JPS5838031A - Circulating type analog-to-digital converter - Google Patents

Circulating type analog-to-digital converter

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JPS5838031A
JPS5838031A JP13413181A JP13413181A JPS5838031A JP S5838031 A JPS5838031 A JP S5838031A JP 13413181 A JP13413181 A JP 13413181A JP 13413181 A JP13413181 A JP 13413181A JP S5838031 A JPS5838031 A JP S5838031A
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Japan
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conversion
circuit
signal
analog
digital
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JP13413181A
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Japanese (ja)
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Kazuyoshi Hiragoori
平郡 和良
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Hitachi Ltd
Original Assignee
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
    • H03M1/34Analogue value compared with reference values
    • H03M1/38Analogue value compared with reference values sequentially only, e.g. successive approximation type
    • H03M1/40Analogue value compared with reference values sequentially only, e.g. successive approximation type recirculation type

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

Abstract

PURPOSE:To obtain an A/D converter with high accuracy and faster converting speed, by constutiting the titled converter with an analog signal switching circuit, a current balancing type A/D conversion circuit, a sample hold circuit and a digital value synthesis circuit. CONSTITUTION:When a conversion start signal is applied to a conversion start signal input terminal 27, a control circuit 28 transmits a signal to a current balancing type A/D conversion circuit 23, a sample hold circuit 24, and a digital value synthesis circuit 25 to let the circuit 22 select an analog input signal from a terminal 21 and this sitnal is A/D-converted at the circuit 23. After a prescribed time, this conversion is finished and an output signal at the end of conversion of an integrator in the circuit 23 is picked up and held in the circuit 24. The circuit 22 selects the output signal of the circuit 24, this signal is A/D- converted at the circuit 23, an output signal of the integrator at the end of conversion after a prescribed time is picked up and held at the circuit 24 and this signal is again A/D-converted at the circuit 23. Digital values obtained from the operations above for a required number of times are synthesized at the circuit 25 and outputted from a terminal 26.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は複数のディジタル値を合成する手段を備えた循
環型アナログ・ディジタル変換器に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a circular analog-to-digital converter with means for combining a plurality of digital values.

近年コンピュータなどのディジタル機器の普及にともな
い、電圧、電流、温度などの物理量をディジタル化する
必要が急速に増大した。これらのアナログ量をディジタ
ル化する技術は古くがら有り、その方式を大別すると3
つに分類できる。それらは積分方式、帰還比較方式、無
帰還比較方式と呼ばれている。
In recent years, with the spread of digital devices such as computers, the need to digitize physical quantities such as voltage, current, and temperature has rapidly increased. The technology to digitize these analog quantities has been around for a long time, and the methods can be roughly divided into 3 types:
It can be classified into These are called an integral method, a feedback comparison method, and a non-feedback comparison method.

本発明はこれらの方式のうち基本的には積分方式に属す
るが、帰還比較方式の要素も合せ持って新規な方式に属
し、変換数が2■から221におよぶ現在の技術で最も
高精度なアナログ・ディジタル変換器に関する。従来か
ら、高精度な変換には積分方式が広く使用されている。
Of these methods, the present invention basically belongs to the integral method, but it also includes elements of the feedback comparison method and belongs to a new method. Regarding analog-to-digital converters. Conventionally, the integral method has been widely used for high-precision conversion.

それは高精度なアナログ・ディジタル変換が可能なため
である。しかしながら、従来の積分方式で変換数211
1のアナログ・ディジタル変換を行うと通常1程度度の
時間を必要とし、さらに変換数を221とすれば10秒
程度の変換時間を必要とする。ある種の分野、例えば、
化学、医療、針側などの分野ではこれよシも短時間に変
換を終了させたいという希望が根強くある。が、これら
の要求に従来のアナログ・ディジタル変換技術では応え
るのが困−である。
This is because highly accurate analog-to-digital conversion is possible. However, with the conventional integration method, the number of conversions is 211.
Performing 1 analog-to-digital conversion usually requires about 1 degree of time, and if the number of conversions is 221, the conversion time of about 10 seconds is required. Certain fields, e.g.
In fields such as chemistry, medicine, and needle engineering, there is a deep-rooted desire to complete conversion in a shorter time. However, it is difficult to meet these demands using conventional analog-to-digital conversion technology.

本発明の目的は、これらの要求に応えて、高精度で、か
つ従来の積分器よシも変換時間が大幅に短かい新規なア
ナログ・ディジタル変換器を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION In response to these demands, it is an object of the present invention to provide a novel analog-to-digital converter that is highly accurate and has a significantly shorter conversion time than conventional integrators.

高精度なアナログ・ディジタル変換器として好んで使用
されている゛電荷平衡型のアナログ・ディジタル変換器
の動作原理説明図を第1図に示す。
FIG. 1 is a diagram illustrating the operating principle of a charge-balanced analog-to-digital converter, which is often used as a high-precision analog-to-digital converter.

れる。このアナログ入力信号は抵抗器2、入力スイッチ
3を通って、積分器4の(へ)入力に加えられる。この
積分器4の(ハ)入力には規準電源9から抵抗器8、ス
イッチ7を通って規準電流が加えられる。積分器4の出
力は電圧比較器11の一方の入力に加えられ、電圧比較
器11の他の入力には比較電圧源10から一定値の電圧
が加えられる。電圧比較器11の出力は、D型クランプ
・フロップ12のD入力に加えられ、このフリップ・フ
ロラ  ゛プ12のQ出力はANDゲート13の一方の
入力に加えられる。ANDゲート13の出力は出力端子
14に出力されると共に、スイッチ7を制御する。D型
クランプ・フロップ12のCK大入力ANDゲート13
の他の入力にはクロック入力端子15から一定周波数の
クロック信号が加えられる。
It will be done. This analog input signal is applied to the input of an integrator 4 through a resistor 2 and an input switch 3. A reference current is applied to the (c) input of this integrator 4 from a reference power supply 9 through a resistor 8 and a switch 7. The output of the integrator 4 is applied to one input of a voltage comparator 11, and a constant voltage from a comparison voltage source 10 is applied to the other input of the voltage comparator 11. The output of voltage comparator 11 is applied to the D input of a D-type clamp flop 12, and the Q output of this flip flop 12 is applied to one input of AND gate 13. The output of the AND gate 13 is output to the output terminal 14 and controls the switch 7. CK large input AND gate 13 of D-type clamp flop 12
A clock signal of a constant frequency is applied to the other input from the clock input terminal 15.

