1)点の精度試験とを行うことで2n 点相当の試
験を行い、試験時間を大幅に短縮し、A−D変換器の製
造コストを下げる。
The test method of the AD converter of the eleventh invention is as follows.
The test of 2 m points to test each of the ladder taps taken out different analog output of 2 m stages, by changing the connection path, the ladder tap changes 2 nm stage analog voltage units corresponding to 1/2 n bits Is performed for each ladder tap that extracts an analog output corresponding to the m-bit minimum digital value and the maximum digital value or for a ladder tap near the ladder tap.
By performing the accuracy test of nm −1) points, a test corresponding to 2 n points is performed, the test time is significantly shortened, and the manufacturing cost of the AD converter is reduced.

【0039】[0039]

【発明の実施の形態】以下、本発明をその実施例を示す
図に基づいて説明する。 〔実施例1〕図1はこの発明の一実施例である抵抗ラダ
ーを用いたnビット分解能のD−A変換器の構成を示す
回路図である。なお、本実施例ではn=6、m=4と
し、 1/2・LSB補正は行わないものとする。図中、1
は正アナログ電圧源、2は負アナログ電圧源であって、
正アナログ電圧源1と負アナログ電圧源2との間に配さ
れる抵抗ラダーは3つの抵抗群17,18,19から構
成される。本実施例のD−A変換器は、中央の第1の抵
抗群17でnビットのうちの上位mビットによりラダー
タップを選択し、下位(n−m)ビット〔=下位2ビッ
ト〕の値に応じて正負のアナログ電圧源1,2への接続
経路をシフトし、mビットまでで決定されたラダータッ
プの電圧を2n-m 段階に変化させてnビットのデジタル
値に相当するアナログ電圧をアナログ出力8へ出力する
ものである。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will be described below with reference to the drawings showing its embodiments. [Embodiment 1] FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of a D-A converter having an n-bit resolution using a resistance ladder which is an embodiment of the present invention. In this embodiment, n = 6 and m = 4 and 1/2 · LSB correction is not performed. In the figure, 1
Is a positive analog voltage source, 2 is a negative analog voltage source,
The resistance ladder arranged between the positive analog voltage source 1 and the negative analog voltage source 2 is composed of three resistance groups 17, 18, and 19. The DA converter of the present embodiment selects the ladder tap by the upper first m bits of the n bits in the first resistance group 17 at the center, and the value of the lower (n−m) bit [= lower 2 bits]. The connection path to the positive and negative analog voltage sources 1 and 2 is shifted in accordance with the above, and the voltage of the ladder tap determined up to m bits is changed in 2 nm steps to convert the analog voltage corresponding to the n-bit digital value to analog. It is output to the output 8.

【0040】第1の抵抗群17は、抵抗値Rの抵抗4が
(2m −2)〔=14〕個直列接続され、直列接続され
た抵抗4の負アナログ電圧源2側の端部には抵抗51
が、正アナログ電圧源1側の端部には抵抗52が接続さ
れる。2つの抵抗51,52は抵抗値Rを2分し、本実
施例では 1/2・LSBの補正をしないため、抵抗51の
抵抗値は抵抗4と同一のR、抵抗52の抵抗値は、抵抗
51が抵抗4と同一の抵抗値であるから0Ωに等しく、
抵抗値の総和は(2m −1)・Rである。各抵抗4,5
1,52の間及び抵抗51の負アナログ電源2側の接続
端にはそれぞれラダータップ11,…,14が接続され
ており、ラダータップの総本数は2m 〔=16〕本であ
る。なお、図には一部のラダータップ11〜14のみを
示した。
In the first resistor group 17, (2 m −2) [= 14] resistors 4 each having a resistance value R are connected in series, and the resistors 4 connected in series are connected to the end of the negative analog voltage source 2 side. Is resistance 51
However, the resistor 52 is connected to the end on the positive analog voltage source 1 side. The two resistors 51 and 52 divide the resistance value R into two, and in the present embodiment, since the 1/2 LSB is not corrected, the resistance value of the resistor 51 is the same as that of the resistor 4, and the resistance value of the resistor 52 is Since the resistor 51 has the same resistance value as the resistor 4, it is equal to 0Ω,
The total resistance value is (2 m −1) · R. Each resistor 4, 5
Ladder taps 11, ..., 14 are connected between the terminals 1, 52 and the connection terminal of the resistor 51 on the negative analog power supply 2 side, respectively, and the total number of ladder taps is 2 m [= 16]. Note that only some of the ladder taps 11 to 14 are shown in the drawing.

【0041】第2の抵抗群18は、抵抗値R/2
n-m 〔= 1/4・R〕の抵抗53が2n-m 〔=4〕個直列
接続され、直列接続された抵抗列53,53,…の一端
は第1の抵抗群17の抵抗52に接続されており、他端
は接続手段24を介して正アナログ電圧源1に接続され
る。さらに各抵抗53の中間は接続手段21,22,2
3を介して正アナログ電圧源1にそれぞれ接続される。
The second resistor group 18 has a resistance value R / 2.
2 nm [= 4] resistances 53 of nm [= 1/4 · R] are connected in series, and one end of the series-connected resistances 53, 53, ... Is connected to the resistance 52 of the first resistance group 17. The other end is connected to the positive analog voltage source 1 via the connecting means 24. Further, the middle of each resistor 53 is connected to the connecting means 21, 22, 2
3 to the positive analog voltage source 1, respectively.

【0042】第3の抵抗群19は、抵抗値R/2
n-m 〔= 1/4・R〕の抵抗53が(2n-m−1)〔=
3〕個直列接続されており、直列接続された抵抗列5
3,53,…の一端は第1の抵抗群17の抵抗51に接
続されているとともに、接続手段34を介して負アナロ
グ電圧源2に接続され、他端は接続手段31を介して負
アナログ電圧源2に接続される。さらに各抵抗53の中
間は接続手段32,33,34を介して負アナログ電圧
源2にそれぞれ接続される。
The third resistor group 19 has a resistance value R / 2.
The resistance 53 of nm [= 1/4 · R] is (2 nm −1) [=
3] are connected in series, and the resistor string 5 is connected in series.
One end of 3, 53, ... Is connected to the resistor 51 of the first resistance group 17, is connected to the negative analog voltage source 2 via the connecting means 34, and the other end is connected to the negative analog voltage via the connecting means 31. It is connected to the voltage source 2. Further, the middle of each resistor 53 is connected to the negative analog voltage source 2 via connecting means 32, 33, 34, respectively.

【0043】第1の抵抗群17のラダータップ11,
…,14には、2m 〔=16〕個のラダータップ11,
…,14のうち、1個のアナログ電圧をアナログ出力8
として選択的に出力するスイッチングツリー78が接続
されている。第2の抵抗群18の接続手段21〜24、
及び第3の抵抗群19の接続手段31〜34は、前記第
1の制御手段たるnビット制御回路80から与えられる
制御信号e〜lによって、第2の抵抗群18と第3の抵
抗群19とのそれぞれで、いずれか1つの接続手段が接
続状態となるようにオン・オフが制御される。また、n
ビット制御回路80は、スイッチングツリー78へ2・
m本の制御信号線を介して上位mビットのデジタル値を
確定すべくmビット分の制御信号を発生し、また、正ア
ナログ電圧源1への接続手段21〜24と負アナログ電
圧源2への接続手段31〜34との制御信号e〜lを発
生する。
The ladder taps 11 of the first resistor group 17,
…, 14 has 2 m [= 16] ladder taps 11,
…, 14 out of 1 analog voltage, analog output 8
A switching tree 78 for selectively outputting as is connected. Connection means 21 to 24 of the second resistor group 18,
And the connection means 31 to 34 of the third resistance group 19 are controlled by the control signals e to l given from the n-bit control circuit 80 which is the first control means, so that the second resistance group 18 and the third resistance group 19 are connected. In each case, ON / OFF is controlled so that any one of the connecting means is in the connected state. Also, n
The bit control circuit 80 sends 2 to the switching tree 78.
The control signals for m bits are generated via the m control signal lines to determine the digital value of the upper m bits, and the connection means 21 to 24 to the positive analog voltage source 1 and the negative analog voltage source 2 are generated. To generate control signals e to l with the connection means 31 to 34.

【0044】次に、以上のような構成のD−A変換器の
アナログ変換の動作について説明する。6ビットのデジ
タル値をアナログ変換する場合、まず6ビットのうちの
上位4ビットをアナログ変換するためにnビット制御回
路80は制御信号h,lを有意にして接続手段24,3
4を接続状態にする一方、2・m本の制御信号を介して
上位4ビットのデジタル値に応じた制御信号をスイッチ
ングツリー78に与えてスイッチングツリー78の該当
するスイッチをオンし、スイッチングツリー78は上位
4ビットのデジタル値に相当するアナログ出力を取り出
すラダータップを第1の抵抗群17のラダータップ1
1,…,14の中から選択する。例えば、スイッチング
ツリー78がラダータップ13を選択した場合、ラダー
タップ13の電圧がアナログ出力8として出力される。
Next, the operation of analog conversion of the D / A converter having the above configuration will be described. When converting a 6-bit digital value to analog, first, the n-bit control circuit 80 makes the control signals h and 1 significant to convert the upper 4 bits of the 6-bit to analog, and the connecting means 24 and 3.
While 4 is connected, a control signal according to the digital value of the upper 4 bits is given to the switching tree 78 via 2 · m control signals to turn on the corresponding switch of the switching tree 78 to turn on the switching tree 78. Is the ladder tap 1 of the first resistor group 17 for extracting the analog output corresponding to the digital value of the upper 4 bits.
Select from 1, ..., 14. For example, when the switching tree 78 selects the ladder tap 13, the voltage of the ladder tap 13 is output as the analog output 8.

【0045】次に、nビット制御回路80は、スイッチ
ングツリー78がラダータップ13を選択した状態のま
まで、下位2ビットのデジタル値に応じて制御信号e〜
gのいずれかと制御信号i〜kのいずれかとを有意にし
て第2及び第3の抵抗群18,19の接続手段21〜2
3及び31〜33の組み合わせで第1及び第2のアナロ
グ電圧源1,2への接続経路を形成する。即ち、下位2
ビットのデジタル値が“00”の場合は制御信号h,l
を有意にして接続手段24,34を接続状態にし、“0
1”の場合は制御信号g,kを有意にして接続手段2
3,33を接続状態にし、“10”の場合は制御信号
f,jを有意にして接続手段22,32を接続状態に
し、“11”の場合は制御信号e,iを有意にして接続
手段21,31を接続状態にして正アナログ電圧源1と
負アナログ電圧源2との接続経路を形成する。
Next, the n-bit control circuit 80 keeps the switching tree 78 selecting the ladder tap 13 and keeps the control signals e to e in accordance with the digital value of the lower 2 bits.
Any one of g and any one of the control signals i to k is made significant to connect means 21 to 2 of the second and third resistance groups 18 and 19.
A combination of 3 and 31 to 33 forms a connection path to the first and second analog voltage sources 1 and 2. That is, the bottom 2
When the digital value of the bit is "00", the control signals h and l
To make the connecting means 24 and 34 in the connected state,
In the case of 1 ", the control signals g and k are made significant and the connecting means 2
In the case of "10", the control signals f and j are made significant and the connecting means 22 and 32 are brought into the connected state, and in the case of "11", the control signals e and i are made significant and the connecting means 21 and 31 are connected to form a connection path between the positive analog voltage source 1 and the negative analog voltage source 2.

【0046】以上のようにして形成した接続経路では、
第1の抵抗群17と正アナログ電圧源1との間に第2の
抵抗群18の抵抗53が4〔=2n-m 〕個挿入され、第
1の抵抗群17と負アナログ電圧源2との間に第3の抵
抗群19の抵抗53が挿入されないような接続状態で、
最下位のラダータップ15のアナログ出力をゼロとした
正及び負のアナログ電圧源1,2間の16〔=2m 〕段
階の分圧値が得られる。正アナログ電圧源1との間に抵
抗が3〔=(2n-m −1)〕個挿入され、負アナログ電
圧源2との間に抵抗が1個挿入された状態で、正アナロ
グ電圧源1との間に4個の抵抗53が挿入された接続状
態のアナログ電圧に、正及び負のアナログ電圧源1,2
間の電位差の1/64〔=1/2n 〕の電圧を加えたア
ナログ出力が得られる。正アナログ電圧源1との間に抵
抗が2〔=(2n-m −2)〕個挿入され、負アナログ電
圧源2との間に抵抗が2個挿入された状態で、正アナロ
グ電圧源1との間に4個の抵抗53が挿入された接続状
態のアナログ電圧に、正及び負のアナログ電圧源1,2
間の電位差の2/64〔=2/2n 〕の電圧を加えたア
ナログ出力が得られる。正アナログ電圧源1との間に抵
抗が1〔=(2n-m−3)〕個挿入され、負アナログ電
圧源2との間に抵抗が3個挿入された状態では、正アナ
ログ電圧源1との間に4個の抵抗53が挿入された接続
状態のアナログ電圧に、正及び負のアナログ電圧源1,
2間の電位差の3/64〔=3/2n〕の電圧を加えた
アナログ出力が得られる。
In the connection path formed as described above,
4 [= 2 nm ] resistors 53 of the second resistor group 18 are inserted between the first resistor group 17 and the positive analog voltage source 1 to connect the first resistor group 17 and the negative analog voltage source 2. In a connection state in which the resistor 53 of the third resistor group 19 is not inserted between,
With the analog output of the lowest ladder tap 15 set to zero, a voltage division value of 16 [= 2 m ] steps between the positive and negative analog voltage sources 1 and 2 can be obtained. 3 [= (2 nm −1)] resistors are inserted between the positive analog voltage source 1 and one resistor between the negative analog voltage source 2 and the positive analog voltage source 1. Positive and negative analog voltage sources 1 and 2 are added to the connected analog voltage in which four resistors 53 are inserted between
An analog output is obtained by applying a voltage of 1/64 [= 1/2 n ] of the potential difference between the two. In the state where 2 [= (2 nm −2)] resistors are inserted between the positive analog voltage source 1 and 2 resistors between the negative analog voltage source 2 and the positive analog voltage source 1, Positive and negative analog voltage sources 1 and 2 are added to the connected analog voltage in which four resistors 53 are inserted between
An analog output with a voltage of 2/64 [= 2/2 n ] of the potential difference between them is obtained. In the state where 1 [= (2 nm −3)] resistors are inserted between the positive analog voltage source 1 and 3 resistors are inserted between the negative analog voltage source 2 and the positive analog voltage source 1, The positive and negative analog voltage sources 1 and 2 are added to the connected analog voltage in which four resistors 53 are inserted between
An analog output with a voltage of 3/64 [= 3/2 n ] of the potential difference between the two is obtained.

