JPH10190464A - Successive comparison type a/d converter - Google Patents

Successive comparison type a/d converter

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JPH10190464A
JPH10190464A JP34139496A JP34139496A JPH10190464A JP H10190464 A JPH10190464 A JP H10190464A JP 34139496 A JP34139496 A JP 34139496A JP 34139496 A JP34139496 A JP 34139496A JP H10190464 A JPH10190464 A JP H10190464A
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converter
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To perform conversion to the digital signals of a resolution set beforehand without increasing a circuit scale by constituting a successive comparison register provided with a temporary register for holding temporary digital signals in the middle of conversion and a shift register for successively setting the digital signals to the temporary register. SOLUTION: After selection signals supplied to a multiplexer 20 are decided and the resolution of the digital signals obtained by converting analog signals is set, the temporary register 22 and the shift register 24 are initialized by control signals or the like. When initialization is ended, in the successive comparison register 12, '1' is successively shifted from the side of a most significant bit 3 to the shift register 24 synchronized with clock signals. '1' is set to the most significant bit 3 of the temporary register 22, and when '1000' is outputted as the output signal of the respective bits 3-0, in a reference voltage generator 14, the reference voltage which is 1/2 of a maximum reference voltage is generated.

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、アナログ信号を所
定分解能(所定ビット数)のデジタル信号に変換する逐
次比較型A/D変換器に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a successive approximation A / D converter for converting an analog signal into a digital signal having a predetermined resolution (a predetermined number of bits).

【0002】[0002]

【従来の技術】逐次比較型A/D変換器は、アナログ信
号を、これに対応する所定分解能のデジタル信号に、最
上位ビット側から順次1ビットずつ変換するもので、基
本的に、変換途中の暫定的なデジタル信号が順次設定さ
れる逐次比較レジスタ、逐次比較レジスタに設定された
暫定的なデジタル信号に対応した基準電圧を発生する基
準電圧発生器、基準電圧発生器により発生された基準電
圧とアナログ信号の入力電圧とを比較するコンパレータ
等を有する。
2. Description of the Related Art A successive approximation type A / D converter converts an analog signal into a digital signal of a predetermined resolution corresponding to the analog signal one bit at a time from the most significant bit side. , A reference voltage generator for generating a reference voltage corresponding to the provisional digital signal set in the successive approximation register, a reference voltage generated by the reference voltage generator And a comparator that compares the input voltage of the analog signal with the analog signal.

【0003】逐次比較型A/D変換器においては、ま
ず、逐次比較レジスタの最上位ビットに「1」が設定さ
れる。これにより、基準電圧発生器からは、最大基準電
圧の1/2の基準電圧が発生され、コンパレータによ
り、発生された基準電圧とアナログ信号の入力電圧とが
比較される。このとき、逐次比較レジスタの最上位ビッ
トは、アナログ信号の入力電圧が基準電圧よりも大きけ
れば「1」に決定され、逆に、アナログ信号の入力電圧
が基準電圧よりも小さければ「0」に決定される。
In the successive approximation type A / D converter, first, "1" is set to the most significant bit of the successive approximation register. Thus, the reference voltage generator generates a reference voltage that is 1 / of the maximum reference voltage, and the comparator compares the generated reference voltage with the input voltage of the analog signal. At this time, the most significant bit of the successive approximation register is determined to be “1” if the input voltage of the analog signal is higher than the reference voltage, and to “0” if the input voltage of the analog signal is lower than the reference voltage. It is determined.

【0004】続いて、逐次比較レジスタの最上位ビット
の次のビットに「1」が設定される。これにより、基準
電圧発生器からは、最上位ビットが「1」に決定された
場合、最大基準電圧の3/4の基準電圧が発生され、逆
に、最上位ビットが「0」に決定された場合、最大基準
電圧の1/4の基準電圧が発生される。そして、コンパ
レータにより、基準電圧とアナログ信号の入力電圧とが
比較され、逐次比較レジスタの最上位ビットの次のビッ
トの値が決定される。
Subsequently, "1" is set to the bit next to the most significant bit of the successive approximation register. Accordingly, when the most significant bit is determined to be “1” from the reference voltage generator, a reference voltage of / of the maximum reference voltage is generated, and conversely, the most significant bit is determined to be “0”. In this case, a reference voltage of 1/4 of the maximum reference voltage is generated. Then, the comparator compares the reference voltage with the input voltage of the analog signal, and determines the value of the bit next to the most significant bit of the successive approximation register.