この第1図の動作を第2図を参照しながら説明する。ア
ナログ・ディジタル変換開始前は、入力スイッチ3がO
FF状態、積分器リセット・スイッチ6がON状態にあ
る。この状態では積分器の出力信号は零ボルトになシ、
電圧比較器11の(ハ)入力には負の一定電圧が加えら
れているから、電圧比較器11の出力は高レベルとなる
。クロック入力端子15には連続的にクロック信号が加
えられているために、D型クランプ・フロップ12のQ
出力は高レベルとなる。この結果ANDゲート13の出
力は低レベルとなり、スイッチ7はOFF状゛態を続け
る。
The operation shown in FIG. 1 will be explained with reference to FIG. 2. Before starting analog/digital conversion, input switch 3 is OFF.
In the FF state, the integrator reset switch 6 is in the ON state. In this state, the integrator output signal is zero volts,
Since a constant negative voltage is applied to the (c) input of the voltage comparator 11, the output of the voltage comparator 11 is at a high level. Since a clock signal is continuously applied to the clock input terminal 15, the Q of the D-type clamp flop 12 is
The output will be at a high level. As a result, the output of the AND gate 13 becomes low level, and the switch 7 continues to be in the OFF state.

変換を開始すると(開始時点を第2図でT。とじて示す
)直ちに積分器リセットスイッチ6はOFF状態に、入
力スイッチ3はON状態になる。
As soon as the conversion is started (the starting point is indicated by T in FIG. 2), the integrator reset switch 6 is turned OFF and the input switch 3 is turned ON.

このためアナログ入力信号VX、積分器4で積分される
。時間と共に積分器4の出力電圧は降下(ここではアナ
ログ入力信号を正極性としである)を続け、やがて比較
電圧源10の電圧レベル(第2図モはVcとして示しで
ある)よシ低くなる。この状態では電圧比較器11の出
力は低レベルとなシクロツク信号の立上りエツジでD型
クランプ・フロップ1゛2のQ出力は低レベルとなる。
Therefore, the analog input signal VX is integrated by the integrator 4. As time passes, the output voltage of the integrator 4 continues to drop (here, the analog input signal is of positive polarity), and eventually becomes lower than the voltage level of the comparison voltage source 10 (shown as Vc in Fig. 2). . In this state, the output of the voltage comparator 11 is at a low level, and at the rising edge of the cyclic signal, the Q output of the D-type clamp flop 1-2 becomes a low level.

次にクロック信号が低レベルとなったとき、ANDゲー
ト13め出力は高レベルとなシ、スイッチ7はON状態
となる。この状態はクロック信号が低レベルにある間続
く。スイッチ7がON状態では規準電圧源9から抵抗8
を通してアナログ入力信号とは逆極性(ここでは魚種性
)の電流が積分器40入力に流れ込み、積分器4の出力
を上昇させる。(この区間を第2図でtdとして示す)
この結果、次のクロックの立上シ時点では積分器4の出
力は比較電圧Vcよシ高くなシ、D型クランプ・フロッ
プ12のD入力は高レベル、したがってQ出力も高レベ
ルに変る。この状態では次にクロック信号が低レベルと
なっても、ANDゲート13の出力は低レベルの状態を
続ける。すなわちスイッチ7はONとならず積分器の出
力は降下を続ける。(この区間を第4図ではtcとして
示す)次のクロック信号の立上りエツジでは積分器4の
出力は比較電圧Vcより低くなっているため、D型クラ
ンプ・プロップ12 (D 出力Q ハ低V ヘルに変
シ、次にクロック信号が低レベルとなっている間、スイ
ッチ7をON状態にする。このような動作の結果、積分
器4に入力されるアナログ入力信号による電荷量と規準
電源による電荷量は平衡状態を保つ。(ここからこのア
ナログ・ディジタル変換方式を電荷平衡方式と呼ぶ)上
記の動作を一定時間(第2図ではTで示す)続けた後、
入力スイッチ3とスイッチ7をOFF状態にする。
Next, when the clock signal becomes low level, the output of the AND gate 13 becomes high level and the switch 7 is turned on. This state lasts as long as the clock signal is low. When the switch 7 is in the ON state, the resistor 8 is connected to the reference voltage source 9.
A current having a polarity opposite to that of the analog input signal (in this case, fish type) flows into the input of the integrator 40 through the integrator 40, thereby increasing the output of the integrator 4. (This section is shown as td in Figure 2)
As a result, at the rising edge of the next clock, the output of the integrator 4 is higher than the comparison voltage Vc, the D input of the D-type clamp flop 12 changes to a high level, and therefore the Q output also changes to a high level. In this state, even if the clock signal becomes low level next time, the output of the AND gate 13 continues to be low level. That is, the switch 7 is not turned on and the output of the integrator continues to fall. (This interval is shown as tc in FIG. 4) At the next rising edge of the clock signal, the output of the integrator 4 is lower than the comparison voltage Vc, so the D-type clamp prop 12 (D output Then, while the clock signal is at a low level, the switch 7 is turned on. As a result of this operation, the amount of charge due to the analog input signal input to the integrator 4 and the charge due to the reference power source are The amount remains in equilibrium. (From here on, this analog-to-digital conversion method is called the charge balance method.) After continuing the above operation for a certain period of time (indicated by T in Figure 2),
Turn input switch 3 and switch 7 off.

(この正量を第2図でthとして示す)次に積分器゛リ
セット・スイッチ6をON状態にして、この変換動作は
終了する。この変換動作中にスイッチ7がON状態とな
った回数が、出力するディジタル値である。
(This positive amount is shown as th in FIG. 2) Next, the integrator reset switch 6 is turned on, and this conversion operation is completed. The number of times the switch 7 is turned on during this conversion operation is the output digital value.

さて、電荷平衡型アナログ・ディジタル変換器において
変換数を2倍にするには、クロック信号周波数を2倍に
するか、あるいは変換時間を2倍にする必要がある。ク
ロック信号周波数を2倍にすると、回路構成が同じであ
れば、変換非直線性誤差が2倍となる。しかしながら変
換数を2倍にするならば変換非直線性誤差を2分の1に
しなければならないのが常識的である。このため、回路
構成が同じであれば、変換数を2倍にすると、クロック
信号周波数は2分の1にすることになシ、変換時間は4
倍となる。つl)変換数の大きなこの種のアナログ・デ
ィジタル変換器の変換時間は耐えられない程大きなもの
になる。この問題点を解決するために回路構成、特に積
分器の広帯域化とスイッチの切換速度の高速化に工夫を
加える。
Now, in order to double the number of conversions in a charge-balanced analog-to-digital converter, it is necessary to double the clock signal frequency or double the conversion time. If the clock signal frequency is doubled, the conversion nonlinearity error will be doubled if the circuit configuration is the same. However, it is common sense that if the number of conversions is doubled, the conversion nonlinearity error must be halved. Therefore, if the circuit configuration is the same, doubling the number of conversions will halve the clock signal frequency and the conversion time will be 4
It will be doubled. l) The conversion time of this type of analog-to-digital converter with a large number of conversions becomes unbearably long. To solve this problem, we made improvements to the circuit configuration, especially the widening of the integrator's bandwidth and the faster switching speed of the switch.

