JPS58225724A - アナログ・デイジタル変換器 - Google Patents

アナログ・デイジタル変換器

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JPS58225724A
JPS58225724A JP10834882A JP10834882A JPS58225724A JP S58225724 A JPS58225724 A JP S58225724A JP 10834882 A JP10834882 A JP 10834882A JP 10834882 A JP10834882 A JP 10834882A JP S58225724 A JPS58225724 A JP S58225724A
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Masao Hotta
正生 堀田
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健二 麻殖生
Norio Yokozawa
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Toshihiko Yokoyama
敏彦 横山
Kotaro Okiguchi
沖口 光太郎
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Hitachi Denshi KK
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Hitachi Denshi KK
Hitachi Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M1/00Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
    • H03M1/12Analogue/digital converters
    • H03M1/14Conversion in steps with each step involving the same or a different conversion means and delivering more than one bit

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Analogue/Digital Conversion (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はアナログ・ディジタル変換器、特に直並列形ア
ナログ・ディジタル変換器に関する。
従来の直並列形アナログ・ディジタル変換器は、第1図
に示すように2つのアナログ・ディジタル変換器1及び
2(以下、ADCと略す)、ディジタル・アナログ変換
器3(以下、DACと略す)、サンプルホールド回路5
(以下、S/Hと略す)、遅延回路6などから成る。ア
ナログ入力信号100はS/H5でサンプルホールドさ
れ、ADClで上位のピットがAD変換される。ADC
lの出力はレジスタ71にラッテされ、DAC3により
、上位ピットに相当するアナログ値に変換され、遅延回
路6によりADCl、レジスタ71およびDDAC3に
要した時間だけ遅れたアナログ入力信号との差が引き算
回路4により得られる。この値をADC2により残りの
下位ピットとしてAD変換し、ADClの出力とA B
 C2の出力とのディジタル的な和をとり、これをS 
/ H5でサンプル・ホールドされたアナログ入力信号
に対応するディジタル信号として出力するものである。
なお、図において、72はADC2によって下位ビット
がAD変換されるまで上位ピットのAD変換値(ADC
Iの出力)をラッチしておくレジスタであり、73は下
位ビットのAD変換値(ADC2の出力)をラッチして
おくレジスタである。この方式では後段のAI)02が
変換を始めたとき、前段のADClが次のサンプル値を
AD変換し始めるいわゆる進行波型となるため変換速度
は高速化できるが、アナログ入力信号を遅延回路6によ
り遅延させて1)AC3の出力とタイミングを合わせる
必要がある。このアナログ入力信号の遅延には、通常、
同軸ケーブルの遅延線や、LCフィルタなどを使うが、
大き々駆動電力が要ること、遅延線を通るとき信号が歪
み、終端による波形歪が問題であること、遅延時間の調
整が困難であることなどの欠点があった。
本発明の目的は、このような欠点をもつ遅延回路を用い
ずに、高速で安定なアナログ・ディジタル変換器を提供
することにある。
本発明はS/I−1′1r:複数個用い、それらの出力
をアナログスイッチを用いて時分割的に切り換えて、前
段および後段のADCの入力とすることにより、遅延回
路を用いない直並列形ADCを実現するものである。
以下、本発明を実施例により詳細に説明する。
第2図に第1の実施例を示し、第3図にそのタイムチャ
ートを示す。まず、S/H51は制御信号φillによ
り論理″′1″′でサンプルモードとなり、アナログ入
力信号100をサンプルし、論理″′0″で保持する。
このときアナログスイッチ(以下、ASWと略す)81
1は制御信号φ11により論理″1”で閉となり、A8
W812は制御信号φ8!によシ論理″0”で開となる
。したがってADClにはS/H51の出力が接続され
、その値について上位ピットのAD変換が行なわれる。
AD変換後、レジスタ71にラッチされたデジタル値が
DAC3によ、9DA変換されるが、このときにS/H
52はφH2によりアナログ入力信号をサンプルし、保
持する。これと共にASW811゜812はφ81. 
$slにより開閉が逆となり、ADCIの入力が8/H
52に接続され、ADClは次のアナログ信号をAD変
換し始める。一方、ASW821,822は制御信号φ
a2+ φ112によりS/H51の出力が引き算4a
4の入力に接続され、DAC3の出力との差が求められ
る。この差信号は後段のADC2に入力し、下位ビット
のAD変換が行なわれ、最初S/H51によりサンプル
されたアナログ人力値のAD変換が全ビットについて完
了する。その後、ASW821 、822は制御信号φ
@2. as2によ如開閉が逆となり、引き算器4はS
/H52に接続され、S/H52に保持された入力信号
の上位ビットのAD変換、ラッチ、DA変換された値と
の差が引き算器4で求めら江ることになる。このように
、各S/Hは前段のADClにより上位ビットのAD変
換を開始してから後段のAI)C2による下位ビットの
AD変換が終了するまでアナログ入力値を保持しておく