【0005】以下同様にして、逐次比較レジスタの各ビ
ットの値が決定され、最下位ビットの値が決定された
後、逐次比較レジスタの各ビットの値は、CPU等によ
り、アナログ信号に対応したデジタル信号として読み出
される。この逐次比較型A/D変換器においては、通
常、アナログ信号に対応するデジタル信号の全ビットの
変換が終了するまで、デジタル信号を読み出したり、次
の変換を行わせたりすることができないという問題点が
あった。
Similarly, after the value of each bit of the successive approximation register is determined and the value of the least significant bit is determined, the value of each bit of the successive approximation register corresponds to an analog signal by a CPU or the like. Read as a digital signal. In this successive approximation type A / D converter, usually, it is not possible to read a digital signal or to perform a next conversion until conversion of all bits of a digital signal corresponding to an analog signal is completed. There was a point.

【0006】従って、変換されるデジタル信号の内、所
定の上位数ビットだけが必要なときには、変換に無駄が
多く変換効率が悪いという問題点があった。例えば、ア
ナログ信号を10ビットのデジタル信号に変換する逐次
比較型A/D変換器において、デジタル信号の上位6ビ
ットまでのデータだけが必要なときに、6ビットでよい
ところを10ビット全部が変換されるまで変換を行う
と、4ビット分の変換時間が無駄になる。
Therefore, when only a predetermined number of higher-order bits of the digital signal to be converted are required, there is a problem that conversion is wasteful and conversion efficiency is low. For example, in a successive approximation type A / D converter for converting an analog signal into a 10-bit digital signal, when only the data up to the upper 6 bits of the digital signal is required, all 6 bits may be converted from the 6 bits. If conversion is performed until conversion is completed, conversion time for 4 bits is wasted.

【0007】これに対し、例えば特開平4−24942
7号公報や特開平4−337925号公報には、アナロ
グ信号を、予め設定された所望の分解能のデジタル信号
に変換した段階で変換動作を停止させ、次の変換動作を
行わせることができるA/D変換器が提案されている。
ここで、図3および図4に、それぞれ特開平4−249
427号公報および特開平4−337925号公報に開
示されたA/D変換器の概念図を示す。
On the other hand, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No.
No. 7 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-337925 disclose that the conversion operation is stopped when an analog signal is converted into a digital signal having a predetermined desired resolution, and the next conversion operation can be performed. A / D converter has been proposed.
Here, FIG. 3 and FIG.
FIG. 1 is a conceptual diagram of an A / D converter disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 427 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-337925.

【0008】まず、特開平4−249427号公報に開
示のA/D変換器30は、図3に示されるように、逐次
比較レジスタ32、基準電圧発生器34およびコンパレ
ータ36の他に、さらに、逐次比較レジスタ32でデジ
タル信号がその上位ビットから順に確定される毎に、こ
れを順次シフトして格納するシフトレジスタ38と、逐
次比較レジスタ32で確定されたデジタル信号のビット
数が所定値となったとき、変換動作を停止させる停止手
段40とを有する。
First, as shown in FIG. 3, an A / D converter 30 disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No. Hei 4-249427 has, in addition to a successive approximation register 32, a reference voltage generator 34 and a comparator 36, Every time the digital signal is determined in order from the upper bit in the successive approximation register 32, the shift register 38 sequentially shifts and stores the digital signal, and the number of bits of the digital signal determined in the successive approximation register 32 becomes a predetermined value. And stopping means 40 for stopping the conversion operation when the conversion operation is performed.

【0009】このA/D変換器30によれば、逐次比較
レジスタ32で最上位ビットから順にA/D変換が行わ
れる毎に、その変換結果としてのビットが、シフトレジ
スタ38に順次シフトされつつ格納されるため、A/D
変換されたビット数が所定値になった時点で、A/D変
換動作を終了させることができ、それまでにA/D変換
の完了した分のデジタル信号をA/D変換結果として取
り出すことができるとしている。
According to the A / D converter 30, each time the A / D conversion is performed in the successive approximation register 32 in order from the most significant bit, the bit as the conversion result is sequentially shifted to the shift register 38. A / D to be stored
When the number of converted bits reaches a predetermined value, the A / D conversion operation can be terminated, and a digital signal corresponding to the completion of the A / D conversion can be taken out as an A / D conversion result. I can do it.