この回路構成の工夫に最大限の努力をしても現在の技術
レベルでは、変換数218の変換器において、クロック
信号周波数は200キロヘルツより高くすることは困難
である。クロック信号周波数−1200キロヘルツにす
ると、この変換数21″の変換器では変換時間は約1.
31秒となる。他の積分型アナログ・ディジタル変換器
・・・・・・例えば単掃引型アナログ・ディジタル変換
器、二重積分型アナログ・ディジタル変換器・・・・・
・においても、多少の相違はあるが、おおまかに言えば
、前述した電荷平衡型アナログ・ディジタル変換器と同
様のことが言える。
Even if maximum efforts are made to improve the circuit configuration, it is difficult to increase the clock signal frequency higher than 200 kilohertz in a converter with 218 conversions at the current level of technology. If the clock signal frequency is −1200 kHz, the conversion time for this 21″ converter is about 1.
It will be 31 seconds. Other integral type analog to digital converters...For example, single sweep type analog to digital converters, double integral type analog to digital converters...
Although there are some differences, broadly speaking, the same can be said of the above-mentioned charge-balanced analog-to-digital converter.

しかしながら、技術的困難さをよそに、変換数はよシ大
きく、変換時間はより短かくという各分野からの強い要
望は厳として存在する。それらの内で特に困嫌なものは
変換数221(およそ2×106 )で変換時間2ミリ
秒というものであった。
However, despite the technical difficulties, there are strong demands from various fields to increase the number of conversions and shorten the conversion time. Among them, the one that was particularly troublesome was that the number of conversions was 221 (approximately 2×10 6 ) and the conversion time was 2 milliseconds.

この性能を満たすアナログ・ディジタ1ル変換器を前述
の電荷平衡型で実現するには、クロック信号周波数は1
000メガヘルツよなる。これが実現不可能なことは容
易に理解できる。この従来技術では到底実現不可能な程
、高精度でかつ変換時間の短かいアナログ・ディジタル
変換器を実現可能とさせることが本発明の目的である。
In order to realize an analog-to-digital converter that satisfies this performance using the charge-balanced type described above, the clock signal frequency must be 1.
000 megahertz. It is easy to understand that this is not possible. It is an object of the present invention to make it possible to realize an analog-to-digital converter with high precision and short conversion time, which is completely unrealizable with the conventional technology.

この目的を達成するために本発明では、アナログ・ディ
ジタル変換器をアナログ信号切換回路と電荷平衡型アナ
ログ・ディジタル変換回路とサンプル・ホールト−回路
とディジタル値合成回路で構成する。ディジタル値に変
換しようとするアテロ2人力信号はアナログ切換回路の
一方の入力に接続し、アナログ信号切換回路の出力は電
荷華衡型アナログ・ディジタル変換回路の入力に接続す
る。
In order to achieve this object, in the present invention, an analog-to-digital converter is constituted by an analog signal switching circuit, a charge-balanced analog-to-digital conversion circuit, a sample/halt circuit, and a digital value synthesis circuit. The atero two-power signal to be converted into a digital value is connected to one input of the analog switching circuit, and the output of the analog signal switching circuit is connected to the input of the charge balance type analog-to-digital conversion circuit.

この変換回路に含まれる積分器の出力をサンプル・ホー
ルド回路の入力に接続し、このサンプル・ホールド回路
の出力はアナログ信号切換回路の他の入力に接続する。
The output of the integrator included in this conversion circuit is connected to the input of a sample and hold circuit, and the output of this sample and hold circuit is connected to the other input of the analog signal switching circuit.

また電荷平衡型アナログ・ディジタル変換回路のディジ
タル出力はディジタル値合成回路の入力に接続し、この
ディジタル値合成回路の出力はディジタル出力端子に接
続される。
Further, the digital output of the charge-balanced analog-to-digital conversion circuit is connected to the input of a digital value synthesis circuit, and the output of this digital value synthesis circuit is connected to a digital output terminal.

この状態で、まずアナログ入力信号は前記アナログ・デ
ィジタル変換回路でディジタル値に変換され、変換動作
の終了時点でのこの変換回路の積分器の出力信号をサン
プル・ホールド回路で抽出保持する。このサンプル・ホ
ールド回路の出力信号をアナログ信号切換回路を通して
前記アナログ・ディジタル変換回路に入力し、これをデ
ィジタル値に変換する。さらに必要ならば、この第2回
目の変換動作終了時点でのこの変換回路の積分器の出力
信号をサンプル・ホールド回路で抽出保持する。このサ
ンプル・ホールド回路の出力信号をアナログ信号切換回
路を通して前記アナログ・ディー ジタル変換回路に入
力し、これをディジタル値に変換する。以下同様の動作
を必要回数繰返して行なう。この繰返しの過程で各変換
動作は最終的に必要なディジタル出力の一部を分担して
変換する。
In this state, the analog input signal is first converted into a digital value by the analog-to-digital conversion circuit, and the output signal of the integrator of this conversion circuit at the end of the conversion operation is extracted and held by the sample-and-hold circuit. The output signal of this sample-and-hold circuit is input to the analog-to-digital conversion circuit through an analog signal switching circuit, and is converted into a digital value. Furthermore, if necessary, the output signal of the integrator of this conversion circuit at the end of the second conversion operation is extracted and held by a sample and hold circuit. The output signal of this sample-and-hold circuit is input to the analog-to-digital conversion circuit through an analog signal switching circuit, and is converted into a digital value. Thereafter, the same operation is repeated as many times as necessary. In the process of this repetition, each conversion operation divides and converts a part of the final required digital output.

すなわち、第1回目の変換動作はディジタル出力の最上
部を変換し、第2回目の変換動作はディジタル出力の次
上位部分を変換し、最終回の変換動作はディジタル出力
の最下位部分を変換する。これら各回の変換動作で得ら
れたディジタル値はディジタル値合成回路で必要な重み
を掛けられ、加電されて最終的なディジタル出力となる
That is, the first conversion operation converts the top part of the digital output, the second conversion operation converts the next highest part of the digital output, and the final conversion operation converts the lowest part of the digital output. . The digital values obtained in each of these conversion operations are multiplied by necessary weights in a digital value synthesis circuit, and then electrically applied to form the final digital output.

さて、この動作原理を第2図を参照しながら説明する。Now, the principle of this operation will be explained with reference to FIG.

第2図の変換終了時点TIでの積分器の出力電圧v1 
は積分器に入力されたアナログ入力信号のディジタル化
されずに残った残存電荷量を表わす。
Output voltage v1 of the integrator at the end of conversion time TI in Fig. 2
represents the amount of residual charge remaining without being digitized in the analog input signal input to the integrator.

