JPH09297658A - A/d変換装置 - Google Patents

A/d変換装置

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JPH09297658A
JPH09297658A JP8113852A JP11385296A JPH09297658A JP H09297658 A JPH09297658 A JP H09297658A JP 8113852 A JP8113852 A JP 8113852A JP 11385296 A JP11385296 A JP 11385296A JP H09297658 A JPH09297658 A JP H09297658A
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JP8113852A
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Inventor
Hideo Inoue
英生 井上
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Renesas Design Corp
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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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M1/00Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
    • H03M1/12Analogue/digital converters
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/05Digital input using the sampling of an analogue quantity at regular intervals of time, input from a/d converter or output to d/a converter

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スキャンモードによるA/D変換と単一モー
ドによるA/D変換を選択的に1系統で行うものでは、
単一モードのA/D変換に対する変換結果をリアルタイ
ムに得ることができず、ソフトウエアによる負担が重い
という課題があった。 【解決手段】 複数のアナログ信号入力端子を選択する
チャネルセレクタ2と、このチャネルセレクタ2から選
択供給されたアナログ信号をデジタル信号に変換するA
/D変換器5と、スキャン変換開始トリガ受信時におけ
るスキャンモードと単一変換開始トリガ受信時における
単一モードとのいずれか一方を他方に対し優先的に動作
させるように前記チャネルセレクタ2を制御する制御手
段3とを備えたものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、アナログ信号が
入力される複数のアナログ信号入力端子の中から周期的
および非周期的にアナログ信号入力端子を選択して、1
系統のA/D変換器でアナログ信号をデジタル信号に変
換するA/D変換装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図11は従来のA/D変換装置の構成を
示すブロック図であり、図において、101A1 〜10
1An 、101B1 〜101Bn はアナログ信号が入力
される複数のアナログ入力端子、102A、102Bは
複数の入力チャネルから1つを選択するためのチャネル
セレクタ、103A、103BはチャネルセレクタやA
/D動作を制御するための制御回路、104A、104
BはCPU109よりアドレスバス110およびデータ
バス111を介して入力された指令信号に基づいて、A
/D変換器105A、105Bのモードを設定するため
の動作モードレジスタ、106A、106BはA/D変
換器105A、105Bの変換結果を格納する変換結果
格納レジスタである。上記動作モードレジスタ104
A、104Bには、変換開始トリガ選択の他に、動作ス
ピードの選択、割り込み信号108A、108Bの発生
の制御ビット、スキャンモードのモード選択、アナログ