【0010】また、特開平4−337925号公報に開
示のA/D変換器42は、上記A/D変換器30におい
て、複数のアナログ入力端子44を有するもので、変換
動作を停止させるビット数を設定するレジスタ46を個
々のアナログ端子44毎に設け、コントローラ48の制
御により、それぞれのアナログ入力端子44から入力さ
れるアナログ信号を、これに対応するレジスタ46に設
定されたビット数分だけデジタル信号に順次変換するよ
うにしたものである。
An A / D converter 42 disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 4-337925 has a plurality of analog input terminals 44 in the A / D converter 30. Is provided for each analog terminal 44, and under the control of the controller 48, the analog signal input from each analog input terminal 44 is digitalized by the number of bits set in the corresponding register 46. The signals are sequentially converted into signals.

【0011】このA/D変換器42によれば、アナログ
入力端子44毎にA/D変換の分解能を設定できるレジ
スタ46を備えているため、スイッチ50で切り替える
ことにより、複数のアナログ入力端子44から入力され
る個々のアナログ信号を所定の分解能でA/D変換する
ので、時間的に無駄のないA/D変換を実行することが
でき、シフトレジスタ38により、レジスタ46で指定
されるビット数分のデータを得ることができるとしてい
る。
According to the A / D converter 42, since the register 46 for setting the resolution of the A / D conversion is provided for each analog input terminal 44, a plurality of analog input terminals 44 are switched by the switch 50. A / D conversion is performed on each analog signal input from the A / D converter at a predetermined resolution, so that A / D conversion can be performed without wasting time. He says that he can get minute data.

【0012】しかしながら、これらのA/D変換器3
0,42では、A/D変換が終了したビットが、シフト
レジスタ38に順次シフトされつつ格納されるため、A
/D変換の分解能が変わる毎に、シフトレジスタ38に
格納されたデジタル信号の最上位ビットの位置が変化す
る、例えば8ビットの場合の最上位ビットと、10ビッ
トの場合の最上位ビットとでは、シフトレジスタ38内
での位置が異なるため、デジタル信号のデータ処理が難
しいという問題点がある。
However, these A / D converters 3
At 0 and 42, the bits for which the A / D conversion has been completed are stored in the shift register 38 while being sequentially shifted.
Every time the resolution of the / D conversion changes, the position of the most significant bit of the digital signal stored in the shift register 38 changes. For example, the most significant bit in the case of 8 bits and the most significant bit in the case of 10 bits Since the positions in the shift register 38 are different, there is a problem that data processing of digital signals is difficult.

【0013】また、これらのA/D変換器30,42に
は、A/D変換を終了させるための停止手段40あるい
はコントローラ48として、変換動作を停止させる分解
能を設定するレジスタや、変換が終了したデジタル信号
のビット数をカウントするカウンタ、このカウンタの値
とレジスタに設定されたビット数とを比較するコンパレ
ータ等、本来のA/D変換器の動作には全く関係のない
多くの回路が必要になり、回路規模や消費電力が増大す
るという問題点がある。
The A / D converters 30 and 42 include a register for setting the resolution at which the conversion operation is stopped, a stop means 40 or a controller 48 for stopping the A / D conversion, Many circuits that have nothing to do with the original operation of the A / D converter, such as a counter that counts the number of bits of the converted digital signal and a comparator that compares the value of this counter with the number of bits set in the register, are required. Therefore, there is a problem that a circuit scale and power consumption increase.

【0014】さらに、これらのA/D変換器30,42
においては、例えば変換が終了したデジタル信号のビッ
ト数をカウントし、このカウント値と予め設定されたデ
ジタル信号の分解能とを比較して、カウント値が予め設
定されたデジタル信号の分解能に到達したときに変換停
止信号が出力されるため、予め設定された分解能のデジ
タル信号の変換が終了してから、実際に変換動作が停止
されるまでに、例えば1クロック時間程度の余分な時間
が必要になるという問題点もある。
Further, these A / D converters 30 and 42
In, for example, counting the number of bits of the digital signal after the conversion is completed, comparing this count value with the resolution of the preset digital signal, when the count value reaches the resolution of the preset digital signal Since the conversion stop signal is output, an extra time of, for example, about one clock time is required from the end of the conversion of the digital signal having the preset resolution to the end of the actual conversion operation. There is also a problem.