このvlはあたかも数学の除算における剰余に相当する
。除算においては剰余部を基敢倍(10進薮なら10倍
)して除算を続ければ、さらに下位の除算結果が得られ
るように、前述のVI を′しかるべき倍数だけ拡大し
た後、再度アナログ・ディジタル変換すれば、下位のデ
ィジタル値が得られの積分器の出力電圧をしかるべき倍
数だけ拡大した後、再再度アナログ・ディジタル変換す
れば、さらに下位のディジタル値が得られる。この操作
を任意回数繰返して行なえることは、先の数学の除算の
例からも容易に理解できる。すべての変換動作が終了し
た後に、各回の変換動作で得られたディジタル値に重み
を付は加算し合えば、求めるディジタル出力が得られる
This vl corresponds to the remainder in division in mathematics. In division, if you multiply the remainder part by the basic value (10 times in the case of decimal data) and continue the division, you can obtain a lower division result. - If you perform digital conversion, you will obtain a lower-order digital value.If you expand the output voltage of the integrator by an appropriate multiple and then perform analog-to-digital conversion again, you will obtain an even lower-order digital value. The fact that this operation can be repeated an arbitrary number of times can be easily understood from the previous example of division in mathematics. After all conversion operations are completed, the digital values obtained in each conversion operation are weighted and added together to obtain the desired digital output.

前述のvl をしかるべき倍数だけ拡大するには、Vl
 を演算増幅器を使用して増幅すればよい。また演算増
幅器を用いなくとも、第1図の抵抗器2の抵抗値を小さ
くするだけでも同様の効果を得ることは衆知の通りであ
る。
To expand the above vl by an appropriate multiple, Vl
can be amplified using an operational amplifier. Furthermore, it is well known that the same effect can be obtained by simply reducing the resistance value of resistor 2 in FIG. 1 without using an operational amplifier.

さて、ここで従来の電荷平衡をアナログ・ディジタル変
換器と本発明によるアナログ・ディジタル変換器との変
換時間を比較してみる。今、変換数をN1クロック信号
の周波数をFC,本発明のアナログ・ディジタル変換器
でM回の変換動作を行なうものとすると、変換時間は近
似的に下記のようはなる。
Now, let us compare the conversion times of the conventional charge balance analog-to-digital converter and the analog-to-digital converter according to the present invention. Now, assuming that the number of conversions is N1, the frequency of the clock signal is FC, and the analog-to-digital converter of the present invention performs M conversion operations, the conversion time is approximately as follows.

従来の方式での変換時間TA TA=−C秒〕  ・・・・・・・・・U)FC 本発明の方式での変換時間TB ↓ どれらの数式に前述した高性能なアナログ・ディジタル
変換器に求められている数値例をあてはめてみる。この
変換器では変換数2!l、クロック信号周波数200キ
ロヘルツ、本発明の変換器での変換動作回数を3とする
と、 従来の方式による変換時間 ゛i″A=10.486秒
本発明の方式による変換時間TB=0.0019秒これ
らの数値から本発明を利用すれば変換精度を損なうこと
なく変換時間を5ooo分の1以下に短縮でき、先に述
べた本発明の目的を達成できることが理解できる。
Conversion time in the conventional method TA TA=-C seconds] ・・・・・・・・・U) FC Conversion time in the method of the present invention TB ↓ Which formula is the high-performance analog-to-digital conversion described above? Let's try applying numerical examples required for the vessel. With this converter, the number of conversions is 2! 1, the clock signal frequency is 200 kHz, and the number of conversion operations in the converter of the present invention is 3. Conversion time according to the conventional method ゛i''A = 10.486 seconds Conversion time according to the method according to the present invention TB = 0.0019 Second It can be seen from these values that if the present invention is used, the conversion time can be shortened to 1/5ooo or less without impairing conversion accuracy, and the above-mentioned object of the present invention can be achieved.

以下本発明の実施例を図面を参照しながら詳細に説明す
る。
Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

第3図において、21はアナログ信号入力端子、22は
アナログ信号切換回路、23は電荷平衡型アナログ・デ
ィジタル変換回路、24はサンプル・ホールド回路、2
5はディジタル値合成回路、26はディジタル出力端子
、27は変換開始信号入力端子、28は制御回路である
In FIG. 3, 21 is an analog signal input terminal, 22 is an analog signal switching circuit, 23 is a charge-balanced analog-to-digital conversion circuit, 24 is a sample and hold circuit, and 2
5 is a digital value synthesis circuit, 26 is a digital output terminal, 27 is a conversion start signal input terminal, and 28 is a control circuit.

この実施例の動作を第4図を参照しながら説明する。変
換開始信号が変換開始信号入力端子27に加えられると
、制御回路28はアナログ信号切換回路22、アナログ
・ディジタル変換回路23、サンプル・ホールド回路2
4、ディジタル値合成回路25のそれぞれに信号を送り
、次の動作を行わせる。
The operation of this embodiment will be explained with reference to FIG. When the conversion start signal is applied to the conversion start signal input terminal 27, the control circuit 28 switches between the analog signal switching circuit 22, the analog/digital conversion circuit 23, and the sample/hold circuit 2.
4. Send a signal to each of the digital value synthesis circuits 25 to cause them to perform the following operations.

まずアナログ信号切換回路22にアナログ入力信号を選
択させた後、アナログ・ディジタル変換回路23に変換
を開始させる(第4図でToとして示す、)一定時間後
にこの変換を終了させ〔第4図でT、として示す〕、ア
ナログ・ディジタル変換回路23に含まれる積分器(図
示せずンの客換終了時点での出力信号を、サンプル・ホ
ールド回路24で抽出保持する。その後アナログ信号切
換回路22を設定しなおし、サンプル・ホールド回路2
4の出力信号を選択する。ここでアナログ・ディジタル
変換回路23で再度変換を開始させると、サンプル・ホ
ールド回路の出力信号がディジタル化される。一定時間
孝に変換を終了させ(第4図でT2として示す)、アナ
ログ・ディジタル変換回路23に含まれる積分器(図示
せず)の変換終了時点での出力信号を、す/プル・ホー
ルド回路24で抽出保持する。その後アナログ・ディジ
タル変換回路23で再再度変換を開始させると、サンプ
ル・ホールド回路の出力信号がディジタル化される。一
定時間後に変換を終了させる(第4図でT、として示す
)。
First, the analog signal switching circuit 22 selects an analog input signal, and then the analog-to-digital conversion circuit 23 starts conversion (indicated as To in FIG. 4) and finishes this conversion after a certain period of time [in FIG. The output signal of the integrator (not shown) included in the analog-to-digital conversion circuit 23 at the end of customer exchange is extracted and held in the sample-and-hold circuit 24. Thereafter, the analog signal switching circuit 22 is Reconfigure sample/hold circuit 2
Select output signal 4. When the analog-to-digital conversion circuit 23 starts conversion again, the output signal of the sample and hold circuit is digitized. The conversion is completed after a certain period of time (shown as T2 in FIG. 4), and the output signal of the integrator (not shown) included in the analog-to-digital conversion circuit 23 at the time of completion of the conversion is transferred to the pull/hold circuit. Extract and hold at 24. Thereafter, when the analog-to-digital conversion circuit 23 starts conversion again, the output signal of the sample-and-hold circuit is digitized. The conversion is terminated after a certain period of time (indicated by T in FIG. 4).