信号を入力する入力チャネル選択などの設定ができる。
【0003】次に動作について説明する。制御回路10
3A、103BはA/D変換の開始時、変換開始トリガ
107A,107Bを用いるか、動作モードレジスタ内
のビットセットによるソフトウエアスタートを用いるか
を選択する。そして、制御回路103A、103Bはチ
ャネルセレクタ102A、102Bを制御して、複数の
アナログ入力端子101A1 〜101An 、101B1
〜101Bn に入力されたアナログ信号を順次にA/D
変換器105A、105Bに入力してA/D変換を行
い、変換結果を変換結果格納レジスタ106A、106
Bに格納する。
【0004】図12は従来の他のA/D変換器の構成を
示すブロック図であり、図において、1211 〜121
n はアナログ信号が入力される複数のアナログ入力端
子、122は複数のアナログ入力端子から1つを選択す
るためのチャネルセレクタ、123はチャネルセレクタ
やA/D動作を制御するための制御回路、124はCP
U129よりアドレスバス130およびデータバス13
1を介して入力された指令信号に基づいて、A/D変換
器125のモードを設定するための動作モードレジス
タ、126はA/D変換器125の変換結果を格納する
変換結果格納レジスタ、127は割り込み要求制御回
路、128は割り込み信号、132は割り込み変換要求
信号である。
【0005】次に動作について説明する。制御回路12
3はチャネルセレクタ122を制御して、複数のアナロ
グ入力端子1211 〜121n に入力されたアナログ信
号を順次にA/D変換器125に入力して、連続スキャ
ンモードでA/D変換を行い、変換結果を変換結果格納
レジスタ126に格納する。この連続スキャンモード動
作中に、非同期の割り込み変換要求信号132が入力さ
れると、割り込み要求制御回路127からアドレスバス
130およびデータバス131を介して入力された信号
に基づき、CPU129が不図示のメモリから読み出し
たソフトウエアによって示された内容により、まず、動
作モードレジスタの内容を、連続スキャンモードで動作
中のA/D変換器125を停止し、動作モードレジスタ
内のスキャンモード設定を単一モードに設定し直し、再
スタートを実行する。なお、上記従来例に関連する先行
技術として、例えば、特開平5−315957号公報、
特開平1−147618号公報がある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】従来のA/D変換装置
は以上のように構成されているので、スキャンモードお
よび単一モードのA/D変換器モジュールがそれぞれ別
個独立して2系統設けられたものでは、それぞれのA/
D変換器を単独で動作させることができ、定期的な変換
と非定期的な変換を同時に実現することができるが、I
Cチップのレイアウトにおいて、大部分を占めるアナロ
グ部および変換結果の格納レジスタ部を2つ持つため、
チップ面積が拡大するという課題があった。
【0007】また、1系統のA/D変換器を、ソフトウ
エアによってスキャンモードによるA/D変換と単一モ
ードによるA/D変換を選択的に行うものでは、単一モ
ードのA/D変換に対する変換結果をリアルタイムに得
ることができず、ソフトウエアによる負担が重いという
課題があった。
【0008】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、優先度の低いA/D変換を実施し
ている途中で優先度の高いA/D変換の必要が生じた場
合、CPUの介入を必要とすることなく、しかもチップ
レイアウト面積の小さな1系統で、その優先度の高い変
換動作を直ちに実行できるとともにCPUの処理能力の
向上を図ることのできるA/D変換装置を得ることを目
的とする。
【0009】また、優先度の高いA/D変換の動作状態
を意識することなく、優先度の低いA/D変換の起動を
かけることのできるA/D変換装置を得ることを目的と
する。
【0010】さらに、割り込み要因別の動作をさせるこ
とのできるA/D変換装置を得ることを目的とする。
【0011】さらに、単一モードとスキャンモードのモ
ード設定を、他のモードレジスタも内容を全く意識する
ことなくできるA/D変換装置を得ることを目的とす
る。
【0012】さらに、優先順位を細かく設定できるA/
D変換装置を得ることを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明に係