【0015】[0015]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、前記
従来技術に基づく問題点をかえりみて、回路規模を増大
させることなく、アナログ信号を予め設定された分解能
のデジタル信号に変換することができる逐次比較型A/
D変換器を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to convert an analog signal into a digital signal having a predetermined resolution without increasing the circuit scale, in view of the problems based on the prior art. Possible successive approximation type A /
It is to provide a D converter.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、アナログ信号を、予め設定された所定分
解能のデジタル信号に変換する逐次比較型A/D変換器
であって、変換途中の暫定的なデジタル信号を保持する
暫定レジスタ、および、この暫定レジスタに前記暫定的
なデジタル信号を順次設定するシフトレジスタを有する
逐次比較レジスタと、この逐次比較レジスタに設定され
た暫定的なデジタル信号に応じた基準電圧を発生する基
準電圧発生器と、この基準電圧発生器により発生された
基準電圧と前記アナログ信号の入力電圧とを比較するコ
ンパレータと、変換終了後の最終的なデジタル信号を保
持するデータ格納レジスタと、前記予め設定されたデジ
タル信号の分解能に応じて、前記逐次比較レジスタを構
成するシフトレジスタの各ビットの出力信号の1つを変
換終了信号として選択出力するマルチプレクサとを有す
ることを特徴とする逐次比較型A/D変換器を提供する
ものである。
According to the present invention, there is provided a successive approximation type A / D converter for converting an analog signal into a digital signal having a predetermined resolution. A temporary register for holding a temporary digital signal on the way, a successive approximation register having a shift register for sequentially setting the temporary digital signal in the temporary register, and a temporary digital register set in the successive approximation register. A reference voltage generator for generating a reference voltage corresponding to the signal, a comparator for comparing the reference voltage generated by the reference voltage generator with the input voltage of the analog signal, and a final digital signal after the conversion is completed. A data storage register to be held, and a shift register constituting the successive approximation register in accordance with the resolution of the preset digital signal. And it provides a successive approximation type A / D converter and having a multiplexer for selecting and outputting one of the output signals of each bit of data as an end of conversion signal.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下に、添付の図面に示す好適実
施例に基づいて、本発明の逐次比較型A/D変換器を詳
細に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a successive approximation type A / D converter according to the present invention will be described in detail based on a preferred embodiment shown in the accompanying drawings.

【0018】図1は、本発明の逐次比較型A/D変換器
の一実施例の概念図である。図示例の逐次比較型A/D
変換器10は、アナログ信号(アナログ入力電圧)を変
換して得られるデジタル信号(デジタルデータ)とし
て、4ビットの分解能を有する本発明の逐次比較型A/
D変換器の一例を示したもので、逐次比較レジスタ1
2、基準電圧発生器14、コンパレータ16、データ格
納レジスタ18、および、マルチプレクサ20を有す
る。
FIG. 1 is a conceptual diagram of an embodiment of a successive approximation type A / D converter according to the present invention. A successive approximation type A / D in the illustrated example
The converter 10 converts, as a digital signal (digital data) obtained by converting an analog signal (analog input voltage), the successive approximation type A /
An example of a D converter is shown in FIG.
2, a reference voltage generator 14, a comparator 16, a data storage register 18, and a multiplexer 20.

【0019】逐次比較型A/D変換器10において、ま
ず、逐次比較レジスタ12は、基準電圧発生器14に与
えられる変換途中の暫定的なデジタル信号が順次設定さ
れるもので、図示例においては、4ビットの暫定的なデ
ジタル信号を保持する暫定レジスタ22、および、暫定
レジスタ22の最上位ビット側から順に、暫定的なデジ
タル信号として順次「1(ハイレベル)」を設定するた
めの5ビットのシフトレジスタ24を有する。
In the successive approximation type A / D converter 10, first, a successive approximation register 12 is used to sequentially set a tentative digital signal being converted and supplied to a reference voltage generator 14. A provisional register 22 for holding a 4-bit provisional digital signal, and 5 bits for sequentially setting “1 (high level)” as a provisional digital signal in order from the most significant bit side of the provisional register 22 Shift register 24.