次に上記の3度のアナログ・ディジタル変換動作で得ら
れたディジタル値をディジタル値合成回路25で合成し
、ここで得られたディジタル値をディジタル出力端子2
6から出力する。第2回。目のアナログ・ディジタル変
換は第4図のT3以降の任意の時点(第4図でTtoと
して示すンで開始させることができ′る。このことは、
このアナログ・ディジタル変換器の変換時間が(Ta 
 ”o)で定義できることを示している。
Next, the digital values obtained by the three analog-to-digital conversion operations described above are synthesized by the digital value synthesis circuit 25, and the digital values obtained here are transferred to the digital output terminal 2.
Output from 6. 2nd time. The analog-to-digital conversion of the eye can be started at any time after T3 in FIG. 4 (indicated as Tto in FIG. 4).
The conversion time of this analog-to-digital converter (Ta
It shows that it can be defined as "o)".

ここで、さらに理解を助けるために、実施例を詳細な図
面を参照しながら説明する。第5図において、21はア
ナログ信号入力端子、22はアナログ信号切換回路、2
3は電荷平衡型′アナログ・ディジタル変換回路、24
はサンプル・ホールド回路、25はディジタル値合成回
路、26はディジタル出力端子であり、これらは第3図
の同一符号のものと同じ機能を有する。31は入力スイ
ッチ制御信号接続点、32は循環スイッチ制御信号接続
点、33は積分器リセット信号接続点、34はサンプル
・ホールド信号接続点、35は計数器1ゲ一ト信号接続
点、36は計数器2ゲ一ト信号接続点、37は計数器3
ゲ一ト信号接続点、38は計数器リセット信号接続点、
39はクロック信号接続点であシ、これらの各接続点は
第6図の同一符号の各接続点に接続される。
To further aid understanding, embodiments will now be described with reference to detailed drawings. In FIG. 5, 21 is an analog signal input terminal, 22 is an analog signal switching circuit, and 2
3 is a charge-balanced analog-to-digital conversion circuit, 24
25 is a sample and hold circuit, 25 is a digital value synthesis circuit, and 26 is a digital output terminal, which have the same functions as those having the same reference numerals in FIG. 31 is an input switch control signal connection point, 32 is a circulation switch control signal connection point, 33 is an integrator reset signal connection point, 34 is a sample/hold signal connection point, 35 is a counter 1 gate signal connection point, and 36 is a connection point for the counter 1 gate signal. Counter 2 gate signal connection point, 37 is counter 3
gate signal connection point, 38 is a counter reset signal connection point,
Reference numeral 39 indicates clock signal connection points, and each of these connection points is connected to each connection point with the same reference numeral in FIG.

第5図において、41は入力スイッチ、42は循環スイ
ッチ、43は抵抗器、44は積分器、45は積分コンデ
ンサ、46は積分器リセット・スイッチ、47は規準電
流スイッチ、48は抵抗器、49は規準電源、50は比
較成圧源、51は電圧比較器、52はD型フリップ・フ
ロップ、53はANDゲート、54はOFtゲート、5
5および56は抵抗器、57は可変抵抗器、58は増幅
器、59はサンプリング・スイッチ、60はコンデンサ
、61は緩衝増幅器、62,63および64はANDゲ
ート、65は計数器1.66は計数器2.67は計数器
3.68および69はORゲートである。
In FIG. 5, 41 is an input switch, 42 is a circulation switch, 43 is a resistor, 44 is an integrator, 45 is an integrating capacitor, 46 is an integrator reset switch, 47 is a reference current switch, 48 is a resistor, 49 5 is a reference power source, 50 is a comparator pressure source, 51 is a voltage comparator, 52 is a D-type flip-flop, 53 is an AND gate, 54 is an OFt gate, 5
5 and 56 are resistors, 57 is a variable resistor, 58 is an amplifier, 59 is a sampling switch, 60 is a capacitor, 61 is a buffer amplifier, 62, 63 and 64 are AND gates, 65 is a counter 1. 66 is a counter Counter 2.67 and counters 3.68 and 69 are OR gates.

第5図の実施例の動作を第7図の動作説叩図を参照しな
がら説明する。
The operation of the embodiment shown in FIG. 5 will be explained with reference to the operation diagram shown in FIG.

変換開始前には、積分器リセット・スイッチ46はON
状態、入力スイッチ41および循環スイッチ42は共に
OFF状態、サンプリング・スイッチ59はON状態(
サンプリング状態)、接続点35に加わる計数器1ゲ一
ト信号、接続点365加わる計数器2ゲ一ト信号および
接続点37に加わる計数器3ゲート信萼はいづれも低レ
ベル(62,63,64のAN・Dゲートが0FF−状
態)にある。
Before starting conversion, integrator reset switch 46 is ON.
The input switch 41 and circulation switch 42 are both OFF, and the sampling switch 59 is ON (
sampling state), the counter 1 gate signal applied to connection point 35, the counter 2 gate signal applied to connection point 365, and the counter 3 gate signal applied to connection point 37 are all at low levels (62, 63, 64 AN/D gates are in the 0FF-state).

ここでは変換が開始されると(第7図でtsとして示す
)、積分器リセット・スイッチ46はOFF状態、入力
スイッチ41はON状態、計数器1のゲート62はON
状態となる。この結果、第1の変換動作が開始され、第
1図および第2図で説明したのと同様の動作によって、
アナログ信号入力端子21に加えられたアナログ電圧が
ディジタルに変換される。変換されたディジタルデータ
はANDゲート53の出力にパルス列として得られる。
Here, when the conversion is started (shown as ts in FIG. 7), the integrator reset switch 46 is in the OFF state, the input switch 41 is in the ON state, and the gate 62 of counter 1 is in the ON state.
state. As a result, a first conversion operation is started, and by an operation similar to that described in FIGS. 1 and 2,
The analog voltage applied to the analog signal input terminal 21 is converted to digital. The converted digital data is obtained as a pulse train at the output of AND gate 53.

このパルス列は第1の変換動作が行なわ−れている間(
第7図でtsからtl までの間)、ANDゲート62
、ORゲート68を通って、計数器65で計数される。
This pulse train continues while the first conversion operation is being carried out (
(from ts to tl in FIG. 7), AND gate 62
, passes through an OR gate 68 and is counted by a counter 65.