るA/D変換器は、複数のアナログ信号入力端子を選択
するチャネルセレクタと、このチャネルセレクタから選
択供給されたアナログ信号をデジタル信号に変換するA
/D変換器と、スキャン変換開始トリガ受信時における
スキャンモードと単一変換開始トリガ受信時における単
一モードとのいずれか一方を他方に対し優先的に動作さ
せるように前記チャネルセレクタを制御する制御手段と
を備えたものである。
【0014】請求項2記載の発明に係るA/D変換器
は、制御手段は、優先度の高い単一変換開始トリガを受
けて変換動作を行う単一実行フラグと、優先度の低いス
キャン変換開始トリガを受けて変換動作を行うスキャン
実行フラグと、前記単一実行フラグの動作信号により前
記スキャン実行フラグの動作を停止させる動作選択手段
とを有する制御装置を備えたものである。
【0015】請求項3記載の発明に係るA/D変換器
は、優先度の高い変換動作中に優先度の低い変換開始信
号が入力された時は、優先度の低い変換動作を待たせる
スキャン待機フラグと、このスキャン待機フラグを制御
する待機制御手段を有する制御装置を備えたものであ
る。
【0016】請求項4記載の発明に係るA/D変換器
は、優先度の高い変換動作終了時と優先度の低い変換動
作時にそれぞれ別個独立して割り込み信号を発生する割
り込み制御回路を有する制御装置を備えたものである。
【0017】請求項5記載の発明に係るA/D変換器
は、単一モード変換時の動作モードを設定する単一動作
モードレジスタおよびスキャンモード変換時の動作モー
ドを設定するスキャンモードレジスタを別個独立に備え
たものである。
【0018】請求項6記載の発明に係るA/D変換器
は、チャネル毎に優先順位付けを行う優先チャネルを有
する動作モードレジスタを備えたものである。
【0019】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態を
説明する。 実施の形態1.図1はこの発明の実施の形態1によるA
/D変換装置を示すブロック図であり、11 〜1n は複
数のアナログ信号入力端子、2は複数のアナログ信号入
力端子11 〜1n を順次に選択するチャネルセレクタ、
3はチャネルセレクタ2を制御する制御回路(制御手
段)、4はデータバス10、アドレスバス11に接続さ
れ、動作モード信号を制御回路3に供給する動作モード
レジスタ、5は制御回路3からの制御信号に基づきチャ
ネルセレクタ2から選択供給されたアナログ信号をデジ
タル信号に変換するA/D変換器、6はA/D変換器5
の変換結果を格納する変換結果格納レジスタ、9はデー
タバス10、アドレスバス11に接続されたCPU、1
2は例えば、スキャンモード時のチャネル切り換えやス
キャンのループ設定を行うスキャンチャネル制御回路、
80はA/D変換の終了信号を受けて割り込み信号8を
発生する割り込み制御回路である。
【0020】図2は上記制御回路3の一例を示すブロッ
ク図であり、図において、31は優先度の高い単一変換
開始トリガ7Aを受けて変換動作を行い、出力信号32
をA/D変換器5に供給する単一実行フラグ、33は優
先度の低いスキャナモードによる変換動作中に優先度の
高い単一モードの変換開始信号が入力された時に優先度
の低い変換を待たせるスキャン待機フラグ、35は優先
度の低いスキャナモードによる変換開始信号を受けて変
換動作を行うスキャン実行フラグ、38は前記単一実行
フラグ31の動作信号により前記スキャン実行フラグ3
5の動作を停止させる動作選択手段であり、この動作選
択手段38はAND回路61,62、OR回路66、イ
ンバータ回路67により構成されている。39はスキャ
ン待機フラグ33を作動させる待機制御回路であり、A
ND回路63,64、OR回路65により構成されてい
る。
【0021】上記図1,2に示す動作モードレジスタ4
は、スキャンモード(定期的な変換モード)と単一モー
ド(非定期的な変換モード)のそれぞれに対応したモー
ド設定ができる。例えばスキャンモードにおいては、内
部ソフトウエアによるA/D起動、動作速度は倍速モー
ド、4チャネルスキャンモード1周期のスキャン終了時
に割り込みを発生するように設定し、単一モードにおい
ては、外部からの単一変換開始トリガによるA/D起
動、動作スピードはノーマルモード、アナログ入力端子
はチャネルCH5を選択、変更終了時にDAM起動を行
うという設定をする。
【0022】次に動作について説明する。まず、A/D
変換装置5が停止中に単一変換開始トリガ7Aが入力さ