【0047】いいかえると、上位4ビットのデジタル値
によって選択されたラダータップ13の電圧値に、正及
び負のアナログ電圧源1,2間の電位差の1/26 〔=
1/2n 〕の電圧を加え、4〔=2n-m 〕段階の分圧値
をラダータップ13に発生させる。例えば、正及び負の
アナログ電圧源1,2間の電位差を3.20Vとしたと
き、mビット変換時にこの電位差3.20Vは16〔=
m 〕段階に分圧され、隣合うラダータップの電位差は
200mVとなる。従って、mビット変換が終了した時
点で最下位から2番目のラダータップ13が選択された
場合のアナログ出力8は200mVとなる。下位2ビッ
トのアナログ変換は、上位4ビットのアナログ変換時に
選択されたラダータップ13の電圧値200mVに、正
及び負のアナログ電圧源1,2間の電位差の1/2
6 〔=2n 〕の電圧〔=50mV〕を単位として下位2
ビットのデジタル値に応じた電圧を加え、4〔=
n-m 〕段階の分圧値をラダータップ13に発生する。
このとき、下位2ビットが“01”の場合のアナログ出
力8は250mV、“10”の場合のアナログ出力8は
300mV、“11”の場合のアナログ出力8は350
mVとなる。
In other words, the voltage value of the ladder tap 13 selected by the digital value of the upper 4 bits is 1/2 6 of the potential difference between the positive and negative analog voltage sources 1 and 2 [=
A voltage of 1/2 n ] is applied to generate a voltage division value of 4 [= 2 nm ] stages in the ladder tap 13. For example, when the potential difference between the positive and negative analog voltage sources 1 and 2 is 3.20V, this potential difference 3.20V is 16 [=
2 m ], and the potential difference between adjacent ladder taps becomes 200 mV. Therefore, the analog output 8 is 200 mV when the second lowest ladder tap 13 is selected when the m-bit conversion is completed. The analog conversion of the lower 2 bits is performed by halving the potential difference between the positive and negative analog voltage sources 1 and 2 to the voltage value 200 mV of the ladder tap 13 selected at the time of the analog conversion of the upper 4 bits.
6 Lower 2 in units of [= 2 n ] voltage [= 50 mV]
Add a voltage according to the digital value of the bit, 4 [=
A partial pressure value of 2 nm ] is generated in the ladder tap 13.
At this time, the analog output 8 when the lower 2 bits are “01” is 250 mV, the analog output 8 when it is “10” is 300 mV, and the analog output 8 when it is “11” is 350 mV.
It becomes mV.

【0048】〔実施例2〕図2はこの発明の一実施例で
ある抵抗ラダーを用いたnビット分解能のD−A変換器
の構成を示す回路図である。なお、実施例1と同様、n
=6、m=4であって、 1/2・LSB補正は行わないも
のとし、実施例1と同一部分には同一符号を付してその
説明を省略する。本実施例が実施例1と異なる点は、第
2の抵抗群28の抵抗列53,53,…の正アナログ電
圧源1側の端部と正アナログ電圧源1との間、及び第3
の抵抗群29の抵抗列53,53,…の負アナログ電圧
源2側の端部と負アナログ電圧源2との間に接続手段を
設けない点である。
[Embodiment 2] FIG. 2 is a circuit diagram showing the structure of a DA converter of n-bit resolution using a resistance ladder which is an embodiment of the present invention. Note that, as in the first embodiment, n
= 6, m = 4, 1/2 LSB correction is not performed, the same parts as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. The present embodiment is different from the first embodiment in that the resistor series 53, 53, ... Of the second resistor group 28 are located between the positive analog voltage source 1 side end and the positive analog voltage source 1.
Is that no connecting means is provided between the negative analog voltage source 2 and the end of the resistor group 53 of the resistor group 29 on the negative analog voltage source 2 side.

【0049】本実施例のD−A変換器の動作は概ね実施
例1と同様であるが、実施例1と異なるのは、nビット
制御回路80が正及び負のアナログ電圧源1,2への接
続経路を形成する際、mビットの変換時には制御信号l
を有意にして接続手段34を接続状態にし、また、下位
2ビットの変換時に、下位2ビットのデジタル値が“0
0”の場合は制御信号lを有意にして接続手段34を接
続状態にし、“11”の場合は制御信号eを有意にして
接続手段21を接続状態にする点である。
The operation of the D / A converter of this embodiment is almost the same as that of the first embodiment, but the difference from the first embodiment is that the n-bit control circuit 80 converts positive and negative analog voltage sources 1 and 2. Control signal l at the time of forming the connection path of
To make the connection means 34 in a connected state, and when the lower 2 bits are converted, the digital value of the lower 2 bits is "0".
In the case of "0", the control signal 1 is made significant to bring the connecting means 34 into the connected state, and in the case of "11", the control signal e is made significant to bring the connecting means 21 into the connected state.

【0050】第1〜第3の抵抗群17,28,29の抵
抗群を全て接続した直列抵抗ラダーが、常時、正アナロ
グ電圧源1と負アナログ電圧源2とに接続されているこ
とにより、正アナログ電圧源1及び負アナログ電圧源2
への接続経路の選択は、接続手段21〜23,32〜3
4の組合わせによって行われるが、抵抗53に比較して
接続手段21〜23,32〜34が低抵抗値であるか
ら、組合わせにより形成された接続経路の抵抗値に比べ
て、正アナログ電圧源1と負アナログ電圧源2とに全抵
抗群が常時接続されている経路の抵抗値は充分に高く、
接続手段21〜23,32〜34の組合せにより選択さ
れた接続経路が、正及び負のアナログ電圧源1,2間の
抵抗値を支配する。従って、抵抗ラダーに期待される精
度に多少の猶予がある場合、本実施例の構成を有する抵
抗ラダーは実施例1の抵抗ラダーよりさらに回路素子の
数を削減できる。
Since the series resistance ladder in which all the resistance groups of the first to third resistance groups 17, 28 and 29 are connected is always connected to the positive analog voltage source 1 and the negative analog voltage source 2, Positive analog voltage source 1 and negative analog voltage source 2
The connection route to the connection means 21 to 23, 32 to 3 is selected.
However, since the connection means 21 to 23 and 32 to 34 have a lower resistance value than the resistance 53, the positive analog voltage is higher than the resistance value of the connection path formed by the combination. The resistance value of the path in which all the resistance groups are constantly connected to the source 1 and the negative analog voltage source 2 is sufficiently high,
The connection path selected by the combination of the connection means 21-23 and 32-34 dominates the resistance value between the positive and negative analog voltage sources 1 and 2. Therefore, when the accuracy expected of the resistance ladder has some margin, the resistance ladder having the configuration of the present embodiment can further reduce the number of circuit elements as compared with the resistance ladder of the first embodiment.

【0051】〔実施例3〕図3はこの発明の一実施例の
抵抗ラダーを用いたnビット分解能のD−A変換器の構
成を示す回路図である。なお、実施例1と同様、n=
6、m=4であって、 1/2・LSB補正は行わないもの
とし、実施例1と同一部分には同一符号を付してその説
明を省略する。本実施例が実施例1と異なる点は、第2
の抵抗群38及び第3の抵抗群39の構成であって、動
作は実施例1と同様であるので説明を省略する。
[Embodiment 3] FIG. 3 is a circuit diagram showing the structure of a DA converter of n-bit resolution using a resistance ladder according to an embodiment of the present invention. Note that, as in the first embodiment, n =
6, m = 4, 1/2 LSB correction is not performed, the same parts as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. The second embodiment is different from the first embodiment in that
The configuration of the resistance group 38 and the third resistance group 39 is the same as that of the first embodiment, and the description thereof is omitted.

【0052】第2の抵抗群38は、3〔=(2n-m
1)〕個から始まって1個に至るまで1個ずつ順に減じ
た各個数、抵抗値R/2n-m を有する抵抗53がそれぞ
れ直列接続された3〔=(2n-m −1)〕列の抵抗列、
及びこれら抵抗列の各一端を個別に、また他端を共通に
正アナログ電圧源1に選択的に接続する接続手段21〜
24を備え、抵抗列の他端が抵抗値R/2n-m の抵抗5
3を介して第1の抵抗群17に共通に接続されている。
The second resistor group 38 has 3 [= (2 nm-
1)] Resistors of 3 [= (2 nm −1)] columns in which resistors 53 each having a resistance value of R / 2 nm are respectively connected in series, each of which is sequentially reduced from one to one. Columns,
And connecting means 21 for selectively connecting one end of each of these resistor strings individually and commonly connecting the other end to the positive analog voltage source 1.
24, and the other end of the resistor string has a resistor 5 with a resistance value of R / 2 nm .
3 are commonly connected to the first resistor group 17.

【0053】第3の抵抗群39は、それぞれが抵抗値R
/2n-m の抵抗が3〔=(2n-m −1)〕個から始まっ
て1個に至るまで1個ずつ順に減じた各個数、それぞれ
直列接続された3〔=(2n-m −1)〕列の抵抗列、及
びこれら抵抗列の各一端を個別に、又は他端を共通に負
アナログ電圧源2に選択的に接続する接続手段31〜3
4を備え、抵抗列の他端が第1の抵抗群17に共通に接
続されている。
Each of the third resistor group 39 has a resistance value R.
/ 2 nm resistances starting from 3 [= (2 nm -1)] and decreasing to 1 by 1 each, 3 [= (2 nm -1)] columns connected in series Resistor series, and connection means 31 to 3 for selectively connecting one end of each of these resistor series individually or commonly connecting the other end to the negative analog voltage source 2.
4, the other end of the resistor string is commonly connected to the first resistor group 17.

【0054】〔実施例4〕図4はこの発明の一実施例の
抵抗ラダーを用いたnビット分解能のD−A変換器の構
成を示す回路図である。なお、実施例1と同様、n=
6、m=4であって、1/2 ・LSB補正は行わないもの
とし、実施例1と同一部分には同一符号を付してその説
明を省略する。本実施例が実施例1と異なる点は、第2
の抵抗群48及び第3の抵抗群39の構成であり、抵抗
群39は実施例3と同一であって、動作は実施例1と同
様であるので説明を省略する。
[Embodiment 4] FIG. 4 is a circuit diagram showing a structure of a DA converter of n-bit resolution using a resistance ladder according to an embodiment of the present invention. Note that, as in the first embodiment, n =
6, m = 4, 1/2 LSB correction is not performed, the same parts as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. The second embodiment is different from the first embodiment in that
The configuration of the resistance group 48 and the third resistance group 39 is described. Since the resistance group 39 is the same as that of the third embodiment and the operation is the same as that of the first embodiment, the description thereof is omitted.

【0055】第2の抵抗群48は、それぞれが抵抗値R
/2n-m の抵抗が4(=2n-m )個から始まって1個に
至るまで1個ずつ順に減じた各個数、それぞれ直列接続
された2n-m 列の抵抗列、及び抵抗列の各一端を個別に
正アナログ電圧源1に選択的に接続する接続手段21〜
24を備え、抵抗列の他端が第1の抵抗群17に共通に
接続されている。
The second resistance group 48 has a resistance value R, respectively.
The number of / 2 nm resistors starting from 4 (= 2 nm ) and decreasing to one by one, each of the 2 nm series of resistors connected in series, and each end of the series of resistors individually Connection means 21 to selectively connect to the positive analog voltage source 1
24, and the other end of the resistor string is commonly connected to the first resistor group 17.

【0056】ところで、以上の実施例1〜4では、正ア
ナログ電圧源1及び負アナログ電圧源2への接続手段2
1〜24,31〜34に抵抗成分が存在しないものと仮
定して説明しているが、LSIを製造する場合、これら
の接続手段は主にMOSFETで構成され、それらのM
OSFETのソース−ドレイン間の固有抵抗は、通常、
回路の設計段階で既知であるため、第1の抵抗群の両端
に位置する抵抗51、及び52もしくは53からトラン
ジスタの固有抵抗を差引いておけば、トランジスタの固
有抵抗による直線性誤差を消失させることが可能であ
る。また、接続手段21〜24,31〜34の抵抗値は
全て同じで、少なくとも抵抗53より低く、かつ極めて
低い抵抗値となるように設計されることが理想的であ
り、これによって本発明の抵抗ラダーが発生する全ての
アナログ電圧は良好な直線性が得られる。
By the way, in the above first to fourth embodiments, the connecting means 2 to the positive analog voltage source 1 and the negative analog voltage source 2 is used.
1 to 24, 31 to 34 are assumed to have no resistance component, but in the case of manufacturing an LSI, these connecting means are mainly composed of MOSFETs, and their M
The specific resistance between the source and drain of the OSFET is usually
Since it is known at the stage of designing the circuit, the linearity error due to the intrinsic resistance of the transistor can be eliminated by subtracting the intrinsic resistance of the transistor from the resistors 51 and 52 or 53 located at both ends of the first resistor group. Is possible. Further, it is ideal that all the connecting means 21 to 24 and 31 to 34 have the same resistance value and are designed to be at least lower than the resistance 53 and to have an extremely low resistance value. All the analog voltages generated by the ladder have good linearity.

【0057】また、第1の抵抗群17に第2の抵抗群2
8と第3の抵抗群19、あるいは第1の抵抗群17に第
2の抵抗群28と第3の抵抗群39、等の組合わせによ
り構成されても、実施例1と同様の効果が得られること
は言うまでもない。
In addition, the first resistor group 17 is connected to the second resistor group 2
8 and the third resistance group 19, or the first resistance group 17 and the second resistance group 28 and the third resistance group 39 in combination, the same effect as the first embodiment can be obtained. It goes without saying that it will be done.

【0058】また、アナログ出力として、正アナログ電
圧源1と等しい電圧を要求される場合は、負アナログ電
圧源2への接続手段31〜34を全て非接続の状態にす
る事で容易に正アナログ電圧源1と等しい電圧を得られ
る。同様に、負アナログ電圧源2と等しい電圧を要求さ
れる場合は、正アナログ電圧源1への接続手段21〜2
4を全て非接続の状態にする事で容易に負アナログ電圧
源2と等しい電圧を得られる。
When a voltage equal to that of the positive analog voltage source 1 is required as the analog output, the positive analog signal can be easily obtained by setting all the connecting means 31 to 34 to the negative analog voltage source 2 in the non-connection state. A voltage equal to that of the voltage source 1 can be obtained. Similarly, when a voltage equal to that of the negative analog voltage source 2 is required, the connecting means 21 to 2 to the positive analog voltage source 1 are connected.
A voltage equal to that of the negative analog voltage source 2 can be easily obtained by making all 4 unconnected.

【0059】〔実施例5〕図5はこの発明の一実施例の
抵抗ラダーを用いたnビット分解能のD−A変換器の構
成を示す回路図である。なお、実施例1と同様、n=
6、m=4であって、 1/2・LSB補正は行わないもの
とし、実施例1と同一部分には同一符号を付してその説
明を省略する。本実施例が実施例1と異なる点は、第1
の抵抗群17は、抵抗値R/2の単位抵抗5が2・(2
m −1)個直列接続され、2m 個のラダータップ11,
…,14は、直列接続された抵抗列5,5,…の両端及
び2個ごとの抵抗5の間に接続されており、また、第2
及び第3の抵抗群18,19は、抵抗値R/2の単位抵
抗5を2〔=2n-m/2 〕個並列に接続して2個1組で抵
抗値R/2n-m を実現している点である。
[Embodiment 5] FIG. 5 is a circuit diagram showing the structure of a DA converter of n-bit resolution using a resistance ladder according to an embodiment of the present invention. Note that, as in the first embodiment, n =
6, m = 4, 1/2 LSB correction is not performed, the same parts as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. The first embodiment is different from the first embodiment in that
The resistance group 17 of the unit resistance 5 of the resistance value R / 2 is 2 ((2
m −1) connected in series, 2 m ladder taps 11,
, 14 are connected between both ends of the resistor series 5, 5, ... Connected in series and between every two resistors 5, and the second resistor
In the third resistance groups 18 and 19, 2 [= 2 nm / 2 ] unit resistances 5 each having a resistance value R / 2 are connected in parallel to realize a resistance value R / 2 nm in pairs. That is the point.