第1の変換動作終了時点(第7図でtl として示す)
では、′アナログ信号入力端子21に加えられたアナロ
グ電圧に対応したディジタル値が計数器65の小力(A
、 B・・・・・・H)に現われる。
At the end of the first conversion operation (shown as tl in Figure 7)
'The digital value corresponding to the analog voltage applied to the analog signal input terminal 21 is the small force (A) of the counter 65.
, B...H).

@7図の1.時点で、入力スイッチ41がOFFになる
と共に、35に加わる計数器lゲート信号がOFLゲー
ト54、ANDゲート53を通して規準電流スイッチ4
7もOFFにする。このため、変換終了時点の積分器4
4の出方電圧は変化せず積分器に保持される。この電圧
は増幅器58で増幅および極性反転され、第7図の11
時点と12時点の間にサンプリング・スイッチ59がO
Nになることから、コンデンサ6oに蓄えられ、t2の
時点でサンプリング・スイッチ59がOFFになった後
もコンデンサ60に保持される。コンデンサ60に保持
された第1の変換終了時点の積分器の出力電圧は、緩衝
増幅器61、循環スイッチ42を通って、第2の変換動
作が行なわれている間(5g7図でt3から14までの
間)ディジタル変換されるべきアナログ信号として電荷
平衡型アナログ・ディジタル変換回路23に加えられる
@Figure 7 1. At this point, the input switch 41 is turned OFF, and the counter l gate signal applied to 35 is applied to the reference current switch 4 through the OFL gate 54 and the AND gate 53.
Turn 7 off as well. Therefore, the integrator 4 at the end of the conversion
The output voltage of 4 remains unchanged and is held in the integrator. This voltage is amplified and polarized by an amplifier 58, and is 11 in FIG.
Between time points 12 and 12, the sampling switch 59 is turned OFF.
Since the voltage becomes N, it is stored in the capacitor 6o, and is held in the capacitor 60 even after the sampling switch 59 is turned off at time t2. The output voltage of the integrator at the end of the first conversion held in the capacitor 60 passes through the buffer amplifier 61 and the circulation switch 42 while the second conversion operation is being performed (from t3 to t14 in Figure 5g7). ) is applied to the charge-balanced analog-to-digital conversion circuit 23 as an analog signal to be digitally converted.

この変換回路23は第2の変換動作を開始する前に(第
7図で12からt、までの間に)積分器リセット・スイ
ッチ46をONにして、積分コンデンサ45に蓄えられ
ている第1変換動作時の残存電荷を放電させ、積分器を
初期状態に設定し直す。
This conversion circuit 23 turns on the integrator reset switch 46 (between 12 and t in FIG. 7) before starting the second conversion operation, so that the first Discharge the remaining charge from the conversion operation and reset the integrator to its initial state.

第7図に示すt、からt4の間に第2の変換動作が行わ
れる。
A second conversion operation is performed between t and t4 shown in FIG.

この変換動作中、ANDゲート53の出方に現われるパ
ルス列はANDゲート63、ORゲート69を通って、
計数器66に入力、ここでパルス数が計数される。この
パルス数が2’(64)よシ多いときには、計数器66
の出方端子Fに桁上げ信号が発生し、この桁上げ信号は
OR,ゲート68を通って計数器67で計数される。第
2の変換動作の終了時点(第7図でt4 として示す)
で循環スイッチ42はOFF状態になシ、サンプリング
・スイッチ59はON状態になる。
During this conversion operation, the pulse train that appears at the output of the AND gate 53 passes through the AND gate 63 and the OR gate 69.
It is input to a counter 66, where the number of pulses is counted. When the number of pulses is greater than 2' (64), the counter 66
A carry signal is generated at the output terminal F, and this carry signal passes through an OR gate 68 and is counted by a counter 67. The end point of the second conversion operation (shown as t4 in Figure 7)
Then, the circulation switch 42 is turned off and the sampling switch 59 is turned on.

この第7図の14からt、までの間の動作は先に説明し
た同図のt、がらt2 までの間の動作と同じであシ、
変換動作終了時点の積分器44の出力電圧がコンデンサ
60に蓄えられ、次の変換動作が行なわれている間保持
される。第7図のt。
The operation from 14 to t in FIG. 7 is the same as the operation from t to t2 in the same figure as described above.
The output voltage of the integrator 44 at the end of the conversion operation is stored in the capacitor 60 and held while the next conversion operation is performed. t in FIG.

からt6の間の動作も、先に説明した同図の12からt
、までの間と同じ動作が行なわれ、積分コンデンサ45
の残存電荷が放電され、積分器が初期状箸に設定され直
す。
The operation from 12 to t6 in the same figure explained earlier
, the same operation as before is performed, and the integrating capacitor 45
The remaining charge is discharged and the integrator is reset to its initial state.

t6で積分器リセット・スイッチ46td、OFF状態
に、循環スイッチ42は再度ON状態になシ、第3の変
換動作が開始される。第3の変換動作が行なわれている
間(第7図ゼt6がらt@までの間’)ANDゲート5
3の出方に現れるパルス列は、ANDゲート64を通シ
計数器67に入力、ここでパルス数が計数される。この
パルス数が26(64)よシ多いときには、計数器67
の出方端子Fに桁上げ信号が発生し、この桁上げ信号は
ORゲート68を通って計数器66で計数される。
At t6, the integrator reset switch 46td is turned off, the circulation switch 42 is turned on again, and the third conversion operation is started. While the third conversion operation is being performed (from t6 to t@ in Figure 7), AND gate 5
The pulse train appearing at the output of 3 passes through an AND gate 64 and is input to a counter 67, where the number of pulses is counted. When the number of pulses is greater than 26 (64), the counter 67
A carry signal is generated at the output terminal F, and this carry signal passes through an OR gate 68 and is counted by a counter 66.

第7図のtIIの時点で、一連のアナログ・ディジタル
変換動作は終了し、各回路は初期状態(第1の変換動作
開始以前すなわち第7図のt@以前の状態)にリセット
され、変換中信号(第6図の変換中信号出力端子4oか
ら得られる)は低レベルになシ、外部機器(たとえばコ
ンピュータ〕に、アナログ・ディジタル変換が終ったこ
とを知らせる。外部機器はどの信号から変換の終了を知
シ、ディジタル出力端子26からディジタル出力データ
を読取る。
At time tII in FIG. 7, the series of analog-to-digital conversion operations is completed, and each circuit is reset to its initial state (the state before the start of the first conversion operation, that is, the state before t@ in FIG. 7), and the conversion is in progress. The signal (obtained from the converting signal output terminal 4o in Figure 6) is at a low level and informs an external device (e.g. a computer) that the analog-to-digital conversion has been completed. Upon completion, the digital output data is read from the digital output terminal 26.