れた場合は、単一実行フラグ31に1が立ち、単一モー
ドでの変換動作が開始し、変換終了後は終了信号51で
単一実行フラグ31を0にクリアする。
【0023】次にA/D変換装置55が停止中にスキャ
ン変換開始トリガ7Bが入力された場合は、インバータ
回路67の出力でAND回路61の出力が1となり、O
R回路66を介してスキャン実行フラグに1を立て、図
3、図4に示すように、チャネルCH0から順次にスキ
ャンモードでの変換動作を開始する。このときスキャン
実行フラグの内容が1で、単一実行フラグおよびスキャ
ン待機フラグの内容は0である。
【0024】上記スキャンモードでチャネルCH2の変
換動作中に単一変換開始トリガ7Aが入力された場合
は、このトリガとスキャン実行フラグ35からの出力と
によってAND回路64の出力が1となり、OR回路6
5を介してスキャン待機フラグ33に1を立て、スキャ
ンチャネルデータ42に変換動作中のチャネルがCH2
であることの情報を保存する。
【0025】一方、単一変換開始トリガによってインバ
ータ回路67の出力が0となるため、AND回路61の
出力が0となり、スキャン実行フラグ35の出力は0と
なると同時に単一実行フラグ31に1が立ち、単一モー
ドでの変換動作が開始する。そして、単一モードでの変
換が終了すると、スキャン待機フラグの内容がAND回
路62、OR回路66を介してスキャン実行フラグ35
に転送され、図3、図4に示すように再びスキャンモー
ドでチャネルCH2からの変換が開始される。
【0026】上記の動作時、スキャンチャネル制御回路
12は、動作モードの内容とA/D変換動作の終了信号
によってスキャンチャネルデータの内容を書き換える。
通常のスキャン動作中は、終了信号51が入力されるた
びにチャネルをインクリメントして、1周期終了後に割
り込みを発生するため、割り込み制御回路80へ信号を
伝える。1周期のスキャンによってA/D変換動作を停
止するモードが動作モードによって選択されている場合
は、信号12Aによってスキャン実行フラグをクリアす
る。また、スキャン中に単一モードがスタートした場合
には、スキャン待機フラグ33からの信号34によって
スキャンチャネルデータの内容を保持する。
【0027】以上のように、この実施の形態1によれ
ば、優先度の低いスキャンモードでの変換動作時に優先
度の高い単一モードの開始信号が入力された時は、ハー
ド回路の切り換え動作によってCPUの介入なしで、自
動的に優先度の高い単一モードによる変換動作がリアル
タイムで開始され、CPUの処理能力の向上を図り、し
かもソフトウエアに負担をかけることがないという効果
がある。
【0028】実施の形態2.上記の実施の形態1では、
優先度の低いスキャンモードでの変換中に優先度の高い
単一モードでの変換が割り込む例を示したが、優先度の
高い単一モードによりチャネルCH5の変換動作中に、
優先度の低いスキャンモードのスキャン変換開始トリガ
7Bが入力されると、AND回路63、OR回路65に
より、スキャン待機フラグ33に1がセットされる。そ
して、図5に示すように、優先度の高い単一モードでの
チャネルCH5の変換動作が終了するのを待って、スキ
ャン待機フラグ33の内容がAND回路62、OR回路
66を介してスキャン実行フラグ35に転送され、自動
的に優先度の低いスキャンモードでの変換を開始する。
【0029】以上のように、この実施の形態2によれ
ば、A/D変換の動作状態をソフトウエアで監視するこ
となく、優先度の高い単一モードでの変換が終了する
と、自動的に優先度の低いスキャンモードでの変換動作
を開始することができるという効果がある。
【0030】実施の形態3.上記実施の形態1では、変
換動作終了後に出力される割り込み信号8の系統は1系
統であるが、この実施の形態3では、前記図2と同一部
分に同一符号を付して重複説明を省略した図6に示すよ
うに、出力系統を2系統とした割り込み制御回路80を
設けたものである。
【0031】次に動作にについて説明する。割り込み制
御回路80は、動作モードレジスタ4の動作モード43
によって設定された内容で変換動作終了時に割り込みを
発生するもので、単一変換動作終了時には単一変換割り
込み信号81を出力し、スキャンモードにとる1周期の
スキャン変換動作終了時にスキャン変換割り込み信号8
2を出力する。また、スキャン変換動作が終了したこと
は、スキャンチャネル制御回路12から出力される信号
12Bによって判断する。