【0060】LSIの製造プロセスで抵抗を形成する場
合、この抵抗は抵抗体の幅、導体と接続するためのスル
ーホールの面積、スルーホール間隔、接触抵抗等に幾ら
かのばらつきを有しているが、すべてが同一チップ上で
ばらつく限り抵抗ラダーの発生する分圧値に大きな影響
は及ぼさない。従って、抵抗値が最小である抵抗を単位
抵抗として抵抗ラダーを構成すればよいが、例えば、実
施例1で最小の抵抗値を持つ抵抗53を単位抵抗として
抵抗ラダー全体を設計した場合、抵抗4は抵抗53を直
列に4個接続するか、又は抵抗の幅を1/4で設計する
かのいずれかの選択になる。この場合、抵抗53が小面
積であったとしても、抵抗体は導体で接続される為のス
ルーホールが必要であり、第2の抵抗群18及び第3の
抵抗群19は小面積で構成できるが、第1の抵抗群17
の面積が増大する。また、抵抗の幅を1/4にした場
合、同一チップ上でのばらつきでも幅に占めるばらつき
の割合が大きくなるため、性能の安定した製品を得るこ
とが難しくなる。
When a resistor is formed in the LSI manufacturing process, the resistor has some variations in the width of the resistor, the area of through holes for connecting to the conductor, the through hole interval, the contact resistance, and the like. However, as long as they all vary on the same chip, they do not have a great influence on the partial pressure value generated by the resistance ladder. Therefore, the resistance ladder may be configured with the resistance having the smallest resistance value as the unit resistance. For example, when the entire resistance ladder is designed with the resistance 53 having the smallest resistance value as the unit resistance in the first embodiment, the resistance 4 Is to connect four resistors 53 in series, or to design the resistor width to be 1/4. In this case, even if the resistor 53 has a small area, the resistor body needs a through hole to be connected by a conductor, and the second resistor group 18 and the third resistor group 19 can be configured with a small area. But the first resistor group 17
Area increases. Further, when the width of the resistor is set to 1/4, even if the variation is on the same chip, the proportion of variation in the width becomes large, so that it becomes difficult to obtain a product with stable performance.

【0061】以上に鑑み、本実施例では、抵抗値が最小
の単位抵抗の抵抗値をR/2とし、抵抗5を並列に接続
してR/2n-m の値を持つ抵抗を得ることで、精度の良
い抵抗ラダーを構成している。
In view of the above, in the present embodiment, the resistance value of the unit resistance having the minimum resistance value is R / 2, and the resistance 5 is connected in parallel to obtain the resistance having the value of R / 2 nm . It constitutes a highly accurate resistance ladder.

【0062】〔実施例6〕図6は、この発明の一実施例
の抵抗ラダーを用いたnビット分解能のD−A変換器の
構成を示す回路図である。また、n=6、m=4であっ
て、実施例1と同一部分には同一符号を付してその説明
を省略する。本実施例が実施例4と異なる点は、第2の
抵抗群58及び第3の抵抗群49の抵抗の抵抗値であ
り、他の構成は実施例1と同様であるのでその説明を省
略する。
[Embodiment 6] FIG. 6 is a circuit diagram showing a configuration of a DA converter having an n-bit resolution using a resistance ladder according to an embodiment of the present invention. Further, n = 6 and m = 4, the same parts as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. This embodiment is different from the fourth embodiment in the resistance values of the resistances of the second resistance group 58 and the third resistance group 49. Since the other configurations are the same as those of the first embodiment, the description thereof will be omitted. .

【0063】第2の抵抗群58は、抵抗値が(2m
1)・3R/(2m+1 −3)未満、且つ(2m −1)・
R/(2m+1 −1)以下ではない抵抗54と、抵抗値が
抵抗54の抵抗値未満である抵抗57と、抵抗値が抵抗
57の抵抗値未満である抵抗55と、抵抗値が抵抗55
の抵抗値未満で0ではない抵抗56と、デジタル値の下
位n−m(=2)ビットが“00”である時に第1の抵
抗群17と正アナログ電圧源1とを抵抗54を介して接
続する接続手段24と、デジタル値の下位2ビットが
“01”である時に第1の抵抗群17と正アナログ電圧
源1とを抵抗57を介して接続する接続手段23と、デ
ジタル値の下位2ビットが“10”である時に第1の抵
抗群17と正アナログ電圧源1間とを抵抗55を介して
接続する接続手段22と、デジタル値の下位2ビットが
“11”である時に第1の抵抗群17と正アナログ電圧
源1とを抵抗56を介して接続する接続手段21とを有
している。
The second resistor group 58 has a resistance value of (2 m
1) ・ 3R / (2 m + 1 -3) or less, and (2 m -1) ・
A resistance 54 not lower than R / (2 m + 1 −1), a resistance 57 whose resistance value is less than that of the resistance 54, a resistance 55 whose resistance value is less than that of the resistance 57, and a resistance value Resistance 55
Through the resistor 54 and the resistor 56 which is less than the resistance value of 0 and is not 0, and the first resistor group 17 and the positive analog voltage source 1 when the lower nmb (= 2) bit of the digital value is "00". The connecting means 24 for connecting, the connecting means 23 for connecting the first resistor group 17 and the positive analog voltage source 1 via the resistor 57 when the lower 2 bits of the digital value are “01”, and the lower order of the digital value. The connecting means 22 for connecting the first resistor group 17 and the positive analog voltage source 1 via the resistor 55 when the 2 bits are "10", and the first when the lower 2 bits of the digital value are "11". 1 has a resistor group 17 and a positive analog voltage source 1 via a resistor 56 and a connecting means 21.

【0064】第3の抵抗群49は、抵抗値がR未満の抵
抗61と、抵抗値が抵抗61の抵抗値未満である抵抗5
9と、抵抗値が抵抗59の抵抗値未満で0ではない抵抗
60と、デジタル値の下位2ビットが“00”である時
に第1の抵抗群17と負アナログ電圧源2とを接続する
接続手段34と、デジタル値の下位2ビットが“01”
である時に第1の抵抗群17と負アナログ電圧源2とを
抵抗60を介して接続する接続手段33と、デジタル値
の下位2ビットが“10”である時に第1の抵抗群17
と負アナログ電圧源2とを抵抗59を介して接続する接
続手段32と、デジタル値の下位2ビットが“11”で
ある時に第1の抵抗群17と負アナログ電圧源1とを抵
抗61を介して接続する接続手段31とを有している。
The third resistor group 49 includes a resistor 61 having a resistance value less than R and a resistor 5 having a resistance value less than that of the resistor 61.
9, a resistor 60 whose resistance value is less than the resistance value of the resistor 59 and is not 0, and a connection which connects the first resistor group 17 and the negative analog voltage source 2 when the lower 2 bits of the digital value are "00". Means 34 and the lower 2 bits of the digital value are "01"
Connection means 33 for connecting the first resistor group 17 and the negative analog voltage source 2 via the resistor 60, and the first resistor group 17 when the lower 2 bits of the digital value are "10".
And the negative analog voltage source 2 via a resistor 59, and the first resistor group 17 and the negative analog voltage source 1 when the lower two bits of the digital value are "11". It has the connection means 31 connected via.

【0065】以上のような構成のD−A変換器では、負
アナログ基準電圧源2を基準に64(=2n )種類の異
なる電圧を得るので、各ラダータップの電圧の理論値か
らの誤差を理論上の電圧のステップ幅以内、つまりD−
A変換器の1LSB以内に納める必要がある。例えば、
図において上位m(=4)ビットが全て“1”である時
はラダータップ11が選択されており、下位2ビットも
“0”である時、ラダータップ11から得られる電圧の
理論値は、正アナログ電圧源1と負アナログ電圧源2と
の電位差の(2m −1)/2m 倍である。この状態でラ
ダータップ12の値に相当する電圧までは、上位4ビッ
トで指定できるラダータップを持たないため、ラダータ
ップ12の理論上の電圧より高く、且つ正アナログ電圧
源1の電圧未満はラダータップ11にとって許容範囲で
ある。しかし、mビット以上の分解能を目的とする場
合、ラダータップ11またはラダータップ12が選択さ
れた状態で、且つ下位2ビットが“10”である時の理
論値は、正負アナログ電圧源1,2間の電位差の(2
m+1 −3)/2m+1 倍から(2m+1 −1)/2m+1 倍以
内でなければならない。従って、抵抗54の抵抗値R54
は、 R54<(2m −1)・3R/(2m+1 −3) … (1) 且つ R54>(2m −1)・R/(2m+1 −1) … (2) である。また、下位2ビットによりラダータップ11と
ラダータップ12との間の電圧を得るための抵抗54,
55,56,57の抵抗値R54,R55,R56,R57の関
係は、 R54>R57>R55>R56>0Ω … (3) である。
In the DA converter configured as described above, 64 (= 2 n ) different voltages are obtained with the negative analog reference voltage source 2 as a reference, so that the error of the voltage of each ladder tap from the theoretical value is obtained. Within the theoretical voltage step width, that is, D−
It must be installed within 1 LSB of the A converter. For example,
In the figure, when all the upper m (= 4) bits are “1”, the ladder tap 11 is selected, and when the lower 2 bits are also “0”, the theoretical value of the voltage obtained from the ladder tap 11 is It is (2 m −1) / 2 m times the potential difference between the positive analog voltage source 1 and the negative analog voltage source 2. In this state, up to the voltage corresponding to the value of the ladder tap 12, there is no ladder tap that can be specified by the upper 4 bits. This is an allowable range for the tap 11. However, when the resolution of m bits or more is intended, the theoretical values when the ladder tap 11 or the ladder tap 12 is selected and the lower 2 bits are “10” are the positive and negative analog voltage sources 1 and 2. Of the potential difference between (2
It should be within m + 1 -3) / 2 m + 1 times to (2 m + 1 -1) / 2 m + 1 times. Therefore, the resistance value R 54 of the resistor 54
R 54 <(2 m −1) · 3R / (2 m + 1 −3) (1) and R 54 > (2 m −1) · R / (2 m + 1 −1) (2) ). Also, a resistor 54 for obtaining a voltage between the ladder tap 11 and the ladder tap 12 by the lower 2 bits,
The relationship among the resistance values R 54 , R 55 , R 56 , and R 57 of 55 , 56 , and 57 is R 54 > R 57 > R 55 > R 56 > 0Ω (3).

【0066】また、図において上位4ビットが全て
“0”である時はラダータップ14が選択されており、
下位2ビットが“0”である時、ラダータップ14から
得られる電圧の理論値は負アナログ電圧源2の電位に等
しい。この時、ラダータップ13の理論上の電圧より低
く、且つ負アナログ電圧源2より高い電圧がラダータッ
プ14にとって許容範囲である。また、下位2ビットに
よりラダータップ14とラダータップ13とから得られ
る電圧の間の電圧を得るための抵抗59,60,61の
抵抗値R59,R60,R61の関係は、 R61>R59>R60>0Ω … (4) である。
In the figure, when all the upper 4 bits are "0", the ladder tap 14 is selected,
When the lower 2 bits are “0”, the theoretical value of the voltage obtained from the ladder tap 14 is equal to the potential of the negative analog voltage source 2. At this time, a voltage lower than the theoretical voltage of the ladder tap 13 and higher than the negative analog voltage source 2 is an allowable range for the ladder tap 14. The relationship between the resistance values R 59 , R 60 and R 61 of the resistors 59 , 60 and 61 for obtaining the voltage between the voltages obtained from the ladder tap 14 and the ladder tap 13 by the lower 2 bits is R 61 >. R 59 > R 60 > 0Ω (4).

【0067】以上のように式(1) 〜(4) から、厳密
な精度を要求せず、単に多次の分解能を得ようとする
時、特に精密な抵抗を構成せずとも、第1の抵抗群17
の構成が精密であるならば、実施例1乃至4における構
造によるnビット分解能のD−A変換器が得られること
が理解できよう。また、図11、図13により実施例
1,2,3の回路における第1の抵抗群17と正アナロ
グ電圧源1との間、及び負アナログ電圧源2との間に接
続される抵抗値が同等であることから、接続手段21〜
24,31〜34が、実施例1で示した動作に従って正
アナログ電圧源1と負アナログ電圧源2との間に接続経
路を形成したとき、実施例1,2,3についても当該実
施例で示した関係式が成り立ち、特に厳密に第2、第3
の抵抗群を構成しているので、精度の良いD−A変換器
が得られることは容易に理解できる。
As described above, from the equations (1) to (4), when strict precision is not required and only a multi-order resolution is to be obtained, the first Resistance group 17
It can be understood that if the structure of (1) is precise, the D-A converter with n-bit resolution can be obtained by the structure of the first to fourth embodiments. 11 and 13, the resistance values connected between the first resistor group 17 and the positive analog voltage source 1 and between the negative analog voltage source 2 in the circuits of Examples 1, 2, and 3 are Since they are equivalent, the connection means 21-
When 24, 31 to 34 form a connection path between the positive analog voltage source 1 and the negative analog voltage source 2 according to the operation shown in the first embodiment, The relations shown above hold, and the strict second and third
It is easy to understand that an accurate D-A converter can be obtained because the resistor group is constructed.

【0068】〔実施例7〕図7は実施例1〜6のいずれ
かのD−A変換器を用いた逐次近似方式のA−D変換器
の構成を示す回路ブロック図である。なお、実施例1と
同様、n=6、m=4であって、 1/2・LSB補正は行
わないものとし、実施例1と同一部分には同一符号を付
してその説明を省略する。図中、90は実施例1〜4の
いずれかのD−A変換器であって、前記第1及び第2の
制御手段たるnビット制御回路100は、第2及び第3
の抵抗群18,19の接続手段を接続状態又は切断状態
にする制御信号201,202をそれぞれの2n-m 本の
信号線を介してD−A変換器90に与え、第2の抵抗群
18,第3の抵抗群19の接続手段(図1,3の接続手
段24,34又は図2の接続手段34)を選択的に接続
状態にして、正及び負のアナログ電圧源1,2の間に2
m ・Rの抵抗値が形成されるような正及び負のアナログ
電圧源1,2への接続経路を形成し、nビットのうち上
位mビットのデジタル値を、mビットの上位から仮のデ
ジタル値を順次設定して得られるD−A変換器90から
のアナログ出力8と外部から入力端子AINを介して入力
されるアナログ入力25とを比較器16で比較した比較
結果信号20に基づいて逐次近似方式により順次確定す
る。
[Embodiment 7] FIG. 7 is a circuit block diagram showing the configuration of a successive approximation type AD converter using the DA converter of any of Embodiments 1 to 6. As in the first embodiment, n = 6 and m = 4, and 1/2 LSB correction is not performed. The same parts as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. . In the figure, 90 is a DA converter according to any one of the first to fourth embodiments, in which the n-bit control circuit 100 as the first and second control means is a second and a third.
The control signals 201 and 202 for connecting or disconnecting the connecting means of the resistor groups 18 and 19 are applied to the DA converter 90 through the respective 2 nm signal lines, and the second resistor group 18 and Between the positive and negative analog voltage sources 1 and 2, the connecting means of the third resistor group 19 (the connecting means 24 and 34 of FIGS. 1 and 3 or the connecting means 34 of FIG. 2) is selectively connected. Two
A connection path is formed to the positive and negative analog voltage sources 1 and 2 so that the resistance value of m · R is formed, and the digital value of the upper m bits of the n bits is changed from the upper bit of the m bits to the temporary digital The analog output 8 from the DA converter 90 obtained by sequentially setting the values and the analog input 25 input from the outside through the input terminal AIN are compared by the comparator 16 and sequentially based on the comparison result signal 20. Determined sequentially by the approximation method.