必要がある。また、S/H51,52は各々、位相をず
らせてサンプルとホールドを行なっているため、DAC
3、引き算器4、およびADC2が動作している間に、
ADClは次のアナログ入力信号の上位ビットのAD変
換を行なう進行波形の動作を行なわせることが可能であ
り、高速のAD変換ができるものである。なお第2図に
おいて、72はAI)C2によって下位ビットがAD変
換されるまで上位ビットのAD変換値をラッチしておく
レジスタであり、73は下位ヒラ)(7)AD変換値を
ラッチしておくレジスタである。また第3図において、
LEI、LE2、およびLE3は、それぞれレジスタ7
1.72及び73のラッチ制御信号であり、第3図では
論理″1”から0”へ変わるところでラッチされるもの
としている。
さらに第3図では、ADCの変換の状態を示すADC1
1ADC2については論理1′1nでAD変換が行なわ
れている状態を示した。
上記第1の実施例では2個のサンプルホールド回路を用
いる例を示したが、サンプルホールド回路を31固用い
ても同様の動作を行なわせることができる。その実施例
を第4図に、またそのタイムチャートを第5図に示す。
S/Hは第1の実施例の場合と同様に制御信号の論理+
1”でサンプルモードとなり、ASWは制御信号の論理
N IIIで閉となるものとしている。まずS/I−(
51が制御信号φ11によりサンプルからホールドモー
ドになるとASW811が制御信号φall にょシ閉
となり、ADClにS/H51の出力が接続され、AD
ClはS/H51に保持されたアナログ入力信号をAD
変換する。このとき、S/H52は制御信号φH2によ
りサンプルモードとなっており、次のアナログ入力信号
をサンプルしている。シ旧51に保持されたアナログ入
力信号の上位ビットのAD変換が終了するとASWが切
り換わ如、ASW812が制御信号φ8.2により閉と
なり、ADCIにはS/H52の出力が接続され、A、
DClは8/H52に保持された次のサンプル値につい
て上位ビットのAD変換を開始する。このとき、最初に
AD変換された値はレジスタ71にラッチされておシ、
上位ビットについてI)A変換がDAC3により行なわ
れ、ASW821により接続されているS/H51に保
持されている値との差が引き算器4により求められ、さ
らにADC2により下位ビットのAD変換が行なわれる
。このように第1の実施例と同様に進行波形の動作によ
り高速のAI)変換が可能となる。ここで第1の実施例
と異なるところは、S/Hが3個あるため、サンプリン
グ時間を第1の実施例に比べてさらに長く取ることがで
きることである。これは、精度、速度を維持する上で困
難が伴なうサンプルホールドの回路設計上、大きな利点
となる。
ここでは、S/H回路が3個の場合について述べたが、
それ以上の場合についても同様の動作を行なわせ得るこ
とは明らかである。
上記2つの実施例は前段、後段との2段の夏で構成した
例であるが、さらに多段に構成した場(9) 合にも同様にサンプルホールド回路とアナログスイッチ
との組合せにより直並列AD変換器を実現できる。その
−例として3段で構成した例を第6図に示し、そのタイ
ムチャートを第7図に示す。
51〜53はS/H,811〜813,821〜823
.831〜833はASWである。動作は上記第1.第
2の実施例と同様であるが、まずS/H51でサンプル
され、ホールドされた入力信号は、ASW811が閉と
なることによりAI)C1lに接続され、上位ビットの
AD変換が行なわれる。その埴はレジスタ71にラッチ
され、DAC31でDA変換され、ASW821が閉と
することにより、引き算器41で入力16号との差が取
られる。このDA&換が行なわれている間に、ASW8
1 iは開、ASW812は閉となり、ADCIIはS
/H52でサンプル、ホールドされた次の入力信号をA
D変換する。一方引き算器41で得られた差信号は第2
のADCl2により中位のビットに対応するAD変換を
行ない、そのデジタル出力はレジスタ73にラッチされ
る。2(10) つのADCIIとADCl 2で得られたデジタル値は
第2のI)AC32にそれぞれのビットに対応して入力
され、上位および中位ビットのAD変換結果に対するD
A変換が行なわれる。そのDAC32の出力とS/H5
1にホールドされている入力信号との差を引き算器42
でと如、その差出力を第3のADCl3によ如下位ビッ
トのAD変換を行なうものである。この間、第2のAD
C12は次の差出力についてAD変換を行なっておシ、
このようにして順次AD変換結果がレジスタ74゜75
.76を通して、進行波形として得られるものである。
第7図に示したタイムチャートでは、第1.第2の実施
例におけるそれと同じようにS/H制御信号φH1〜φ
113は論理″1”でサンプル状態を示し、ASW制御
偏号φSム1〜φSム3゜φ■I〜φsm3.φBcl
〜φsc3は論理61”で閉、0”で開を示しである。
また、ラッチ制御信号LE1〜I、E6、およびADC
の変換の状態を示すAI)C11、AI)C12,AD
C13については第1.第2の実施例のそれらと同じよ
うに記しく11) である。以上は3段の場合について述べたが、S/Hお
よびASWの数を増せば同様にしてさらに多段の構成も
可能である。
本発明によれば直並列形AD変換器を遅延回路を必要と
しないで実現できるため、遅延回路使用に伴なう大きな
駆動電力、調整の手間の軽減が図れ、信号の歪がなくな
ることから高精度ADCの実現が可能となる。さらに、
遅延回路は一般に同軸ケーブルやLC回路などが用いら
れるが、これらはLC化には向かない。本発明では、こ
れらを用いないことからLC化にとってもその効果は大
きい。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の直並列AD変換器を説明する図、第2図
は本発明の第1の実施例を挙す構成図、第3図は第2図
の実施例のタイムチャート、第4図は本発明の第2の実
施例を示す構成図、第5図は、1 第4図の実施例のタイムチャート、第6図は本発明の第
3の実施例を示す構成図、第7図は第6図の実施例のタ
イムチャートである。 (12) 1.2,11,12.13・・・AD変換器、3I31
.32・・・DA変換器、5,51,52.53・・・
ザンプルホールド回路、811,812,813゜82
1.822,823,831,832,833・・・ア
ナログスイッチ。 (13) 第 1 図 Yl 2 口 Y J 図 r2 予 4− 図 ¥ 52 E2 第 7 口 LE5                  − −m
−」第1頁の続き ■出 願 人 日立電子株式会社 東京都千代田区神田須田町1丁 目23番2号