【0020】基準電圧発生器14は、逐次比較レジスタ
12に暫定的に設定されたデジタル信号に対応した基準
電圧(アナログ比較電圧)を発生するもので、図示例に
おいては、デコーダ26および抵抗ラダー28を有す
る。デコーダ26は、逐次比較レジスタ12から与えら
れた暫定的なデジタル信号をデコードしてデコード信号
を出力し、抵抗ラダー28は、デコーダ26から出力さ
れたデコード信号に応じた所定の基準電圧を発生する。
The reference voltage generator 14 generates a reference voltage (analog comparison voltage) corresponding to a digital signal provisionally set in the successive approximation register 12, and in the illustrated example, a decoder 26 and a resistance ladder 28. Having. The decoder 26 decodes the provisional digital signal provided from the successive approximation register 12 and outputs a decoded signal. The resistor ladder 28 generates a predetermined reference voltage according to the decoded signal output from the decoder 26. .

【0021】コンパレータ16は、基準電圧発生器14
により発生された基準電圧とアナログ信号の入力電圧と
を比較し、その比較結果を逐次比較レジスタ12にフィ
ードバックするものである。逐次比較レジスタ12の暫
定レジスタ22の各ビットは、コンパレータ16の比較
結果に応じて決定され、暫定的なデジタル信号の値の代
わりに、確定されたデジタル信号の値が設定される。
The comparator 16 includes a reference voltage generator 14
Is compared with the input voltage of the analog signal, and the result of the comparison is fed back to the successive approximation register 12. Each bit of the provisional register 22 of the successive approximation register 12 is determined according to the comparison result of the comparator 16, and the value of the determined digital signal is set instead of the value of the provisional digital signal.

【0022】また、データ格納レジスタ18は、アナロ
グ信号が、最大分解能のデジタル信号の内、後述するよ
うに、予め設定された所定分解能のデジタル信号に変換
された段階で、逐次比較レジスタ12の暫定レジスタ2
2に設定されたデジタル信号を最終的なデジタル信号と
して保持するもので、図示例においては、逐次比較レジ
スタ12の暫定レジスタ22に対応して、4ビットのデ
ータ格納レジスタが設けられている。
When the analog signal is converted into a digital signal having a predetermined resolution, as will be described later, of the analog signal, the data storage register 18 temporarily stores the temporary signal in the successive approximation register 12. Register 2
The digital signal set to 2 is held as a final digital signal. In the illustrated example, a 4-bit data storage register is provided corresponding to the provisional register 22 of the successive approximation register 12.

【0023】マルチプレクサ20は、予め設定されたデ
ジタル信号の分解能に応じて、逐次比較レジスタ12を
構成するシフトレジスタ24の各ビットの出力信号の1
つを変換停止信号として選択出力するものである。な
お、マルチプレクサ20の選択信号としては、例えばデ
ジタル信号の分解能を設定するレジスタ等を設け、これ
によりマルチプレクサ20を制御してもよいし、あるい
は、外部回路により、マルチプレクサ20の選択端子を
直接制御してもよい。
The multiplexer 20 outputs one of the output signals of each bit of the shift register 24 constituting the successive approximation register 12 in accordance with the resolution of the digital signal set in advance.
One of them is selectively output as a conversion stop signal. As a selection signal for the multiplexer 20, for example, a register or the like for setting the resolution of a digital signal may be provided to control the multiplexer 20, or the selection terminal of the multiplexer 20 may be directly controlled by an external circuit. You may.

【0024】なお、上述する変換停止信号は、本発明の
逐次比較型A/D変換器10における変換動作の停止を
外部に通知するとともに、例えばデータ格納レジスタ1
8に保持されたデジタル信号を読み出し、これを外部の
レジスタにラッチするための信号として使用したり、あ
るいは、消費電力を削減するのための信号として使用し
たり、逐次比較レジスタ12を構成する暫定レジスタ2
2およびシフトレジスタ24を初期化するための信号等
として用いられる。
Note that the above-mentioned conversion stop signal notifies the outside of the stop of the conversion operation in the successive approximation type A / D converter 10 of the present invention to the outside.
8 is read and used as a signal for latching the digital signal in an external register, or as a signal for reducing power consumption, or a provisional comparison register 12 is constituted. Register 2
2 and a signal for initializing the shift register 24.