【0069】さらに、nビット制御回路100は、mビ
ット変換時に選択したmビット分のデジタル値に応じた
アナログ電圧を出力するラダータップを選択した状態の
まま、nビットのうちの下位(n−m)ビットに仮の値
を設定したデジタル値に応じた制御信号201,202
をD−A変換器90に与え、第2の抵抗群18及び第3
の抵抗群19のそれぞれの接続手段を選択的に接続状態
にして正アナログ電圧源1及び負アナログ電圧源2への
接続経路を変更することで第1の抵抗群17のラダータ
ップから出力されるアナログ電圧を少なくとも(n−
m)回変化させ、引続きD−A変換器90からのアナロ
グ出力8とアナログ入力25とを比較して逐次近似方式
で下位(n−m)ビットのデジタル値を確定する。
Further, the n-bit control circuit 100 keeps selecting the ladder tap that outputs the analog voltage corresponding to the m-bit digital value selected at the time of converting the m-bit, and the lower (n- m) control signals 201 and 202 corresponding to the digital value in which a temporary value is set in the bit
To the DA converter 90, and the second resistor group 18 and the third resistor group 18
Is output from the ladder tap of the first resistor group 17 by selectively connecting the respective connecting means of the resistor group 19 and changing the connection path to the positive analog voltage source 1 and the negative analog voltage source 2. If the analog voltage is at least (n-
m) times, and then the analog output 8 from the DA converter 90 and the analog input 25 are compared to determine the digital value of the lower (n−m) bits by the successive approximation method.

【0070】次に、以上のような構成のA−D変換器の
デジタル変換の動作について、図8〜図11を基に説明
する。図8及び11は接続手段の接続/切断が制御信号
e〜lで制御される実施例1,3,4,5のいずれかの
抵抗ラダーの接続経路の状態遷移を示す図、図9及び1
1は図8及び10の状態遷移をもたらす制御信号e〜l
のタイミングチャートである。例えば、上位4ビットの
デジタル変換が終了した時点で4ビット目の変換結果に
より最もアナログ入力25に近似しているとして選択さ
れたラダータップが、図1,3,4に示すラダータップ
13であった場合、アナログ出力8からは、デジタル値
“0001002 ”に相当するアナログ電圧が出力され
ていることになり、正アナログ電圧源1と負アナログ電
圧源2との電位差を3. 2Vとした場合、アナログ出力
8の電圧は200mVである。
Next, the digital conversion operation of the AD converter having the above-mentioned structure will be described with reference to FIGS. 8 and 11 are diagrams showing the state transition of the connection path of the resistance ladder of any one of the embodiments 1, 3, 4, 5 in which connection / disconnection of the connection means is controlled by the control signals e to l, FIGS. 9 and 1.
1 is a control signal e to l that causes the state transitions of FIGS.
2 is a timing chart of. For example, the ladder tap 13 which is selected as the one most approximated to the analog input 25 by the conversion result of the 4th bit when the digital conversion of the upper 4 bits is completed is the ladder tap 13 shown in FIGS. In this case, the analog voltage corresponding to the digital value “000100 2 ” is output from the analog output 8, and the potential difference between the positive analog voltage source 1 and the negative analog voltage source 2 is 3.2V. The voltage of the analog output 8 is 200 mV.

【0071】5ビット目のA−D変換において、デジタ
ル値を仮に“0001102 ”に設定し、4ビット目で
選択したラダータップを比較器16に接続したまま、4
ビット目までのA−D変換で抵抗ラダーを正及び負のア
ナログ電圧源1,2に接続していた接続手段24,34
を切断し、替って接続手段22,32を接続状態にして
正及び負のアナログ電圧源1,2と抵抗ラダーとを接続
する。このときラダータップ13は、4ビット目の変換
終了時の状態(図8(a) ,図10(a) )に比較して、負
アナログ電圧源2側に抵抗53が2個挿入され、同時に
正アナログ電圧源1側の抵抗53が2個削減された状態
になる(図8(b) ,図10(b) )。従って、ラダータッ
プ13の電圧は、300mVとなる。比較器16はこの
ときのラダータップ13からのアナログ出力8とアナロ
グ入力25との電圧を比較する。アナログ出力8とアナ
ログ入力25との比較の結果、アナログ入力25の電圧
の方が高い場合は5ビット目を“1”に確定し、アナロ
グ出力8の電圧の方が高い場合は5ビット目を“0”に
確定する。
In the A-D conversion of the 5th bit, the digital value is temporarily set to "000110 2 ", and the ladder tap selected in the 4th bit is connected to the comparator 16 and 4
Connecting means 24 and 34 connecting the resistance ladder to the positive and negative analog voltage sources 1 and 2 by A-D conversion up to the bit-th bit.
Is disconnected, and the connection means 22 and 32 are connected to connect the positive and negative analog voltage sources 1 and 2 to the resistance ladder. At this time, the ladder tap 13 has two resistors 53 inserted on the negative analog voltage source 2 side at the same time as compared to the state at the end of conversion of the fourth bit (FIGS. 8A and 10A). Two resistors 53 on the side of the positive analog voltage source 1 are reduced (FIGS. 8B and 10B). Therefore, the voltage of the ladder tap 13 is 300 mV. The comparator 16 compares the voltages of the analog output 8 and the analog input 25 from the ladder tap 13 at this time. As a result of comparison between the analog output 8 and the analog input 25, if the voltage of the analog input 25 is higher, the 5th bit is set to “1”, and if the voltage of the analog output 8 is higher, the 5th bit is determined. Set to "0".

【0072】5ビット目の比較結果により、アナログ入
力25の電圧がアナログ出力8より高かった場合は、デ
ジタル値を仮に“0001112 ”と設定して6ビット
目の変換に移るが、このとき、5ビット目までのA−D
変換で抵抗ラダーを正及び負のアナログ電圧源1,2に
接続していた接続手段22,32を切断し、替って接続
手段21,31を接続状態にして正及び負のアナログ電
圧源1,2と抵抗ラダーとを接続する。このときラダー
タップ13は、4ビット目の変換終了時の状態(図8
(a) )に比較して、正アナログ電圧源1側の抵抗53が
3個削減され、同時に負アナログ電圧源2側に抵抗53
が3個挿入された状態になる(図8(c) )。従って、ラ
ダータップ13の電圧は、350mVとなる。比較器1
6はこのときのラダータップ13からのアナログ出力8
とアナログ入力25との電圧を比較する。アナログ出力
8とアナログ入力25との比較の結果、アナログ入力2
5の電圧の方が高い場合は6ビット目は“1”に確定さ
れて6ビットのアナログ値は“0001112 ”とな
り、アナログ出力8の電圧の方が高い場合は6ビット目
は“0”に確定され、6ビットのアナログ値は“000
1102 ”となる。
If the voltage of the analog input 25 is higher than that of the analog output 8 as a result of the comparison of the 5th bit, the digital value is temporarily set to "000111 2 " and the conversion to the 6th bit is started. A-D up to the 5th bit
The conversion means disconnects the connection means 22 and 32 that have connected the resistance ladder to the positive and negative analog voltage sources 1 and 2, and instead puts the connection means 21 and 31 into the connected state, and the positive and negative analog voltage source 1 , 2 and the resistance ladder are connected. At this time, the ladder tap 13 is in the state at the end of conversion of the fourth bit (see FIG. 8).
Compared to (a)), three resistors 53 on the positive analog voltage source 1 side are reduced, and at the same time, a resistor 53 on the negative analog voltage source 2 side.
3 are inserted (Fig. 8 (c)). Therefore, the voltage of the ladder tap 13 is 350 mV. Comparator 1
6 is the analog output from the ladder tap 13 at this time 8
And the voltage of the analog input 25 are compared. As a result of comparison between the analog output 8 and the analog input 25, the analog input 2
When the voltage of 5 is higher, the 6th bit is set to “1” and the 6-bit analog value becomes “000111 2 ”. When the voltage of analog output 8 is higher, the 6th bit is “0”. , And the 6-bit analog value is "000."
110 2 ".

【0073】一方、5ビット目の比較結果により、アナ
ログ入力25の電圧がアナログ出力8より低かった場合
は、デジタル値を仮に“0001012 ”として6ビッ
ト目の変換に移るが、このとき、5ビット目までのA−
D変換で抵抗ラダーを正及び負のアナログ電圧源1,2
に接続していた接続手段22,32を切断し、替って接
続手段23,33を接続状態にして正及び負のアナログ
電圧源1,2と抵抗ラダーとを接続する。このときラダ
ータップ13は、4ビット目の変換終了時の状態(図1
0(a) )に比較して、正アナログ電圧源1側の抵抗53
が1個削減され、同時に負アナログ電圧源2側に抵抗5
3が1個挿入された状態になる(図10(c) )。従っ
て、ラダータップ13の電圧は、250mVとなる。比
較器16はこのときのラダータップ13からのアナログ
出力8とアナログ入力25との電圧を比較する。アナロ
グ出力8とアナログ入力25との比較の結果、アナログ
入力25の電圧の方が高い場合は6ビット目は“1”に
確定され6ビットのアナログ値は“0001012 ”と
なり、アナログ出力8の電圧の方が高い場合は6ビット
目は“0”に確定され、6ビットのアナログ値は“00
01002 ”となる。
On the other hand, if the voltage of the analog input 25 is lower than that of the analog output 8 according to the comparison result of the 5th bit, the digital value is temporarily set to "000101 2 " and the conversion to the 6th bit is started. A-up to the bit
Positive and negative analog voltage sources 1 and 2 for resistance ladder by D conversion
The connection means 22 and 32 connected to is connected to the positive and negative analog voltage sources 1 and 2 and the resistance ladder in place of the connection means 23 and 33. At this time, the ladder tap 13 is in the state at the end of conversion of the fourth bit (see FIG. 1).
0 (a)), the resistor 53 on the positive analog voltage source 1 side
1 is reduced, and at the same time, the resistance 5
One 3 is inserted (FIG. 10 (c)). Therefore, the voltage of the ladder tap 13 is 250 mV. The comparator 16 compares the voltages of the analog output 8 and the analog input 25 from the ladder tap 13 at this time. As a result of the comparison between the analog output 8 and the analog input 25, when the voltage of the analog input 25 is higher, the 6th bit is set to “1”, the 6-bit analog value becomes “000101 2 ”, and the analog output 8 If the voltage is higher, the 6th bit is set to "0" and the 6-bit analog value is "00".
0100 2 ".

【0074】次に、本発明のA−D変換器の変換特性に
ついて説明する。図12(a) は従来のnビット分解能A
−D変換器の変換特性を示す図、図12(b) は本発明の
A−D変換器の変換特性を示す図であって、下位3ビッ
トの変換特性を示している。図12(b)は、本発明の
A−D変換器が上位mビット相当のアナログ出力で下位
から3ビット目までをデジタル変化した後(その変換特
性は実線で示す)、下位(n−m)ビット〔=2ビッ
ト〕のデジタル値の別により変換特性をシフトさせる状
態を点線,一点鎖線,二点鎖線で示している。図からも
明らかなように、全ての変換特性の変換点は、図12
(a) に示す従来の変換特性の変換点に一致する。このこ
とは、本発明のD−A変換器が、少ない素子数で従来の
nビット分解能A−D変換器と同等の変換特性を得られ
ることを示している。
Next, the conversion characteristics of the AD converter of the present invention will be described. Figure 12 (a) shows the conventional n-bit resolution A
FIG. 12B is a diagram showing the conversion characteristic of the −D converter, and FIG. 12B is a diagram showing the conversion characteristic of the AD converter of the present invention, showing the conversion characteristic of the lower 3 bits. FIG. 12B shows that after the AD converter of the present invention digitally changes from the lower bit to the third bit with an analog output corresponding to the upper m bits (the conversion characteristic is shown by a solid line), the lower (nm) ) The state in which the conversion characteristic is shifted depending on the digital value of bit [= 2 bits] is shown by a dotted line, a one-dot chain line, and a two-dot chain line. As is clear from the figure, the conversion points of all conversion characteristics are as shown in FIG.
It matches the conversion point of the conventional conversion characteristics shown in (a). This indicates that the DA converter of the present invention can obtain conversion characteristics equivalent to those of the conventional n-bit resolution AD converter with a small number of elements.

【0075】〔実施例8〕図13は実施例1〜6のいず
れかのD−A変換器を有する逐次近似方式のA−D変換
器の構成を示す回路ブロック図である。なお、実施例1
と同様、n=6、m=4とし、実施例1又は実施例7と
同一部分には同一符号を付してその説明を省略する。本
実施例のA−D変換器は、例えば1LSB以内のオフセ
ットが加わってしまうようなアナログ入力をデジタル変
換するとき、外部からのアナログ入力と比較するための
基準アナログ電圧を出力するD−A変換器のアナログ出
力に1LSB以内のオフセットを予め加えておくことで
A−D変換結果からオフセットを排除するものである。
[Embodiment 8] FIG. 13 is a circuit block diagram showing the structure of a successive approximation type AD converter having the DA converter of any of Embodiments 1 to 6. In addition, Example 1
Similarly to the above, n = 6 and m = 4, the same parts as those in the first or seventh embodiment are designated by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. The A / D converter of the present embodiment outputs a reference analog voltage for comparison with an analog input from the outside when the analog input to which an offset within 1 LSB is added is digitally converted. The offset is excluded from the A-D conversion result by adding an offset within 1 LSB in advance to the analog output of the device.