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、アナログ入力信号をディジタル信号に変換する第1
    のアナログ・ディジタル変換手段と、該第1のアナログ
    ・ディジタル変換手段の出力をアナログ信号に変換し、
    該アナログ信号と上記アナログ入力信号との差を求める
    演算手段と、該演算手段の出力をディジタル信号に変換
    する第2のアナログ・ディジタル変換手段とを有するア
    ナログ・ディジタル変換器において、上記アナログ入力
    信号を順次サンプル・ホールドする複数のサンプル・ホ
    ールド手段と、該複数のサンプル・ホールド手段のそれ
    ぞれの出力を切換えて上記第1のアナログ・ディジタル
    変換手段に順次接続する第1の切換手段と、該複数のサ
    ンプル・ホールド手段のそれぞれの出力を上記演算手段
    に順次接続する第2の切換手段とを有することを特徴と
    するアナログ・ディジタル変換器。 2、上記第1の切換手段は、一端を上記複数のサンプル
    ・ホールド手段の出力端にそれぞれ接続し、他端を共通
    に上記第1のアナログ・ディジタル変換手段の入力端に
    接続した複数の第1のスイッチング素子からなり、該複
    数の第1のスイッチング素子に周期的制御信号を供給し
    て、上記出力端の各々が上記入力端に順次に等時間隔接
    続されるようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第
    1項記載のアナログ・ディジタル変換器。 3、上記第2の切侠手段は、一端を上記複数のサンプル
    ・ホールド手段の出力端にそれぞれ接続し、他端を共通
    に上記演算手段の1つの入力端に接続した複数の第2の
    スイッチング素子からなり、該複数の第2のスイッチン
    グ素子に上記制御信号と異なる位相を有する周期的制御
    信号を供給して、上記出力端の各々が上記入力端に順次
    に等時間隔接続されるようにしたことを特徴とする特許
    請求の範囲第2項記載のアナログ・ディジタル変換器。 4、上記第2のスイッチング素子に、該スイッチング素
    子が上記サンプル・ホールド手段のサンプル開始と同期
    して切換わるような制御信号を供給してなることを特徴
    とする特許請求の範囲第3項記載のアナログ・ディジタ
    ル変換器。
JP10834882A 1982-06-25 1982-06-25 アナログ・デイジタル変換器 Granted JPS58225724A (ja)

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JPS58225724A true JPS58225724A (ja) 1983-12-27
JPH0354490B2 JPH0354490B2 (ja) 1991-08-20

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ID=14482420

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62285522A (ja) * 1986-05-08 1987-12-11 アールシーエー トムソン ライセンシング コーポレーシヨン アナログ・ディジタル変換器
JPH02257719A (ja) * 1989-03-30 1990-10-18 Canon Inc アナログデジタル変換器
JPH0418815A (ja) * 1990-05-14 1992-01-23 Nec Corp 直並列型アナログ/デジタル変換器とその駆動方法
JP2013538513A (ja) * 2010-08-25 2013-10-10 日本テキサス・インスツルメンツ株式会社 電力及び面積効率のよいインターリーブされたadc

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JP2013538513A (ja) * 2010-08-25 2013-10-10 日本テキサス・インスツルメンツ株式会社 電力及び面積効率のよいインターリーブされたadc

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