【0032】以上のように、この実施の形態3によれ
ば、単一変換割り込み信号81とスキャン変換割り込み
信号82を別々に出力することにより、割り込み信号に
よる優先度の判定ができるようになるなど割り込み要因
別の処理を行うことができるという効果がある。
【0033】実施の形態4.この実施の形態4は、前記
図2と同一部分に同一符号を付して重複説明を省略した
図7に示すように、単一モード変換時の動作モードを設
定する単一動作モードレジスタ4Aおよびスキャンモー
ド変換時の動作モードを設定するスキャンモードレジス
タ4Bとを別々に設けたもので、例えば、図8に示すス
キャンモードレジスタ内のハードウエアトリガ選択ビッ
トと単一モードレジスタ内のハードウエアトリガ選択ビ
ットを別々のレジスタとして持つものである。
【0034】次に動作について説明する。例えば、単一
動作モードで変換スピードをノーマルモードに設定し、
スキャンモードで変換スピードを倍速モードに設定す
る。そして、スキャンモード変換をスタートすると、倍
速モードでスキャン変換を開始する。スキャン変換中に
単一変換開始トリガ7Aが入力されると、倍速モードの
スキャンを中断し、ノーマルスピードでの単一モードで
の変換動作を開始させることができる。
【0035】以上のように、この実施の形態4によれ
ば、他方のモードレジスタの内容をまったく意識するこ
となくモード設定ができ、あたかも2系統のA/D変換
器を備えているかのように動作させることができるとい
う効果がある。
【0036】実施の形態5.上記実施の形態1において
は、スキャンモードと単一モードとの間であらかじめ決
まっており、例えば優先順位の低いスキャンモードでチ
ャネルCH2の変換動作時に優先度の高い単一モードの
単一変換開始トリガ7Aが入力されると、スキャンモー
ドによる変換動作を停止して単一モードによるチャネル
CH5の変換動作を行うものであるが、この実施の形態
5では、前記図2と同一部分に同一符号を付して重複説
明を省略した図9に示すように、単一待機フラグ36、
インバータ回路68、AND回路69、70を付加し、
かつ動作モードレジスタ4に優先チャネル44を設ける
ことにより、スキャンチャネルごとに優先順位を設定で
きるようにしたものである。
【0037】次に動作について説明する。スキャンモー
ドによりチャネルCH2の変換動作時に単一モードの変
換開始トリガ7Aが入力されたとき、優先チャネル44
がビット1を示していると、AND回路69の出力が0
で単一実行フラグ31は作動せず、AND回路70の出
力が1となり、単一待機フラグ36に単一モード変換動
作を待機させる。
【0038】そして、図10に示すように、チャネルC
H2のスキャンモードによる変換動作が終了して、優先
チャネル44に0が立つと、AND回路69の出力は
0、AND回路70の出力は1となるのを待って、単一
実行フラグ31が作動して単一モードによりチャネルC
H5の変換動作が開始される。つまり、優先チャネル4
4に1が立つか0が立つかにより、スキャンモードによ
る変換動作時に単一モードの変換開始トリガが入力され
たとき、いずれのモードによる変換動作を実行するかを
選択することができる。
【0039】以上のように、この実施の形態5によれ
ば、優先順位付けを細かく設定でき、アプリケーション
に沿ったソフトウエアを開発できるという効果がある。
【0040】
【発明の効果】請求項1記載の発明によれば、単一モー
ド変換動作とスキャンモード変換動作とのいずれか一方
を他方に対し優先的に動作させるように構成したので、
優先度の低い変換動作を実施している途中で優先度の高
い変換動作開始の必要が生じた場合、その優先度の高い
変換動作を直ちに実行できる効果がある。
【0041】請求項2記載の発明によれば、優先度の高
い単一変換開始トリガを受けて変換動作を行う単一実行
フラグの動作信号により、優先度の低いスキャン変換開
始トリガを受けて変換動作を行うスキャン実行フラグの
動作を停止させるように構成したので、CPUの介入な
しで、しかもチップレイアウト面積の小さな1系統で優
先度の高い変換動作を行うことができ、CPUの処理能
力の向上を図ることができる効果がある。
【0042】請求項3記載の発明によれば、優先度の高
い変換動作中に優先度の低い変換開始信号が入力された
時は、スキャン待機フラグで優先度の低い変換動作を待
たせるように構成したので、優先度の高いA/D変換の
動作状態を意識することなく、その優先度の高い変換動