【0076】本実施例が実施例7と異なる点は、変換の
当初、第2及び第3の抵抗群18,19の接続手段を組
み合わせて第1及び第2のアナログ電圧源1,2への接
続経路を形成する際、前記第3及び第4の制御手段の一
部を担うn−mビット制御回路102が、D−A変換器
90からの出力に第1及び第2のアナログ電圧源1,2
間の電位差の1/2n を単位とするオフセットが予め加
わるような接続経路を形成する点である。即ち、n−m
ビット制御回路102は、2m 段階のアナログ電圧のう
ち最下位のアナログ電圧を出力する2m 本目のラダータ
ップの出力がゼロより大きくなるような、ラダータップ
から出力されるアナログ電圧にオフセットが加わるよう
な接続経路を、実施例1,3,4の抵抗ラダーの場合は
接続手段21〜23,31〜33を、また、実施例2の
抵抗ラダーの場合は接続手段21〜23,32〜34を
組み合わせて形成する。n−mビット制御回路102と
ともに前記第3及び第4の制御手段を担うmビット制御
回路101はこのようにして接続経路が形成されたD−
A変換器90に対してmビット分の制御信号を与え、実
施例5と同様の手順でmビットを逐次近似方式でデジタ
ル変換する。
The present embodiment is different from the seventh embodiment in that at the beginning of conversion, the connecting means of the second and third resistor groups 18 and 19 are combined to connect to the first and second analog voltage sources 1 and 2. When forming the connection path, the nm bit control circuit 102, which is a part of the third and fourth control means, outputs the first and second analog voltage sources 1 to the output from the DA converter 90. , 2
The point is to form a connection path such that an offset in units of 1/2 n of the potential difference between them is added in advance. That is, nm
The bit control circuit 102 adds an offset to the analog voltage output from the ladder tap so that the output of the 2 mth ladder tap that outputs the lowest analog voltage of the 2 m- stage analog voltage becomes larger than zero. Such connection paths are provided by connecting means 21 to 23, 31 to 33 in the case of the resistance ladders of Examples 1, 3 and 4, and connecting means 21 to 23, 32 to 34 in the case of the resistance ladder of Example 2. Are formed in combination. The m-bit control circuit 101, which is responsible for the third and fourth control means together with the n-m-bit control circuit 102, has a D- path in which a connection path is formed in this way.
A control signal for m bits is given to the A converter 90, and m bits are digitally converted by the successive approximation method in the same procedure as in the fifth embodiment.

【0077】〔実施例9〕図14はこの発明の一実施例
の抵抗ラダーを用いたA−D変換器の構成を示す回路ブ
ロック図であって、図15は図14のA−D変換器の一
部の詳細な構成を示す回路図である。なお、実施例1と
同様、n=6、m=4であって、 1/2・LSB補正は行
わないものとし、実施例1又は実施例7と同一部分には
同一符号を付してその説明を省略する。本実施例のA−
D変換器はmビットの変換時に上位ビットからp〔=
2〕ビット単位でmビットに至るまで逐次近似方式を用
いてデジタル変換を繰り返すものであって、最初のpビ
ットの変換で、外部からのアナログ入力が正及び負のア
ナログ電圧源1,2間の電位差を2p 段階に分圧したい
ずれの電圧領域に含まれるかを大まかに絞り込み、次の
pビットの変換では絞り込んだ電圧領域を2p 段階に分
圧する。
[Embodiment 9] FIG. 14 is a circuit block diagram showing the structure of an AD converter using a resistance ladder according to an embodiment of the present invention. FIG. 15 is an AD converter of FIG. 3 is a circuit diagram showing a detailed configuration of a part of FIG. As in the first embodiment, n = 6 and m = 4, and 1/2 LSB correction is not performed, and the same parts as those in the first or seventh embodiment are denoted by the same reference numerals. The description is omitted. A- of this embodiment
The D converter uses p [=
2] Digital conversion is repeated using a successive approximation method up to m bits in bit units, and the first p-bit conversion is performed between positive and negative analog voltage sources 1 and 2 between external analog inputs. The voltage range divided by 2 p stages of the potential difference is narrowed down roughly, and in the next p-bit conversion, the narrowed down voltage region is divided down into 2 p stages.

【0078】図中、91はこの発明の一実施例の抵抗ラ
ダーのいずれかを用い、2m 段階の分圧値のうち、3
〔=(2p −1)〕個をアナログ出力81,82,83
として出力するD−A変換器であって、選択スイッチ群
79は後に詳述するようにスイッチ700〜715から
構成され、第1の抵抗群17の16〔=2m 〕個のラダ
ータップの中から3〔=(2p −1)〕個のラダータッ
プを選択する。6ビット制御回路110は実施例5のn
ビット制御回路100とほぼ同様の働きをするが、mビ
ット変換時、6ビットの上位から2ビット単位で仮の値
を設定したデジタル値をD−A変換器91に与える。ス
イッチ群制御回路86は、前記第5及び第6の制御手段
たる6ビット制御回路110から与えられるnビットの
デジタル値に応じて、対応するラダータップをアナログ
出力81,82,83に接続させるための信号84と、
後に詳述する0+pビット選択スイッチ700をオン・
オフする信号85とを選択スイッチ群79に出力する。
In the figure, 91 is one of the resistance ladders of one embodiment of the present invention, and is 3 out of 2 m steps of partial pressure value.
[= (2 p -1)] analog outputs 81, 82, 83
The selection switch group 79 is composed of switches 700 to 715 as will be described later in detail and is included in the 16 [= 2 m ] ladder taps of the first resistance group 17. To 3 [= (2 p -1)] ladder taps. The 6-bit control circuit 110 is n in the fifth embodiment.
It operates almost the same as the bit control circuit 100, but at the time of m-bit conversion, a digital value in which a temporary value is set in units of 2 bits from the upper 6 bits is given to the DA converter 91. The switch group control circuit 86 connects the corresponding ladder taps to the analog outputs 81, 82, 83 according to the n-bit digital value given from the 6-bit control circuit 110 serving as the fifth and sixth control means. Signal 84 of
The 0 + p bit selection switch 700, which will be described later, is turned on.
The signal 85 for turning off is output to the selection switch group 79.

【0079】3〔=2p 〕個の比較器16は3つのアナ
ログ出力81,82,83をそれぞれ一方の入力とし、
外部からのアナログ入力25をそれぞれの他方の入力と
する。上位4ビットの変換時における比較器16,1
6,16の3つの比較結果信号301,302,303
はエンコーダ305に出力され、エンコーダ305は3
つの比較結果信号を2ビットのデジタル値に符号化して
6ビット制御回路110に出力する。また、下位2ビッ
トの変換時における比較器16,16,16からの比較
結果信号301,302,303はマルチプレクサ30
0に出力され、マルチプレクサ300は3つの比較結果
信号301,302,303から選択した1つの比較結
果信号を下位ビット変換結果出力304として6ビット
制御回路110に出力する。
The 3 [= 2 p ] comparators 16 have the three analog outputs 81, 82 and 83 as one input,
The analog input 25 from the outside is used as the other input. Comparators 16 and 1 when converting the upper 4 bits
Three comparison result signals 301, 302, 303 of 6, 16
Is output to the encoder 305, and the encoder 305 outputs 3
The two comparison result signals are encoded into a 2-bit digital value and output to the 6-bit control circuit 110. Further, the comparison result signals 301, 302, 303 from the comparators 16, 16, 16 at the time of conversion of the lower 2 bits are the multiplexer 30.
0, the multiplexer 300 outputs one comparison result signal selected from the three comparison result signals 301, 302, 303 to the 6-bit control circuit 110 as the lower bit conversion result output 304.

【0080】選択スイッチ群79は、正及び負のアナロ
グ電圧源1,2の電位差を4段階に分圧すべく、16個
のラダータップの上位から4本毎をアナログ出力81,
82,83にそれぞれ接続する常開のスイッチ701,
702,703と、前段階の2ビット単位の変換で絞り
込まれた電圧領域の電位差の4段階の分圧値を得るため
に各組の各スイッチがアナログ出力81,82,83に
それぞれ接続された4組の常開のスイッチ704〜70
6,707〜709,710〜712,713〜715
と、アナログ出力に接続され、上位4ビットの変換結果
の全てが“0”であった場合、デジタル値“00000
2 ”からデジタル値“0000112”に変換される
べきアナログ入力をデジタル変換する際の下位2ビット
変換時の基準アナログ電圧をD−A変換器91から出力
させるための0+pビット選択スイッチ700とからな
る。
The selection switch group 79 divides the potential difference between the positive and negative analog voltage sources 1 and 2 into four levels by dividing the upper four of the 16 ladder taps into analog outputs 81 ,.
82, 83 connected normally open switch 701,
702 and 703, and each switch of each set is connected to the analog outputs 81, 82 and 83, respectively, in order to obtain the voltage division value of four steps of the potential difference of the voltage region narrowed down by the conversion of the 2-bit unit in the previous step 4 sets of normally open switches 704-70
6,707-709,710-712,713-715
, And if all of the conversion results of the upper 4 bits are “0”, the digital value is “0000”.
And a 0 + p bit selection switch 700 for causing the DA converter 91 to output the reference analog voltage at the time of converting the lower 2 bits when the analog input to be converted from the 0 2 "to the digital value" 000011 2 "is digitally converted. Consists of.

【0081】次に、以上のような構成のA/D変換器の
デジタル変換の動作について説明する。最上位から2ビ
ットの変換時、スイッチ701,702,703をオン
して、アナログ出力81には“1100002 ”、アナ
ログ出力82には“1000002 ”、また、アナログ
出力83には“0100002 ”にそれぞれ相当するア
ナログ電圧を出力するラダータップを接続し、正及び負
のアナログ電圧源1,2間の電位差の4段階の分圧値を
得る。次に、比較器16,16,16はアナログ出力8
1,82,83とアナログ入力25との電圧をそれぞれ
比較し、6ビット制御回路110は、比較結果信号30
1,302,303を符号化したエンコーダ305のエ
ンコード結果から、アナログ入力電圧が、4段階に分圧
された電圧領域のどれに属しているかを判定し、次の2
ビットの変換におけるスイッチのオン・オフを制御する
信号を選択スイッチ群79に与える。
Next, the digital conversion operation of the A / D converter having the above configuration will be described. When converting from the most significant 2 bits, by turning on the switch 701, 702, 703, the analog output 81 "110000 2", the analog output 82 "100000 2", also in the analog output 83 "010000 2 “Ladder taps that output analog voltages respectively corresponding to” are connected to obtain the voltage division values of four steps of the potential difference between the positive and negative analog voltage sources 1 and 2. Next, the comparators 16, 16, 16 output the analog output 8
1, 82, 83 and the voltage of the analog input 25 are compared, and the 6-bit control circuit 110 determines that the comparison result signal 30
From the encoding result of the encoder 305 that encodes 1, 302 and 303, it is determined to which of the voltage regions the analog input voltage is divided into four steps, and the following 2
A signal for controlling ON / OFF of switches in bit conversion is given to the selection switch group 79.

【0082】例えば、比較結果信号301〜303がす
べて“1”の場合、アナログ入力25はアナログ出力8
1よりも高い電圧であるため、6ビット制御回路110
は最上位から2ビットのデジタル値を“112 ”に確定
する。また、比較結果信号301が“0”、比較結果信
号302,303が“1”の場合、アナログ入力25は
アナログ出力82よりも高く、アナログ出力81よりも
低い電圧であるため最上位から2ビットのデジタル値を
“102 ”に確定する。また、比較結果信号301,3
02が“0”、比較結果信号303が“1”の場合、ア
ナログ入力25はアナログ出力83よりも高く、アナロ
グ出力82よりも低い電圧であるため最上位から2ビッ
トのデジタル値を“012 ”に確定する。また、比較結
果信号301〜303がすべて“0”の場合、アナログ
入力25はアナログ出力83よりも低い電圧であるた
め、最上位から2ビットのデジタル値を“002 ”に確
定する。これらの2ビットのデジタル値を得るため、比
較結果信号301〜303はエンコーダ305により2
ビットに符号化され、2ビットのデータに置換された結
果は6ビット制御回路101に入力される。
For example, when the comparison result signals 301 to 303 are all "1", the analog input 25 is the analog output 8
Since the voltage is higher than 1, the 6-bit control circuit 110
Determines the 2-bit digital value from the most significant to be “11 2 ”. When the comparison result signal 301 is “0” and the comparison result signals 302 and 303 are “1”, the analog input 25 has a voltage higher than the analog output 82 and lower than the analog output 81. The digital value of is fixed to "10 2. " Also, the comparison result signals 301, 3
02 is "0", when the comparison result signal 303 is "1", the analog input 25 is higher than the analog output 83, a digital value from the most significant two bits for a voltage lower than the analog output 82 "01 2 To be confirmed. When all the comparison result signals 301 to 303 are “0”, the analog input 25 has a voltage lower than that of the analog output 83, so that the 2-bit digital value from the most significant bit is fixed to “00 2 ”. In order to obtain these 2-bit digital values, the comparison result signals 301 to 303 are set to 2 by the encoder 305.
The result encoded into bits and replaced with 2-bit data is input to the 6-bit control circuit 101.

【0083】次の2ビットの変換時、前段階の変換結果
により絞り込まれた電圧領域の4段階の分圧値を得る。
最上位2ビットが“112 ”の場合はスイッチ704〜
706、“102 ”の場合はスイッチ707〜709、
“012 ”の場合はスイッチ710〜712、“0
2 ”の場合はスイッチ713〜715をオンしてアナ
ログ出力81,82,83をそれぞれラダータップに接
続する。所定のラダータップにアナログ出力81〜83
が接続された後、最上位2ビットの場合と同様にアナロ
グ入力25と比較して、次の2ビットのデジタル値を確
定し上位4ビットのデジタル値のA−D変換結果を得
る。このとき、アナログ出力81,82,83は順に隣
合うラダータップに接続されている。
At the time of the next 2-bit conversion, four-step voltage division values in the voltage region narrowed down by the conversion result of the previous step are obtained.
If the most significant 2 bits are “11 2 ”, the switch 704-
706, switches 707 to 709 in the case of “10 2 ”,
In the case of “01 2 ”, switches 710 to 712, “0”
In the case of 0 2 ″, the switches 713 to 715 are turned on to connect the analog outputs 81, 82 and 83 to the ladder taps respectively. The analog outputs 81 to 83 are connected to the predetermined ladder taps.
Is connected, the analog value is compared with the analog input 25 as in the case of the most significant 2 bits, the digital value of the next 2 bits is determined, and the AD conversion result of the digital value of the upper 4 bits is obtained. At this time, the analog outputs 81, 82 and 83 are sequentially connected to the adjacent ladder taps.

【0084】下位2ビットの変換時、3,4ビット目の
比較結果信号301〜303により、アナログ入力25
の電圧の方が高いアナログ出力81〜83のうちの最上
位のアナログ出力81,82,83に対応する比較結果
信号301をマルチプレクサ300が選択し、下位2ビ
ットの変換時に使用するアナログ出力81又は82又は
83を決定する。同時に、比較結果出力301〜303
を2ビットのデータにエンコードするエンコーダ305
は作用を完了する。アナログ出力81又は82又は83
を選択した後は、前述の実施例5,6のA−D変換器と
同様に、逐次比較方式により下位2ビットをデジタル変
換し、6〔=n〕ビットのA−D変換を達成する。
When converting the lower 2 bits, the analog input 25 is generated by the comparison result signals 301 to 303 of the 3rd and 4th bits.
Of the analog outputs 81 to 83 of which the voltage is higher, the multiplexer 300 selects the comparison result signal 301 corresponding to the highest analog output 81, 82, 83, and the analog output 81 to be used at the time of conversion of the lower 2 bits or 82 or 83 is determined. At the same time, the comparison result outputs 301 to 303
305 that encodes the data into 2-bit data
Completes its action. Analog output 81 or 82 or 83
After selecting, the lower 2 bits are digitally converted by the successive approximation method in the same manner as the AD converters of the fifth and sixth embodiments to achieve 6 [= n] bits of AD conversion.