【0025】以上のような構成を有する本発明の逐次比
較型A/D変換器10においては、まず、マルチプレク
サ20に与えられる選択信号が決定され、アナログ信号
を変換して得られるデジタル信号の分解能が設定された
後、例えば外部より与えられる制御信号や、マルチプレ
クサ20から出力される変換停止信号等により、逐次比
較レジスタ12を構成する暫定レジスタ22およびシフ
トレジスタ24が初期化される。
In the successive approximation type A / D converter 10 of the present invention having the above configuration, first, the selection signal given to the multiplexer 20 is determined, and the resolution of the digital signal obtained by converting the analog signal is determined. Is set, the temporary register 22 and the shift register 24 constituting the successive approximation register 12 are initialized by, for example, a control signal supplied from the outside, a conversion stop signal output from the multiplexer 20, and the like.

【0026】例えば、デジタル信号の分解能を1ビット
として、デジタル信号の最上位ビットが変換された後に
変換動作を停止させたい場合、シフトレジスタ24のビ
ット2が選択出力されるように、マルチプレクサ20の
選択信号を設定する。また、初期化により、暫定レジス
タ22の各ビット3〜0の出力信号は、「0000(2
進数)」となり、シフトレジスタ24の各ビット3〜0
および最終ビットSの出力信号は、「00000(2進
数)」となる。
For example, when the resolution of the digital signal is 1 bit and the conversion operation is to be stopped after the most significant bit of the digital signal is converted, the multiplexer 20 is selected so that bit 2 of the shift register 24 is selectively output. Set the selection signal. Also, due to the initialization, the output signal of each bit 3 to 0 of the temporary register 22 becomes “0000 (2
Base number)], and each bit 3-0 of the shift register 24
The output signal of the last bit S is “00000 (binary number)”.

【0027】マルチプレクサ20の選択信号の設定が終
了し、逐次比較レジスタ12の初期化が終了すると、逐
次比較レジスタ12において、図2のタイミングチャー
トに示されるように、図示していないクロック信号に同
期して、シフトレジスタ24に、最上位ビットであるビ
ット3側から順次「1」がシフトされる。まず、シフト
レジスタ24のビット3に「1」がシフトされると、こ
れに対応する暫定レジスタ22の最上位ビットであるビ
ット3が「1」に設定される。
When the setting of the selection signal of the multiplexer 20 is completed and the initialization of the successive approximation register 12 is completed, the successive approximation register 12 is synchronized with a clock signal (not shown) as shown in the timing chart of FIG. Then, “1” is sequentially shifted to the shift register 24 from the bit 3 which is the most significant bit. First, when "1" is shifted to bit 3 of shift register 24, bit 3 which is the most significant bit of provisional register 22 corresponding thereto is set to "1".

【0028】暫定レジスタ22のビット3が「1」に設
定されると、すなわち、暫定レジスタ22の各ビット3
〜0の出力信号として「1000(2進数)」が出力さ
れると、基準電圧発生器14において、デコーダ26に
より、逐次比較レジスタ12の暫定レジスタ22に設定
された暫定的なデジタル信号がデコードされ、抵抗ラダ
ー28により、デコーダ26から出力されたデコード信
号に応じて、最大基準電圧の1/2の基準電圧が発生さ
れる。
When bit 3 of provisional register 22 is set to “1”, that is, each bit 3 of provisional register 22
When "1000 (binary number)" is output as an output signal of "0" to "0", the provisional digital signal set in the provisional register 22 of the successive approximation register 12 is decoded by the decoder 26 in the reference voltage generator 14. , The resistor ladder 28 generates a reference voltage that is の of the maximum reference voltage in accordance with the decode signal output from the decoder 26.

【0029】基準電圧発生器14により発生された最大
基準電圧の1/2の基準電圧はコンパレータ16に入力
され、コンパレータ16において、最大基準電圧の1/
2の基準電圧とアナログ信号の入力電圧とが比較され
る。このとき、暫定レジスタ22のビット3は、アナロ
グ信号の入力電圧が最大基準電圧の1/2の基準電圧よ
りも大きければ「1」に決定され、逆に、アナログ信号
の入力電圧が最大基準電圧の1/2の基準電圧よりも小
さければ「0」に決定される。
The reference voltage of 1 / of the maximum reference voltage generated by the reference voltage generator 14 is input to the comparator 16, where the comparator 16 outputs 1 / の of the maximum reference voltage.
2 is compared with the input voltage of the analog signal. At this time, bit 3 of the provisional register 22 is determined to be “1” if the input voltage of the analog signal is larger than half the reference voltage of the maximum reference voltage. Is determined to be "0" if it is smaller than 1/2 of the reference voltage.