作終了に伴い優先度の低い変換動作を開始させることが
できる効果がある。
【0043】請求項4記載の発明によれば、割り込み要
因を2系統有するように構成したので、割り込み要因別
の動作をさせることができる効果がある。
【0044】請求項5記載の発明によれば、単一モード
変換時の動作モードを設定する単一動作モードレジスタ
およびスキャンモード変換時の動作モードを設定するス
キャンレジスタとを別々に設けるように構成したので、
単一モードとスキャンモードのモード設定を、他のモー
ドレジスタの内容を全く意識することなくできる効果が
ある。
【0045】請求項6記載の発明によれば、チャネル毎
に優先順位付けを行うように構成したので、優先順位を
細かく設定できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施の形態1によるA/D変換装
置を示すブロック図である。
【図2】 実施の形態1における制御回路のブロック図
である。
【図3】 実施の形態1における動作を説明するタイミ
ングチャートである。
【図4】 実施の形態1における変換状態図である。
【図5】 実施の形態2における変換状態図である。
【図6】 実施の形態3における制御回路のブロック図
である。
【図7】 実施の形態4における制御回路のブロック図
である。
【図8】 実施の形態4におけるレジスタの構成図であ
る。
【図9】 実施の形態5における制御回路のブロック図
である。
【図10】 実施の形態5における変換状態図である。
【図11】 従来のA/D変換装置を示すブロック図で
ある。
【図12】 従来の他のA/D変換装置を示すブロック
図である。
【符号の説明】
2 チャネルセレクタ、3 制御回路(制御手段)、4
動作モードレジスタ、4A 単一動作モードレジス
タ、4B スキャンモードレジスタ、5 A/D変換
器、31 単一実行フラグ、33 スキャン待機フラ
グ、35 スキャン実行フラグ、44 優先チャネル、
80 割り込み制御回路。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数のアナログ信号入力端子を選択する
    チャネルセレクタと、このチャネルセレクタから選択供
    給されたアナログ信号をデジタル信号に変換するA/D
    変換器と、スキャン変換開始トリガ受信時におけるスキ
    ャンモードと単一変換開始トリガ受信時における単一モ
    ードとのいずれか一方を他方に対し優先的に動作させる
    ように前記チャネルセレクタを制御する制御手段とを備
    えたA/D変換装置。
  2. 【請求項2】 制御手段は、優先度の高い単一変換開始
    トリガを受けて変換動作を行う単一実行フラグと、優先
    度の低いスキャン変換開始トリガを受けて変換動作を行
    うスキャン実行フラグと、前記単一実行フラグの動作信
    号により前記スキャン実行フラグの動作を停止させる動
    作選択手段とを備えたことを特徴とする請求項1記載の
    A/D変換装置。
  3. 【請求項3】 制御手段は、優先度の高い変換動作中に
    優先度の低い変換開始信号が入力された時は、優先度の
    低い変換動作を待たせるスキャン待機フラグと、このス
    キャン待機フラグを制御する待機制御手段とを備えたこ
    とを特徴とする請求項2記載のA/D変換装置。
  4. 【請求項4】 制御手段は、優先度の高い変換動作終了
    時と優先度の低い変換動作時にそれぞれ別個独立して割
    り込み信号を発生する割り込み制御回路を有することを
    特徴とする請求項2記載のA/D変換装置。
  5. 【請求項5】 制御手段は、単一モード変換時の動作モ
    ードを設定する単一動作モードレジスタおよびスキャン
    モード変換時の動作モードを設定するスキャンモードレ
    ジスタを別個独立に備えたことを特徴とする請求項2記
    載のA/D変換装置。
  6. 【請求項6】 制御手段は、チャネル毎に優先順位付け
    を行う優先チャネルを有する動作モードレジスタを備え
    たことを特徴とする請求項2記載のA/D変換装置。
JP8113852A 1996-05-08 1996-05-08 A/d変換装置 Pending JPH09297658A (ja)

Priority Applications (5)

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