【0085】一方、3,4ビット目の比較の結果、アナ
ログ入力25がアナログ出力81,82,83のどれよ
りも高くない場合、即ち、上位4ビットの変換結果が全
て“0”の場合、6ビット制御回路110はスイッチ群
制御回路86から選択スイッチ群79に信号85を出力
させ、デジタル値“0000002 ”からデジタル値
“0000112 ”に変換されるべきアナログ入力25
の変換のために設けた0+pビット選択スイッチ700
をオンし、アナログ出力83を抵抗ラダーに接続する。
このように、0+pビット選択スイッチ700は下位p
ビットのみが“1”となり得る電圧領域のA−D変換に
のみ用いるものである。
On the other hand, as a result of the comparison of the third and fourth bits, when the analog input 25 is not higher than any of the analog outputs 81, 82 and 83, that is, when the conversion results of the upper 4 bits are all "0", The 6-bit control circuit 110 causes the switch group control circuit 86 to output the signal 85 to the selection switch group 79, and the analog input 25 to be converted from the digital value “000000 2 ” to the digital value “000011 2 ”.
0 + p bit selection switch 700 provided for conversion
Is turned on, and the analog output 83 is connected to the resistance ladder.
In this way, the 0 + p bit selection switch 700 is
It is used only for A-D conversion in a voltage region where only bits can be "1".

【0086】本実施例のA−D変換器は、この下位pビ
ットを求めるためのスイッチを設けたことに特徴があ
る。なお、本実施例では、この0+pビット選択スイッ
チ700をアナログ出力83に接続したが、マルチプレ
クサ300がアナログ出力81,82,83を適時に下
位ビット変換結果出力304として選択する制御を行え
るならば、特に限定されるものではなく、アナログ出力
81,82に接続してもよい。また、本実施例では実施
例1〜6のいずれかの抵抗ラダーを用いたが、これらの
実施例以外にも実施例1〜6の等価回路を制御し得る論
理回路によって組み合わされたA−D変換器であっても
よい。以上のように構成された本実施例のA−D変換器
は、抵抗ラダーが他の実施例と同様、小規模な回路で構
成でき、また、従来の同様の方式のA−D変換器のスイ
ッチ群に比べて1つのスイッチを追加することで分解能
を拡張することが可能となる。
The AD converter of this embodiment is characterized in that a switch for determining the lower p bits is provided. Although the 0 + p bit selection switch 700 is connected to the analog output 83 in the present embodiment, if the multiplexer 300 can perform control to select the analog outputs 81, 82 and 83 as the lower bit conversion result output 304 in a timely manner, There is no particular limitation, and the analog outputs 81 and 82 may be connected. Further, although the resistance ladder of any one of the first to sixth embodiments is used in the present embodiment, in addition to these embodiments, an A-D combined with a logic circuit capable of controlling the equivalent circuit of the first to sixth embodiments is used. It may be a converter. In the AD converter of the present embodiment configured as described above, the resistance ladder can be configured by a small-scale circuit as in the other embodiments, and the A / D converter of the conventional similar system can be used. The resolution can be expanded by adding one switch as compared with the switch group.

【0087】以上述べた全ての実施例について、nビッ
ト制御回路(mビット制御回路,n−mビット制御回
路,6ビット制御回路を含む)は、従来の逐次近似型、
もしくは逐次比較型と称されるA−D変換器に用いられ
る逐次近似(逐次比較)レジスタと同等のものであり、
逐次比較型A−D変換器の動作については「A−D/D
−A変換回路の設計」(昭和55年2月20日、CQ出
版株式会社発行、11ページ)等、その他多数のA−D
変換器に関する文献で紹介されており、シフトレジスタ
とフリップフロップにて容易に構成できる。また、nビ
ット制御回路,比較器,スイッチ及びスイッチツリーに
ついて特に詳細な制御信号を開示してはいないが、従来
技術による制御方法と同等で、本発明のA−D変換器、
特にnビット制御回路及び比較器は、制御信号によって
所定の精度を得るための動作をさせるものである。な
お、下位(n−m)ビットのA−D変換に必要な制御信
号は、実施例の説明でも述べたA−D変換の過程で発生
する信号を基に論理回路によって容易に生成できる。
In all of the embodiments described above, the n-bit control circuit (including the m-bit control circuit, the n-m-bit control circuit and the 6-bit control circuit) is a conventional successive approximation type,
Alternatively, it is equivalent to a successive approximation (successive approximation) register used in an AD converter called a successive approximation type,
For the operation of the successive approximation type A / D converter, see “AD / D
-A conversion circuit design "(February 20, 1980, published by CQ Publishing Co., Ltd., page 11), etc.
It is introduced in the literature on converters, and can be easily configured with shift registers and flip-flops. Further, although no detailed control signal is disclosed for the n-bit control circuit, the comparator, the switch and the switch tree, the control method according to the prior art is equivalent to the A / D converter of the present invention.
In particular, the n-bit control circuit and the comparator operate to obtain a predetermined accuracy according to the control signal. The control signal required for AD conversion of the lower (n−m) bits can be easily generated by the logic circuit based on the signal generated in the AD conversion process described in the description of the embodiment.

【0088】なお、本発明のA−D変換器は、nビット
までの変換を逐次行うものとして説明したが、変換完了
までの時間が変動することが容認されるならば、下位
(n−m)ビットをインクリメント、またはディクリメ
ントすることで近似値を求める変換方法により所定の精
度が得られる。
The AD converter of the present invention has been described as sequentially performing conversion up to n bits. ) A predetermined accuracy can be obtained by a conversion method that obtains an approximate value by incrementing or decrementing bits.

【0089】また、本実施例では、抵抗ラダー、D−A
変換器、及びA−D変換器の構成を、正負アナログ電圧
源への接続手段をLSIに内蔵させた構成として説明し
ているが、第2及び第3の抵抗群が有するアナログ電圧
源への接続手段までの経路をLSI外部に設け、プログ
ラムなどの手段によりLSI外部のアナログ電圧源に接
続する構成であっても本実施例と同様の効果が得られ
る。また、このときの接続手段はトランジスタに限定さ
れず、リレー等の機械的部品でも良い。
Further, in this embodiment, the resistance ladder, DA
The configuration of the converter and the AD converter is described as a configuration in which the connecting means to the positive and negative analog voltage sources is built in the LSI, but the configuration of the analog voltage sources included in the second and third resistance groups is described. Even if the path to the connection means is provided outside the LSI and the analog voltage source outside the LSI is connected by means of a program or the like, the same effect as this embodiment can be obtained. Further, the connecting means at this time is not limited to the transistor, and may be a mechanical part such as a relay.

【0090】nビット制御回路(mビット制御回路,n
−mビット制御回路,6ビット制御回路を含む)は、ス
イッチングツリーの制御、及び抵抗ラダーを正負のアナ
ログ電圧源へ接続する手段の制御を行うが、nビット制
御回路がスイッチングツリー、アナログ電圧源への接続
手段の制御に用いたデータは、従来のD−A変換器やA
−D変換器の持つ制御回路と同様にその値が読み出せる
ものであることは言うまでもなく、nビット制御回路は
内蔵したD−A変換器のアナログ出力電圧を制御し、D
−A変換器のアナログ出力電圧と外部からのアナログ入
力電圧を比較器によって比較した結果から、外部からの
アナログ入力電圧をデジタル値に変換するものである。
D−A変換器の制御のみを目的とする制御回路では、デ
ータの書き込みが可能であることは言うまでもなく、必
要に応じてデータの読み出しができる構造であってもよ
い。
N-bit control circuit (m-bit control circuit, n
An m-bit control circuit, including a 6-bit control circuit) controls the switching tree and the means for connecting the resistance ladder to the positive and negative analog voltage sources, while the n-bit control circuit controls the switching tree and the analog voltage source. The data used to control the connection means to the conventional D-A converter or A
Needless to say, the value can be read out like the control circuit of the -D converter, and the n-bit control circuit controls the analog output voltage of the built-in DA converter,
The analog input voltage from the outside is converted into a digital value from the result of the comparison between the analog output voltage of the -A converter and the analog input voltage from the outside by the comparator.
It goes without saying that data can be written in the control circuit only for controlling the D-A converter, and the structure may be such that data can be read out as necessary.

【0091】A−D変換器の制御を目的とする制御回路
は、上位mビットの制御は従来のA−D変換器と同様
で、下位(n−m)ビットの制御については、正負アナ
ログ電圧源に抵抗ラダーを接続する接続手段を上記実施
例に基づいた組合せで制御する構造であればよい。例え
ば、n=6、m=4とした時、5ビット目の変換時は、
4ビット目の変換で確定したデジタル値によってスイッ
チングツリーを固定し、5ビット目の変換では4ビット
目の変換時に比較器へ入力したアナログ電圧から、正負
アナログ電圧源間の電位差の1/25 だけラダータップ
の電圧を上方にシフトする接続手段の経路を選択するよ
うに、図中のf、jの信号を発生する。6ビット目の変
換では、5ビット目での比較の結果、アナログ入力電圧
がアナログ出力より低い場合は、5ビット目の変換で使
用したアナログ出力電圧より、正負アナログ電圧源間の
電位差の1/26 だけラダータップの電圧を下方へシフ
トする接続手段の経路を選択するように、図中のg、k
の信号を発生する。5ビット目での比較の結果、アナロ
グ入力電圧がアナログ出力より高い場合は、5ビット目
の変換で使用したアナログ出力電圧より、正負アナログ
電圧源間の電位差の1/26 だけラダータップの電圧を
上方へシフトする接続手段の経路を選択するように、図
中のe、iの信号を発生するものであれば、論理回路で
構成することは容易である。
The control circuit for controlling the A-D converter controls the upper m bits in the same manner as the conventional A-D converter, and controls the lower (n-m) bits in the positive and negative analog voltages. Any structure may be used as long as the connecting means for connecting the resistance ladder to the source is controlled by the combination based on the above-mentioned embodiment. For example, when n = 6 and m = 4, when converting the 5th bit,
The switching tree is fixed by the digital value determined by the conversion of the 4th bit, and in the conversion of the 5th bit, the analog voltage input to the comparator at the time of the conversion of the 4th bit is 1/2 5 of the potential difference between the positive and negative analog voltage sources. The signals f and j in the figure are generated so as to select the path of the connecting means that only shifts the voltage of the ladder tap upward. In the conversion of the 6th bit, if the analog input voltage is lower than the analog output as a result of the comparison in the 5th bit, the analog output voltage used in the conversion of the 5th bit is 1 / N of the potential difference between the positive and negative analog voltage sources. In order to select the path of the connecting means that shifts the voltage of the ladder tap by 2 6 downwards, g, k in the figure
Generate the signal. If the analog input voltage is higher than the analog output as a result of the comparison at the 5th bit, the ladder tap voltage is 1/2 6 of the potential difference between the positive and negative analog voltage sources than the analog output voltage used for the 5th bit conversion. Can be easily configured by a logic circuit as long as it generates the signals e and i in the figure so as to select the path of the connecting means for shifting up.

【0092】本発明の抵抗ラダー、D−A変換器、及び
A−D変換器は、例えば従来の抵抗ラダーによる6ビッ
ト分解能のA−D変換器の場合、抵抗ラダーには少なく
とも64個の抵抗、アナログ出力を得るスイッチングツ
リーに関しても126個のスイッチが必要であったが、
本発明の抵抗ラダーによる6ビット分解能のA−D変換
器の場合、ラダータップが4ビット分解能相当の16本
であるので、アナログ出力を得るスイッチングツリーに
関しては30個のスイッチがあれば良く、抵抗ラダーを
アナログ電源へ接続するスイッチは最多でも8個で2ビ
ット拡張の6ビット分解能のA−D変換器が実現でき
る。従って、特にA−D変換器の面積の大半を占める抵
抗の面積は従来の4ビットA−D変換器のそれと比べて
30%程増加させるだけで6ビット分解能を実現でき
る。
In the resistance ladder, the DA converter, and the AD converter of the present invention, for example, in the case of the AD converter having 6-bit resolution by the conventional resistance ladder, at least 64 resistances are included in the resistance ladder. , 126 switches were needed for the switching tree to get analog output,
In the case of the AD converter of 6-bit resolution using the resistance ladder of the present invention, since the ladder tap is 16 corresponding to 4-bit resolution, it suffices if there are 30 switches for the switching tree for obtaining the analog output. A maximum of eight switches connect the ladder to the analog power supply, and an A / D converter with 2-bit expansion and 6-bit resolution can be realized. Therefore, the 6-bit resolution can be realized only by increasing the area of the resistor, which occupies most of the area of the AD converter, by about 30% as compared with that of the conventional 4-bit AD converter.

【0093】〔実施例10〕実施例7,8のA−D変換
器を試験する場合、n=6、m=4とすると、ラダータ
ップの数は16本、ラダータップからアナログ出力への
経路も16経路である。各ラダータップはそれぞれ4種
類の電圧を発生することができるので合計64種の電圧
を出力することができるが、64点のうち48種類の電
圧は正及び負のアナログ電源1,2への接続手段21〜
24,31〜34の4組の組合わせで発生しているか
ら、64種のアナログ電圧の内、1個のラダータップ電
圧から連続した4点を試験すれば残りの試験は残りの1
5個のラダータップの15点の出力を試験すればよく、
合計で19点の試験で64点の試験に相当する検査が行
えるので検査時間を短縮できる。このとき、第2及び第
3の抵抗群18,19が誤差を有することを考慮して、
最上位及び最下位付近のラダータップそれぞれに関して
連続する4点を試験することが好ましい。この場合でも
21点の試験で足りる。
[Embodiment 10] When testing the AD converters of Embodiments 7 and 8, assuming that n = 6 and m = 4, the number of ladder taps is 16, and the route from the ladder taps to the analog output. There are also 16 routes. Since each ladder tap can generate four types of voltage, a total of 64 types of voltage can be output, but 48 types of voltages out of 64 points are connected to the positive and negative analog power supplies 1 and 2. Means 21-
Since four, 24, 31 to 34 combinations are generated, if one of the 64 analog voltages is tested at four consecutive points from one ladder tap voltage, the rest of the tests will be the remaining one.
You can test the output of 15 points of 5 ladder taps,
Since a test equivalent to a test of 64 points can be performed by a test of 19 points in total, the test time can be shortened. At this time, considering that the second and third resistance groups 18 and 19 have an error,
It is preferable to test four consecutive points for each of the top and bottom ladder taps. Even in this case, a 21-point test is sufficient.