次に第6図の動作を説明する。第6図において、27は
変換開始信号入力端子、28は制御回路、31は入力ス
イッチ制御信号接続点、32は循環スイッチ制御信号接
続点、33は積分器リセット信号接続点、34はサンプ
ル・ホールド信号接続点、35は計数器1ゲ一ト信号接
続点、36は計数器2ゲ一ト信号接続点、37は計数器
3ゲ一ト信号接続点、38は計数器リセット信号液d点
、39はクロック信号接続点であ、り、31から39ま
での各接続点は先に説明した第5図の同一符号の各接続
点に接続される。また40は変換中信号出力端子である
。第6図において、80は発振器、81はタイマ回路、
82は初期状態設定回路、83はORゲート、84はD
型フリップ・フロップ、85はトリガ式単安定回路、8
6,87゜88.89,90,91,92.93および
94はORゲート、95,96,97,98,99゜1
00および101はプリップ・フロップである。
Next, the operation shown in FIG. 6 will be explained. In FIG. 6, 27 is a conversion start signal input terminal, 28 is a control circuit, 31 is an input switch control signal connection point, 32 is a circulation switch control signal connection point, 33 is an integrator reset signal connection point, and 34 is a sample hold. Signal connection points, 35 is the counter 1 gate signal connection point, 36 is the counter 2 gate signal connection point, 37 is the counter 3 gate signal connection point, 38 is the counter reset signal liquid point d, 39 is a clock signal connection point, and each connection point 31 to 39 is connected to each connection point with the same reference numeral in FIG. 5 described above. Further, 40 is a signal output terminal during conversion. In FIG. 6, 80 is an oscillator, 81 is a timer circuit,
82 is an initial state setting circuit, 83 is an OR gate, 84 is D
type flip-flop, 85 is a triggered monostable circuit, 8
6,87°88.89,90,91,92.93 and 94 are OR gates, 95,96,97,98,99°1
00 and 101 are flip-flops.

第6図の実施例の動作を第7図の動作説明図を参照しな
がら説明する。
The operation of the embodiment shown in FIG. 6 will be explained with reference to the operation diagram shown in FIG. 7.

第6図において、電源が投入されると、まず初期状態設
定回路82が動作して、フリップ・フロップ84をリセ
ットする。このフリップ・フロップ84がリセットされ
た状態では、84の出力Qが低レベルとなυ、タイマ回
路81もリセットされ、95から101までの7個のフ
リップ・フロップも全てリセットされる。この状態では
タイマ回路は作動せず、31から38までの各接続点の
信号は第7図でt−として示す時点よシ前(左側〕のレ
ベルに保持され、この状態は変換開始信号入力端子27
に変換開始信号が加えられるまで続く。
In FIG. 6, when the power is turned on, the initial state setting circuit 82 operates to reset the flip-flop 84. When the flip-flop 84 is reset, the output Q of the flip-flop 84 is at a low level υ, the timer circuit 81 is also reset, and all seven flip-flops 95 to 101 are also reset. In this state, the timer circuit does not operate, and the signals at the connection points 31 to 38 are held at the level before (to the left) the time point shown as t- in FIG. 27
continues until a conversion start signal is applied.

さて、この入力端子27に変換開始信号が加えられると
、フリップ・プロップ84は反転し、その出力Qは高レ
ベルになる。これでタイマ回路81は動作を始め、設定
された時間経過後に各出力端子”e tI’m ”t 
* ”R、”4 e ”H* ta *t・に順次負の
パルスを発生する(この様子を第7図にタイマ回路出力
信号として示す)。またフリップ・フロップ84の反転
はフリップ・フロップ95,96,97,98,99,
100,101のリセット状態を解除し、これらの各フ
リップ・フロップがタイマ回路81からの出カッ(ルス
に応じて動作できるようにすると共にトリガ式単安定回
路85をトリガし、極短い時間幅をもっ九)(ルスを発
生して、第5図の計数器65,66.67をリセットす
る。
Now, when a conversion start signal is applied to this input terminal 27, flip-flop 84 is inverted and its output Q becomes high level. The timer circuit 81 now starts operating, and after the set time elapses, each output terminal "e tI'm" t
Negative pulses are generated sequentially at *"R,"4e"H*ta*t (this situation is shown as the timer circuit output signal in FIG. 7).Furthermore, the inversion of the flip-flop 84 is performed by the flip-flop 95. ,96,97,98,99,
100 and 101 are released from the reset state, and each of these flip-flops is enabled to operate according to the output signal from the timer circuit 81, and the triggered monostable circuit 85 is triggered to generate an extremely short time width. 9) (Generate a pulse and reset the counters 65, 66, and 67 in FIG. 5.

タイマ回路81が作動を開始すると、まず出力t’ a
に負のパルスが発生し、フリップ・フロップ95.97
,98.99をセット状態にする。これで、31の入力
スイッチ制御信号、36の計数器1のゲー、ト信号は高
レベルに変シ、33の積分器リセット信号、34のサン
プル・ホールド信号は低レベルに変る。この様子を第7
図において18での信号変化として示しである。さて、
この状態はタイマ回路の出力t1に負のパルスが発生す
るまで続くが、タイマ回路の出力t1に負のパルスが発
生すると、フリップ・フロップ95゜98.99はリセ
ットされ、31の入力スイッチ制御信号、35の計数器
1ゲニト信号は低レベルに、34のサンプル・ホールド
信号は高レベルに変る。このようす′t−第7図におい
てtlでの信号変化として示しである。以下同様にタイ
マ回路の各出力に負のパルスが発生するたびに各フリッ
プ・フロップがセットまたはリセットされ、31から3
7までの各接続点の信号は第7図に示すように変化する
When the timer circuit 81 starts operating, first the output t'a
A negative pulse is generated at the flip-flop 95.97
, 98.99 are set. As a result, the input switch control signal 31, the counter 1 gate signal 36, and the gate signal 36 of the counter 1 change to a high level, and the integrator reset signal 33 and the sample/hold signal 34 change to a low level. This situation can be seen in the seventh
This is shown as a signal change at 18 in the figure. Now,
This condition continues until a negative pulse occurs at the output t1 of the timer circuit, when the flip-flop 95°98.99 is reset and the input switch control signal 31 , 35 go low, and the sample-and-hold signal at 34 goes high. This situation is shown as a signal change at tl in FIG. Similarly, each flip-flop is set or reset each time a negative pulse is generated at each output of the timer circuit, and from 31 to 3
The signals at each connection point up to 7 change as shown in FIG.

さて、タイマ回路81の出力t・に負の)(ルスが発生
すると、D型フリップ・フロップ84はリセットされ、
変換中信号出力端子40の信号が低レベルに変り、外部
機器に変換の終了を知らせると共に、タイマ回路81、
フリップ・フロップ95.96,97.9g、99,1
00,101も゛リセットされ、初期状態に戻る。以上
で制御回路28の一連の動作は完了し、変換開始信号入
力端子27に再び変換開始信号が加わるまで、初期状態
を続ける。
Now, when a negative pulse occurs in the output t of the timer circuit 81, the D-type flip-flop 84 is reset,
The signal at the converting signal output terminal 40 changes to low level, notifying the external device of the end of conversion, and the timer circuit 81,
Flip flop 95.96, 97.9g, 99.1
00 and 101 are also reset and return to the initial state. The series of operations of the control circuit 28 is thus completed, and the initial state continues until the conversion start signal is applied to the conversion start signal input terminal 27 again.