【0030】続いて、逐次比較レジスタ12において、
図2のタイミングチャートに示されるように、図示して
いないクロック信号に同期して、シフトレジスタ24に
「1」がシフトされ、ビット3が「0」かつビット2が
「1」とされる。シフトレジスタ24のビット2に
「1」がシフトされると、暫定レジスタ22のビット3
の値は保持されつつ、シフトレジスタ24のビット2に
対応する暫定レジスタ22のビット2が「1」に設定さ
れる。
Subsequently, in the successive approximation register 12,
As shown in the timing chart of FIG. 2, "1" is shifted to the shift register 24 in synchronization with a clock signal (not shown), and bit 3 is set to "0" and bit 2 is set to "1". When “1” is shifted to bit 2 of shift register 24, bit 3 of provisional register 22 is shifted.
, The bit 2 of the temporary register 22 corresponding to the bit 2 of the shift register 24 is set to “1”.

【0031】暫定レジスタ22のビット2が「1」に設
定されると、すなわち、暫定レジスタ22の各ビット3
〜0の出力信号として「1100(2進数)」または
「0100(2進数)」が出力されると、基準電圧発生
器14からは、暫定レジスタ22の各ビット3〜0が
「1100(2進数)」の場合、最大基準電圧の3/4
の基準電圧が発生され、逆に、暫定レジスタ22の各ビ
ット3〜0が「0100(2進数)」の場合、最大基準
電圧の1/4の基準電圧が発生される。
When bit 2 of provisional register 22 is set to “1”, that is, each bit 3 of provisional register 22
When "1100 (binary number)" or "0100 (binary number)" is output as an output signal of ".about.0", each bit 3-0 of the provisional register 22 is output from the reference voltage generator 14 as "1100 (binary number)". )), 3/4 of the maximum reference voltage
When the bits 3 to 0 of the temporary register 22 are “0100 (binary number)”, a reference voltage that is の of the maximum reference voltage is generated.

【0032】そして、コンパレータ16により、基準電
圧とアナログ信号の入力電圧とが比較され、逐次比較レ
ジスタ12のビット2の値が決定される。以下同様にし
て、逐次比較レジスタ12の暫定レジスタ22の各ビッ
ト3〜0の値が決定され、ビット0の値が決定された
後、暫定レジスタ22の各ビット3〜0の値は、データ
格納レジスタ18に保持され、図示していないCPU等
により、アナログ信号に対応したデジタル信号として読
み出される。
Then, the comparator 16 compares the reference voltage with the input voltage of the analog signal, and determines the value of bit 2 of the successive approximation register 12. Similarly, after the values of bits 3 to 0 of provisional register 22 of successive approximation register 12 are determined, and the value of bit 0 is determined, the values of bits 3 to 0 of provisional register 22 are stored in data. The data is held in the register 18 and read as a digital signal corresponding to an analog signal by a CPU (not shown) or the like.

【0033】以上、本発明の逐次比較型A/D変換器に
ついて詳細に説明したが、本発明は上記実施例に限定さ
れず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の
改良や変更をしてもよいのはもちろんである。例えば、
上記実施例では、1つのアナログ信号を入力するように
しているが、本発明の逐次比較型A/D変換器は、複数
のアナログ入力端子を設け、これらのアナログ入力端子
から入力される複数のアナログ信号をスイッチにより切
り替えて使用するようにしたA/D変換器にも適用可能
である。
Although the successive approximation type A / D converter of the present invention has been described in detail, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various improvements and modifications can be made without departing from the gist of the present invention. Of course, you can. For example,
In the above embodiment, one analog signal is input. However, the successive approximation type A / D converter of the present invention is provided with a plurality of analog input terminals, and is provided with a plurality of analog input terminals. The present invention is also applicable to an A / D converter in which an analog signal is switched and used by a switch.