【0094】[0094]

【発明の効果】以上のように、本発明の抵抗ラダー、D
−A変換器、及びA−D変換器ははるかに少数の抵抗,
スイッチなどの素子で従来と同等の分解能が得られるた
め、高精度のA−D変換器を小さな面積で構成でき、ま
た、A−D変換器の試験時間を大幅に短縮できるので、
これらを搭載するLSIチップの製造コストが節減さ
れ、高性能で安価なA−D変換器が得られるという優れ
た効果を奏する。
As described above, the resistance ladder of the present invention, D
-A and A-D converters have much fewer resistors,
Since the resolution equivalent to the conventional one can be obtained with elements such as switches, a high-precision AD converter can be configured in a small area, and the test time of the AD converter can be significantly shortened.
This has the excellent effect of reducing the manufacturing cost of the LSI chip on which these are mounted and obtaining a high-performance and inexpensive AD converter.

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

【図1】 第1発明の抵抗ラダーを用いた第7発明のD
−A変換器の構成を示す回路ブロック図である。
FIG. 1D of the seventh invention using the resistance ladder of the first invention
It is a circuit block diagram which shows the structure of a -A converter.

【図2】 第2発明の抵抗ラダーを用いた第7発明のD
−A変換器の構成を示す回路ブロック図である。
FIG. 2D of the seventh invention using the resistance ladder of the second invention
It is a circuit block diagram which shows the structure of a -A converter.

【図3】 第3発明の抵抗ラダーを用いた第7発明のD
−A変換器の構成を示す回路ブロック図である。
FIG. 3D of the seventh invention using the resistance ladder of the third invention
It is a circuit block diagram which shows the structure of a -A converter.

【図4】 本発明の抵抗ラダーを用いたD−A変換器の
構成を示す回路ブロック図である。
FIG. 4 is a circuit block diagram showing a configuration of a DA converter using the resistance ladder of the present invention.

【図5】 第5発明の抵抗ラダーを用いた第7発明のD
−A変換器の構成を示す回路ブロック図である。
FIG. 5: D of the seventh invention using the resistance ladder of the fifth invention
It is a circuit block diagram which shows the structure of a -A converter.

【図6】 本発明の抵抗ラダーを用いたD−A変換器の
構成を示す回路ブロック図である。
FIG. 6 is a circuit block diagram showing a configuration of a DA converter using the resistance ladder of the present invention.

【図7】 第7発明のD−A変換器を用いた第8発明の
A−D変換器の構成を示す回路ブロック図である。
FIG. 7 is a circuit block diagram showing a configuration of an AD converter of an eighth invention using the DA converter of the seventh invention.

【図8】 第8発明のA−D変換器のデジタル変換の動
作を説明する抵抗ラダーの接続状態遷移図である。
FIG. 8 is a connection state transition diagram of a resistance ladder for explaining a digital conversion operation of the AD converter of the eighth invention.

【図9】 図8に示す状態遷移をもたらす制御信号のタ
イミングチャートである。
9 is a timing chart of a control signal that causes the state transition shown in FIG.

【図10】 第8発明のA−D変換器のデジタル変換の
動作を説明する抵抗ラダーの接続状態遷移図である。
FIG. 10 is a connection state transition diagram of a resistance ladder for explaining the operation of digital conversion of the AD converter of the eighth invention.

【図11】 図10に示す状態遷移をもたらす制御信号
のタイミングチャートである。
11 is a timing chart of a control signal that causes the state transition shown in FIG.

【図12】 従来の 1/2・LSB補正を行わないA−D
変換器の変換特性(a)及び 1/2・LSB補正を行わな
い本発明のA−D変換器の変換特性(b)を示す図であ
る。
FIG. 12 A-D without the conventional 1/2 LSB correction
It is a figure which shows the conversion characteristic (a) of a converter and the conversion characteristic (b) of the AD converter of this invention which does not perform 1/2 * LSB correction.

【図13】 第7発明のD−A変換器を用いた第9発明
のA−D変換器の構成を示す回路ブロック図である。
FIG. 13 is a circuit block diagram showing a configuration of an AD converter of a ninth invention using the DA converter of the seventh invention.

【図14】 第1又は第2又は第3又は第4発明の抵抗
ラダーを用いた第10発明のA−D変換器の構成を示す
回路ブロック図である。
FIG. 14 is a circuit block diagram showing a configuration of an AD converter of a tenth invention using the resistance ladder of the first or second or third or fourth invention.

【図15】 図14に示すA−D変換器の一部詳細な構
成を示す回路図である。
15 is a circuit diagram showing a partially detailed configuration of the AD converter shown in FIG.

【図16】 従来の4ビット分解能の抵抗ラダーの構成
を示す回路図である。
FIG. 16 is a circuit diagram showing a configuration of a conventional 4-bit resolution resistance ladder.

【図17】 従来のA−D変換器の構成を示す回路ブロ
ック図である。
FIG. 17 is a circuit block diagram showing a configuration of a conventional AD converter.

【図18】 従来の他のA−D変換器の主要部構成を示
す回路図である。
FIG. 18 is a circuit diagram showing a main part configuration of another conventional AD converter.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 正アナログ電圧源、2 負アナログ電圧源、4,
5,6,51〜57,59〜61 抵抗、8,81,8
2,83 アナログ出力、11〜14 ラダータップ、
16 比較器、17 第1の抵抗群、18,28,3
8,48,58 第2の抵抗群、19,29,39,4
9 第3の抵抗群、20 比較結果信号、21〜24
正アナログ電圧源1への接続手段、25 アナログ入
力、31〜34負アナログ電圧源2への接続手段、70
〜77 スイッチ、78 スイッチングツリー、79
選択スイッチ群、80 nビット制御回路、86 スイ
ッチ群制御回路、90,91 D−A変換器、100
nビット制御回路、101 mビット制御回路、102
n−mビット制御回路、110 6ビット制御回路、
300 マルチプレクサ、301〜303 比較結果信
号、304 下位ビット変換結果出力、305 エンコ
ーダ、700 0+pビット選択スイッチ、701〜7
15 スイッチ。
1 Positive analog voltage source, 2 Negative analog voltage source, 4,
5,6,51-57,59-61 resistance, 8,81,8
2,83 analog output, 11-14 ladder taps,
16 comparators, 17 first resistance group, 18, 28, 3
8, 48, 58 2nd resistance group, 19, 29, 39, 4
9 3rd resistance group, 20 Comparison result signal, 21-24
Connecting means to positive analog voltage source 1, 25 Analog inputs, 31 to 34 Connecting means to negative analog voltage source 2, 70
~ 77 switch, 78 switching tree, 79
Selection switch group, 80 n-bit control circuit, 86 switch group control circuit, 90, 91 D-A converter, 100
n-bit control circuit, 101 m-bit control circuit, 102
nm bit control circuit, 110 6-bit control circuit,
300 multiplexer, 301-303 comparison result signal, 304 lower bit conversion result output, 305 encoder, 7000 + p bit selection switch, 701-7
15 switches.

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 第1及び第2の基準電圧源間の電位差の
n 段階の分圧値が得られる抵抗ラダーにおいて、 複数個の抵抗が直列接続され、抵抗値の総和が(2m
1)・R〔ただし、n>m〕である抵抗列、及び各抵抗
間の接続点と該抵抗列の一端とに発生する第1及び第2
の基準電圧源間の電位差の分圧値を取り出す2m 個のラ
ダータップを備えた第1の抵抗群と、 それぞれが抵抗値R/2n-m である2n-m 個の抵抗が直
列接続された抵抗列、及び該抵抗列の一端と各抵抗間の
接続点とを第1の基準電圧源に選択的に接続する接続手
段を備え、該抵抗列の他端が第1の抵抗群に接続されて
いる第2の抵抗群と、 それぞれが抵抗値R/2n-m である(2n-m −1)個の
抵抗が直列接続された抵抗列、及び該抵抗列の両端と各
抵抗間の接続点とを第2の基準電圧源に選択的に接続す
る接続手段を備え、該抵抗列の一端が第1の抵抗群に接
続されている第3の抵抗群とを備えたことを特徴とする
抵抗ラダー。
1. A resistance ladder in which a voltage division value of the potential difference between the first and second reference voltage sources is obtained in 2 n steps, a plurality of resistances are connected in series, and the total resistance value is (2 m
1) · R [where n> m], and first and second resistor lines generated at a connection point between the resistors and one end of the resistor line
Resistance of the first resistor group having a partial pressure value 2 m pieces of the ladder taps taken out of the potential difference between the reference voltage source, 2 nm pieces of resistance respectively a resistance value R / 2 nm are connected in series And a connecting means for selectively connecting one end of the resistor string and a connection point between the resistors to the first reference voltage source, and the other end of the resistor string is connected to the first resistor group. A second resistor group, a resistor string in which (2 nm −1) resistors each having a resistance value R / 2 nm are connected in series, and a connection point between both ends of the resistor string and each resistor. A resistance ladder comprising: a connection means for selectively connecting to a second reference voltage source; and a third resistance group in which one end of the resistance series is connected to the first resistance group.
【請求項2】 第1及び第2の基準電圧源間の電位差の
n 段階の分圧値が得られる抵抗ラダーにおいて、 複数個の抵抗が直列接続され、抵抗値の総和が(2m
1)・R〔ただし、n>m〕である抵抗列、及び各抵抗
間の接続点と該抵抗列の一端とに発生する第1及び第2
の基準電圧源間の電位差の分圧値を取り出す2m 個のラ
ダータップを備えた第1の抵抗群と、 それぞれが抵抗値R/2n-m である2n-m 個の抵抗が直
列接続された抵抗列、及び各抵抗間の接続点を第1の基
準電圧源に選択的に接続する接続手段を備え、該抵抗列
の一端が第1の抵抗群に、また、他端が第1の基準電圧
源に接続されている第2の抵抗群と、 それぞれが抵抗値R/2n-m である(2n-m −1)個の
抵抗が直列接続された抵抗列、及び該抵抗列の両端及び
各抵抗間の接続点を第2の基準電圧源に選択的に接続す
る接続手段を備え、該抵抗列の一端が第1の抵抗群に、
また、他端が第2の基準電圧源に接続されている第3の
抵抗群とを備えたことを特徴とする抵抗ラダー。
2. In a resistance ladder capable of obtaining a voltage division value of the potential difference between the first and second reference voltage sources in 2 n steps, a plurality of resistances are connected in series, and the total resistance value is (2 m
1) · R [where n> m], and first and second resistor lines generated at a connection point between the resistors and one end of the resistor line
Resistance of the first resistor group having a partial pressure value 2 m pieces of the ladder taps taken out of the potential difference between the reference voltage source, 2 nm pieces of resistance respectively a resistance value R / 2 nm are connected in series A connecting means for selectively connecting a column and a connection point between the resistors to a first reference voltage source is provided, one end of the resistor column being a first resistor group, and the other end being a first reference voltage. A second resistor group connected to the source, a resistor string in which (2 nm −1) resistors each having a resistance value R / 2 nm are connected in series, and both ends of the resistor string and between the resistors. Connecting means for selectively connecting the connection point of the second reference voltage source to the second reference voltage source, and one end of the resistor string is connected to the first resistor group,
A resistor ladder having a third resistor group having the other end connected to a second reference voltage source.
【請求項3】 第1及び第2の基準電圧源間の電位差の
n 段階の分圧値が得られる抵抗ラダーにおいて、 複数個の抵抗が直列接続され、抵抗値の総和が(2m
1)・R〔ただし、n>m〕である抵抗列、及び各抵抗
間の接続点と該抵抗列の一端とに発生する第1及び第2
の基準電圧源間の電位差の分圧値を取り出す2m 個のラ
ダータップを備えた第1の抵抗群と、 抵抗値R/2n-m を有する抵抗が、(2n-m −1)個か
ら2個に達するまで1個ずつ順に減じた個数ずつ、それ
ぞれ直列接続された抵抗列と1個の抵抗とから構成され
る(2n-m −1)列の抵抗列、及び該抵抗列の各一端を
個別に、また他端を共通に第1の基準電圧源に選択的に
接続する接続手段を備え、該抵抗列の前記他端が抵抗値
R/2n-m の抵抗を介して第1の抵抗群に共通に接続さ
れている第2の抵抗群と、 それぞれが抵抗値R/2n-m の抵抗が(2n-m −1)個
から始まって1個に至るまで1個ずつ順に減じた各個
数、それぞれ直列接続された(2n-m −1)列の抵抗
列、及び該抵抗列の各一端を個別に、又は他端を共通に
第2の基準電圧源に選択的に接続する接続手段を備え、
該抵抗列の前記他端が第1の抵抗群に共通に接続されて
いる第3の抵抗群とを備えたことを特徴とする抵抗ラダ
ー。
3. A resistance ladder in which a voltage division value of the potential difference between the first and second reference voltage sources is obtained in 2 n steps, a plurality of resistances are connected in series, and the total resistance value is (2 m
1) · R [where n> m], and first and second resistor lines generated at a connection point between the resistors and one end of the resistor line
The first resistor group with 2 m ladder taps for extracting the voltage division value of the potential difference between the reference voltage sources of (2 nm −1) to 2 resistors with the resistance value R / 2 nm The resistance series of (2 nm -1) series consisting of a series of resistances and one resistance each connected in series, and each end of the series of resistances individually And a connecting means for selectively connecting the other end to the first reference voltage source in common, the other end of the resistor string being common to the first resistor group via a resistor having a resistance value of R / 2 nm. And a second resistance group connected to each of the resistors, each of which has a resistance value of R / 2 nm starting from (2 nm -1) and decreasing to one by one, respectively, in series connection have been (2 nm -1) columns in the resistor string selection, and each of them individually one end of the resistor string, or to a second reference voltage source and the other end to a common Comprising a connection means for connecting to,
A resistance ladder, comprising: a third resistance group, the other end of which is connected in common to the first resistance group.
【請求項4】 第1及び第2の基準電圧源間の電位差の
n 段階の分圧値が得られる抵抗ラダーにおいて、 複数個の抵抗が直列接続され、抵抗値の総和が(2n-m
−1)・R〔ただし、n>m〕である抵抗列、及び各抵
抗間の接続点と該抵抗列の一端とに発生する第1及び第
2の基準電圧源間の電位差の分圧値を取り出す2m 個の
ラダータップを備えた第1の抵抗群と、 抵抗値R/2n-m である抵抗が2n-m 個から1個に至る
まで1個ずつ順に減じた個数ずつ、それぞれ直列接続さ
れた2n-m 列の抵抗列、及び該抵抗列の各一端を個別に
第1の基準電圧源に選択的に接続する接続手段を備え、
該抵抗列の他端が第1の抵抗群に共通に接続されている
第2の抵抗群と、 それぞれが抵抗値R/2n-m の抵抗が(2n-m −1)個
から始まって1個に至るまで1個ずつ順に減じた各個
数、それぞれ直列接続された(2n-m −1)列の抵抗
列、及び該抵抗列の各一端を個別に、又は他端を共通に
第2の基準電圧源に選択的に接続する接続手段を備え、
該抵抗列の前記他端が第1の抵抗群に共通に接続されて
いる第3の抵抗群とを備えたことを特徴とする抵抗ラダ
ー。
4. A resistance ladder in which a potential division value of the potential difference between the first and second reference voltage sources is obtained in 2 n steps, a plurality of resistances are connected in series, and the total resistance value is (2 nm
-1). R [where n> m], and a partial pressure value of the potential difference between the first and second reference voltage sources generated at the connection point between the resistors and one end of the resistor series. The first resistor group with 2 m ladder taps for taking out the resistor and the number of resistors with the resistance value R / 2 nm, which is reduced from 2 nm to 1, are sequentially connected in series. It was 2 nm column resistor string, and includes a connection means for selectively connecting the first reference voltage source each one end of the resistor string individually,
A second resistor group in which the other end of the resistor string is commonly connected to the first resistor group, and a resistor having a resistance value of R / 2 nm starts from (2 nm −1) and is one. The second reference voltage source in which each number is sequentially reduced by one, the (2 nm −1) series resistor series connected in series, and one end of the resistance series individually or the other end in common A connecting means for selectively connecting to,
A resistance ladder, comprising: a third resistance group, the other end of which is connected in common to the first resistance group.
【請求項5】 前記第1の抵抗群の抵抗の各個が、それ
ぞれが実質的に同一の抵抗値を有する複数個の単位抵抗
を直列接続してなり、前記第2及び第3の抵抗群を構成
する各個の抵抗が前記単位抵抗を複数個、抵抗値がR/
n-m となるように並列接続してなる請求項1又は2又
は3又は4記載の抵抗ラダー。
5. Each of the resistors of the first resistor group is formed by connecting a plurality of unit resistors, each of which has substantially the same resistance value, in series, and the second and third resistor groups are connected to each other. Each of the constituent resistors has a plurality of the unit resistances, and the resistance value is R /
5. The resistance ladder according to claim 1, wherein the resistance ladder is connected in parallel to have a thickness of 2 nm .
【請求項6】 第1及び第2の基準電圧源間の電位差の
n 段階の分圧値が得られる抵抗ラダーにおいて、 複数個の抵抗が直列接続され、抵抗値の総和が(2m
1)・R〔ただし、n>m〕である抵抗列、及び各抵抗
間の接続点と該抵抗列の一端とに発生する第1及び第2
の基準電圧源間の電位差の分圧値を取り出す2m 個のラ
ダータップを備えた第1の抵抗群と、 少なくとも、実質的な抵抗値が(2m −1)・3R/
(2m+1 −3)未満、且つ(2m −1)・R/(2m+1
−1)を超える抵抗、該抵抗を第1の抵抗群と第1の基
準電圧源との間に発生させる接続手段、実質的な抵抗値
が前記抵抗値未満、且つ0ではない抵抗、及び該抵抗を
第1の抵抗群と第1の基準電圧源との間に発生させる接
続手段を有し、第1の抵抗群と第1の基準電圧源との間
に発生させる抵抗値を2n-m 段階で選択できる第2の抵
抗群と、 少なくとも、第1の抵抗群と第2の基準電圧源とを接続
する接続手段、実質的な抵抗値がR未満、且つ0ではな
い抵抗、及び該抵抗を第1の抵抗群と第2の基準電圧源
との間に発生させる接続手段を有し、第1の抵抗群と第
2の基準電圧源との間に発生させる抵抗値を2n-m 段階
で選択できる第3の抵抗群とを備えたことを特徴とする
抵抗ラダー。
6. In a resistance ladder capable of obtaining a voltage division value of the potential difference between the first and second reference voltage sources in 2 n steps, a plurality of resistances are connected in series and a total resistance value is (2 m
1) · R [where n> m], and first and second resistor lines generated at a connection point between the resistors and one end of the resistor line
A first resistor group having 2 m ladder taps for extracting the divided voltage value of the potential difference between the reference voltage sources of, and at least a substantial resistance value of (2 m −1) · 3R /
Less than (2 m + 1 −3) and (2 m −1) · R / (2 m + 1
−1), a connection means for generating the resistance between the first resistance group and the first reference voltage source, a resistance whose substantial resistance value is less than the resistance value and is not 0, and A connecting means for generating a resistance between the first resistance group and the first reference voltage source, and a resistance value generated between the first resistance group and the first reference voltage source in 2 nm steps A second resistance group that can be selected with, at least a connecting means that connects the first resistance group and the second reference voltage source, a resistance whose substantial resistance value is less than R and is not 0, and the resistance. A connection means is provided between the first resistance group and the second reference voltage source, and the resistance value generated between the first resistance group and the second reference voltage source is selected in 2 nm steps. A resistance ladder including a third resistance group that can be formed.
【請求項7】 請求項1又は2又は3又は4又は5又は
6記載の抵抗ラダーを用いたnビット分解能のD−A変
換器であって、前記抵抗ラダーの第1の抵抗群が有する
m 個のラダータップの中から、nビットのうちの上位
mビットのデジタル値に相当するアナログ電圧を取り出
すべき1個のラダータップを選択する手段と、上位mビ
ットを変換する場合か、又は下位(n−m)ビットを変
換する場合かに応じて第2及び第3の抵抗群の接続手段
を選択的に組合せ、第1及び第2の基準電圧源間に2m
・Rの抵抗値が発生する第1及び第2の基準電圧源への
接続経路を形成し、さらに、下位(n−m)ビットを変
換する場合は、mビットのアナログ電圧を取り出す前記
ラダータップを選択したまま前記接続経路を形成する第
1の制御手段とを備えたことを特徴とするD−A変換
器。
7. An n-bit resolution D / A converter using the resistance ladder according to claim 1, 2 or 3 or 4 or 5 or 6, wherein the first resistance group of the resistance ladder has 2 among the m ladder taps, means for selecting one of the ladder tap to take out the analog voltage corresponding to the digital value of the upper m bits of the n bits, or if converts the upper m bits, or lower The connection means of the second and third resistance groups is selectively combined depending on whether the (n−m) bit is converted, and 2 m is provided between the first and second reference voltage sources.
The ladder tap which forms a connection path to the first and second reference voltage sources where the resistance value of R is generated, and further extracts an m-bit analog voltage when converting the lower (n−m) bits And a first control means for forming the connection path while selecting the D-A converter.
【請求項8】 請求項7記載のnビット分解能のD−A
変換器と、該D−A変換器からのアナログ出力を変換対
象のアナログ入力と比較する比較器と、前記アナログ入
力をデジタル変換する比較用の基準アナログ電圧を得る
ために仮の値を設定した仮のデジタル値を前記D−A変
換器に与え、上位mビット変換時には第1及び第2の基
準電圧源間の電位差の2m 段階の分圧値が得られる接続
経路を前記D−A変換器に形成させ、さらに、下位(n
−m)ビットの変換時には、mビット変換時に選択され
たラダータップを選択した状態のまま、前記比較器の比
較結果に基づいて接続経路を変更させてmビット変換時
に選択されたラダータップからのアナログ出力を少なく
とも(n−m)回変化させる第2の制御手段とを備えた
ことを特徴とするA−D変換器。
8. An n-bit resolution D-A according to claim 7.
A temporary value was set in order to obtain a converter, a comparator for comparing the analog output from the DA converter with the analog input to be converted, and a reference analog voltage for comparison for digitally converting the analog input. A temporary digital value is given to the D / A converter, and a connection path through which a divided voltage value of 2 m steps of the potential difference between the first and second reference voltage sources is obtained at the time of converting the upper m bits is the D / A conversion. And the lower (n
In the case of (m) bit conversion, the connection path is changed based on the comparison result of the comparator while the ladder tap selected in the m-bit conversion is selected, and the ladder tap from the ladder tap selected in the m-bit conversion is changed. An AD converter, comprising: a second control unit that changes an analog output at least (nm) times.
【請求項9】 請求項1又は2又は3又は4又は5又は
6記載の抵抗ラダー、該抵抗ラダーの第1の抵抗群が有
する2m 個のラダータップの中から、nビットのうちの
上位mビットのデジタル値に相当するアナログ電圧を取
り出すべき1個のラダータップを選択する手段、並びに
第2及び第3の抵抗群の前記接続手段を選択的に組合せ
て、ラダータップから取り出す2m 段階のアナログ電圧
に第1及び第2の基準電圧源間の電位差の1/2n の電
圧を単位とするオフセットが加わり、また、第1及び第
2の基準電圧源間に2m ・Rの抵抗値が発生する第1及
び第2の基準電圧源への接続経路を形成する第3の制御
手段を備えたD−A変換器と、該D−A変換器からのm
ビット分のアナログ出力を変換対象のアナログ入力と比
較する比較器と、前記アナログ入力をデジタル変換する
比較用の基準アナログ電圧を得るために仮の値を設定し
た仮のデジタル値を前記D−A変換器に与える第4の制
御手段とを備えたA−D変換器。
9. The resistor ladder according to claim 1, 2 or 3 or 4 or 5 or 6, and among the 2 m ladder taps included in the first resistor group of the resistor ladder, the higher order of n bits. Means for selecting one ladder tap from which an analog voltage corresponding to an m-bit digital value should be taken out, and 2 m steps taken out from the ladder tap by selectively combining the connecting means of the second and third resistance groups Is added with an offset in units of 1/2 n of the potential difference between the first and second reference voltage sources, and a resistance of 2 m · R between the first and second reference voltage sources. A D-A converter comprising third control means forming a connection path to the first and second reference voltage sources at which a value is generated, and m from the D-A converter
A comparator for comparing an analog output for bits with an analog input to be converted, and a tentative digital value set with a tentative value to obtain a reference analog voltage for comparison for digitally converting the analog input. A to D converter having a fourth control means provided to the converter.
【請求項10】 第1及び第2の基準電圧源間の電位差
の2n 段階の分圧値が得られる請求項1又は2又は3又
は4又は5又は6記載の抵抗ラダー、該抵抗ラダーの2
m 本〔ただし、n>m〕のラダータップの中から、nビ
ットの上位mビットのうちのpビット〔ただし、m≧
p〕のデジタル値に相当するアナログ電圧を取り出すべ
き(2p −1)個のラダータップを選択する手段、及び
上位mビットを変換する場合か、又は下位(n−m)ビ
ットを変換する場合かに応じて第2及び第3の抵抗群の
接続手段を選択的に組合せ、第1及び第2の基準電圧源
間に2m ・Rの抵抗値が発生する第1及び第2の基準電
圧源への接続経路を形成する第5の制御手段を備えたD
−A変換器と、 該D−A変換器からのアナログ出力を変換対象のアナロ
グ入力と比較する(2p −1)個の比較器と、 上位mビット変換の最終段階で選択されたラダータップ
の、前記アナログ入力より低い電圧が取り出されるラダ
ータップのうち、最高電圧が取り出されるラダータップ
を下位(n−m)ビット変換に用いるラダータップとし
て選択するラダータップ選択手段と、 上位mビットのデジタル変換時には第1及び第2の基準
電圧源間の電位差の2m 段階の分圧値が得られる接続経
路を前記D−A変換器に形成させ、nビットのうちの上
位からpビット単位でmビットに達するまで、前記アナ
ログ入力をデジタル変換する比較用の基準アナログ電圧
を得るために仮の値を設定した仮のデジタル値を順次前
記D−A変換器に与えてpビット単位でアナログ変換を
繰り返させ、アナログ変換の都度、前記比較器で前記D
−A変換器からのアナログ出力を前記アナログ入力と比
較してpビット単位でデジタル変換し、さらに、下位
(n−m)ビットのデジタル変換時には、下位(n−
m)ビットをデジタル変換する比較用の基準アナログ電
圧を得るために仮の値を設定した仮のデジタル値を前記
D−A変換器に与える一方、mビット変換時に選択され
たラダータップを選択した状態のまま、前記比較器の比
較結果に基づいて接続経路を変更させてmビット変換時
に選択されたラダータップからのアナログ出力をを少な
くとも(n−m)回変化させる第6の制御手段と、 前記ラダータップ選択手段が(2p −1)個のラダータ
ップのいずれも選択しない場合に、下位(n−m)ビッ
ト変換に用いるラダータップを選択する手段とを備えた
ことを特徴とするA−D変換器。
10. The resistance ladder according to claim 1 or 2 or 3 or 4 or 5 or 6, wherein the voltage division value of the potential difference between the first and second reference voltage sources is obtained in 2 n steps. Two
Of m ladder taps (where n> m), p bits (however, m ≧
p] a means for selecting (2 p -1) ladder taps from which an analog voltage corresponding to the digital value of p] should be taken out, and when converting the upper m bits or converting the lower (n−m) bits First and second reference voltages at which a resistance value of 2 m · R is generated between the first and second reference voltage sources by selectively combining the connection means of the second and third resistance groups according to D with fifth control means forming a connection path to the source
-A converter, (2 p -1) comparators for comparing the analog output from the DA converter with the analog input to be converted, and the ladder tap selected in the final stage of the upper m-bit conversion Of the ladder taps from which a voltage lower than that of the analog input is extracted, a ladder tap selection means for selecting a ladder tap from which the highest voltage is extracted as a ladder tap used for lower (nm) bit conversion, and an upper m-bit digital At the time of conversion, the DA converter is formed with a connection path through which a divided voltage value of the potential difference between the first and second reference voltage sources in 2 m steps is obtained. Until the number of bits is reached, provisional digital values in which provisional values are set in order to obtain a reference analog voltage for comparison for digitally converting the analog input are sequentially applied to the DA converter, and p Was repeated analog conversion bit basis, each of the analog conversion, the at the comparator D
The analog output from the -A converter is compared with the analog input and digitally converted in p-bit units, and when the lower (n-m) bits are digitally converted, the lower (n-
m) A temporary digital value in which a temporary value is set to obtain a reference analog voltage for comparison for digital conversion of bits is given to the DA converter, while the ladder tap selected at the time of converting m bits is selected. Sixth control means for changing the connection path based on the comparison result of the comparator to change the analog output from the ladder tap selected at the time of m-bit conversion at least (nm) times in the state. A means for selecting a ladder tap to be used for lower (n−m) bit conversion when the ladder tap selection means does not select any of the (2 p −1) ladder taps. -D converter.
【請求項11】 2m 段階の異なるアナログ出力を取り
出すラダータップのそれぞれを試験する2m 点の試験
と、接続経路の変更により、1/2n ビット単位に相当
するアナログ電圧単位で2n-m 段階に変化するラダータ
ップの電圧を、mビットの最小デジタル値及び最大デジ
タル値に相当するアナログ出力を取り出すそれぞれのラ
ダータップ又は該ラダータップ近傍のラダータップに対
して行う2・(2n-m −1)点の精度試験とを行うこと
で2n 点相当の試験を行うことを特徴とする請求項8又
は9又は10記載のA−D変換器の試験方法。
11. A 2 m point test for testing each of the ladder taps for extracting analog outputs of 2 m different levels and a 2 nm step in an analog voltage unit corresponding to a 1/2 n bit unit by changing the connection path. Change the voltage of the ladder tap to each ladder tap that takes out the analog output corresponding to the m-bit minimum digital value and the maximum digital value or to the ladder tap near the ladder tap 2 (2 nm -1) The method for testing an AD converter according to claim 8, 9 or 10, wherein a test corresponding to 2 n points is performed by performing a precision test of points.
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