【0034】[0034]

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の逐
次比較型A/D変換器は、逐次比較型A/D変換器の必
要不可欠な構成要素である逐次比較レジスタを、暫定レ
ジスタおよびシフトレジスタを用いて構成するととも
に、マルチプレクサにより、予め設定されたデジタル信
号の分解能に応じて、このシフトレジスタの各ビットの
出力信号の1つを変換終了信号として選択出力するよう
に構成したものである。このため、本発明の逐次比較型
A/D変換器によれば、回路規模を増大させることな
く、アナログ信号を、予め設定された分解能のデジタル
信号に変換することができる。また、本発明の逐次比較
型A/D変換器は、複数のアナログ信号をスイッチで切
り替えて使用するA/D変換器にも簡単に適用可能であ
る。
As described above in detail, the successive approximation type A / D converter according to the present invention includes a successive approximation register, which is an essential component of the successive approximation type A / D converter, as a temporary register and a temporary register. A shift register is used, and one of the output signals of each bit of the shift register is selectively output as a conversion end signal by a multiplexer in accordance with a preset resolution of a digital signal. is there. Therefore, according to the successive approximation A / D converter of the present invention, an analog signal can be converted into a digital signal having a predetermined resolution without increasing the circuit scale. Further, the successive approximation type A / D converter of the present invention can be easily applied to an A / D converter that uses a plurality of analog signals by switching with a switch.

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

【図1】 本発明の逐次比較型A/D変換器の一実施例
の概念図である。
FIG. 1 is a conceptual diagram of one embodiment of a successive approximation A / D converter of the present invention.

【図2】 本発明の逐次比較型A/D変換器の動作を示
す一実施例のタイミングチャートである。
FIG. 2 is a timing chart of one embodiment showing the operation of the successive approximation type A / D converter of the present invention.

【図3】 従来の逐次比較型A/D変換器の一例の概念
図である。
FIG. 3 is a conceptual diagram of an example of a conventional successive approximation A / D converter.

【図4】 従来の逐次比較型A/D変換器の別の例の概
念図である。
FIG. 4 is a conceptual diagram of another example of a conventional successive approximation type A / D converter.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10,30,42 A/D変換器 12,32 逐次比較レジスタ 14,34 基準電圧発生器 16,36 コンパレータ 18 データ格納レジスタ 20 マルチプレクサ 22 暫定レジスタ 24,38 シフトレジスタ 26 デコーダ 28 抵抗ラダー 40 停止手段 44 アナログ入力端子 46 レジスタ 48 コントローラ 50 スイッチ 10, 30, 42 A / D converter 12, 32 Successive comparison register 14, 34 Reference voltage generator 16, 36 Comparator 18 Data storage register 20 Multiplexer 22 Temporary register 24, 38 Shift register 26 Decoder 28 Resistance ladder 40 Stopping means 44 Analog input terminal 46 Register 48 Controller 50 Switch

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】アナログ信号を、予め設定された所定分解
能のデジタル信号に変換する逐次比較型A/D変換器で
あって、 変換途中の暫定的なデジタル信号を保持する暫定レジス
タ、および、この暫定レジスタに前記暫定的なデジタル
信号を順次設定するシフトレジスタを有する逐次比較レ
ジスタと、この逐次比較レジスタに設定された暫定的な
デジタル信号に応じた基準電圧を発生する基準電圧発生
器と、この基準電圧発生器により発生された基準電圧と
前記アナログ信号の入力電圧とを比較するコンパレータ
と、変換終了後の最終的なデジタル信号を保持するデー
タ格納レジスタと、前記予め設定されたデジタル信号の
分解能に応じて、前記逐次比較レジスタを構成するシフ
トレジスタの各ビットの出力信号の1つを変換終了信号
として選択出力するマルチプレクサとを有することを特
徴とする逐次比較型A/D変換器。
1. A successive approximation A / D converter for converting an analog signal into a digital signal having a predetermined resolution, comprising: a temporary register for holding a temporary digital signal being converted; A successive approximation register having a shift register for sequentially setting the temporary digital signal in the temporary register; a reference voltage generator for generating a reference voltage corresponding to the temporary digital signal set in the successive approximation register; A comparator for comparing a reference voltage generated by a reference voltage generator with an input voltage of the analog signal, a data storage register for holding a final digital signal after conversion, and a resolution of the preset digital signal , One of the output signals of each bit of the shift register constituting the successive approximation register is selected as the conversion end signal. A successive approximation type A / D converter, comprising: a multiplexer for selectively outputting.
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