以上説明した動作によシ、第5図と第6図の実施例では
、変換数゛z20(およそ1x−io’)、非直線性誤
差ILsB(フルスケ−、ルのおよそ百万分の1)、変
換時間2.64ミ!J秒の高精度、高速度なアナログ・
ディジタル変換器が得られる。この実施例の変換時間の
内訳けは、クロック周波数200キロヘルツとし、第1
の変換動作(第7図のtaとtlの間)に1.28ミリ
秒、第2の変換動作(同t、とt4の間)に0.64ミ
リ秒、第3の変換動作(内t0からt−の間)に0.6
4ミIJ秒、積分器リセットとサンプリングには動作1
回当シロ。02ミリ秒を割当てる。
Due to the operations described above, in the embodiments shown in FIGS. , conversion time 2.64 mi! J seconds high precision, high speed analog
A digital converter is obtained. The breakdown of the conversion time in this example is that the clock frequency is 200 kilohertz, and the first
1.28 milliseconds for the conversion operation (between ta and tl in Figure 7), 0.64 milliseconds for the second conversion operation (between t and t4), and 0.64 milliseconds for the third conversion operation (between t0 and t4 in Figure 7). to t-) to 0.6
4 mIJ seconds, operation 1 for integrator reset and sampling
Shiloh. Assign 0.02 milliseconds.

この実施例と同じ変換数、非直線誤差をもつアナログ・
ディジタル変換器を従来技術を用いて実現すると、変換
時間はおよそ5.24秒になる。これは本実施例による
アナログ・ディジタル変換器より実IC1985倍もの
時間である。
An analog model with the same number of conversions and nonlinear errors as this example.
If the digital converter were implemented using conventional technology, the conversion time would be approximately 5.24 seconds. This is 1985 times longer than the time required by the analog-to-digital converter according to this embodiment.

上記の実施例はアナログ入力信号を3回の変換動作でデ
ィジタル値に変換したが、これは3回に限らない。必要
な変換数、必要な変換時間などを考慮して、2回以上の
任意な回数を選ぶことができる。
In the above embodiment, the analog input signal is converted into a digital value by three conversion operations, but this is not limited to three conversion operations. An arbitrary number of times greater than or equal to two can be selected in consideration of the required number of conversions, required conversion time, etc.

第5図と第6図の実施例ではアナログ信号を、第1の変
換動作で上位8ピツト、第2の変換動作で中位6ビツト
、第3の変換動作で下位6ビツトをディジタル値に変換
したが、これはこの組合せに限らない。必要な変換数な
どを考慮して任意な組合せを選ぶことができる。
In the embodiments shown in Figures 5 and 6, the analog signal is converted into a digital value by converting the upper 8 bits in the first conversion operation, the middle 6 bits in the second conversion operation, and the lower 6 bits in the third conversion operation. However, this combination is not limited to this. Any combination can be selected by considering the number of conversions required.

また第5図の実施例ではディジタル値の合成を三組の計
数器の組合せで構成したが、コンピュータ応用機器でこ
のアナログ・ディジタル変換器を便用するのであれば、
この部分の機能をコンピュータに行わせることも可能で
ある。同様に第6図の実施例の制御回路の機能もコンピ
ュータに行わせることも可能であるが、これによって本
発明の本質が変わることはない。
In addition, in the embodiment shown in FIG. 5, the digital value synthesis was configured by combining three sets of counters, but if this analog-to-digital converter is conveniently used in computer application equipment,
It is also possible to have a computer perform this part of the function. Similarly, the functions of the control circuit of the embodiment shown in FIG. 6 can be performed by a computer, but this does not change the essence of the present invention.

さて、以上述べたように、本発明によれば比較的簡単な
回路構成で、変換時間を数十分の1に短縮できる。すな
わち本発明は従来技術では実現不可能であった高精度な
、高速度のアナログ・ディジタル変換器を実現可能とし
、化学、医療、計測などの分野における技術の進歩に大
きく貢献することができる。
As described above, according to the present invention, the conversion time can be reduced to several tenths with a relatively simple circuit configuration. That is, the present invention makes it possible to realize a high-precision, high-speed analog-to-digital converter that was impossible to achieve with the conventional technology, and can greatly contribute to the advancement of technology in fields such as chemistry, medicine, and measurement.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は電荷平衡型アナログ・ディジタル変換器の動作
原理説明図、第2図は第1図の回路の動作波形図、第3
図は本発明の一実施例、第4図は第3図の実施例の動作
説明図、第5図と算6図は本発明の実施例の詳細図、第
7図は第5図および第6図の動作説明図である。 21・・・アナログ信号入力端子、22・・・アナログ
信号切換回路、23・・・電荷平衡型アナログ・ディジ
タル変換回路、24・・・サンプル・ホールド回路、2
5・・・ディジタル値合成回路、26・・・ディジタル
出力端子、27・・・変換開始信号入力端子、28・・
・制御回路、41・・・入力スイッチ、42・・・循環
スイッチ、44・・・積分器、49・・・規準電源、5
o・・・比較電圧源、51・・・電圧比較器、52・・
・D型フリッ第  l  図 菓 2 ロ 第  j  図 6 慕  4  図 縛聞−
Figure 1 is a diagram explaining the operating principle of a charge-balanced analog-to-digital converter, Figure 2 is an operating waveform diagram of the circuit in Figure 1, and Figure 3
The figure is an embodiment of the present invention, FIG. 4 is an explanatory diagram of the operation of the embodiment of FIG. 3, FIGS. 5 and 6 are detailed diagrams of the embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 6 is an explanatory diagram of the operation of FIG. 6; 21... Analog signal input terminal, 22... Analog signal switching circuit, 23... Charge balanced analog-to-digital conversion circuit, 24... Sample/hold circuit, 2
5... Digital value synthesis circuit, 26... Digital output terminal, 27... Conversion start signal input terminal, 28...
- Control circuit, 41... Input switch, 42... Circulation switch, 44... Integrator, 49... Reference power supply, 5
o... Comparison voltage source, 51... Voltage comparator, 52...
・D-type frit No. l Zuka 2 Ro no.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1、電荷平衡型アナログ・ディジタル変換手段と、この
変換手段に含まれる積分器の出力信号を抽出保持するサ
ンプル・ホールド手段と、このサンプル・ホールド手段
の出力信号とアナログ入力信号めいずnかを選択し前記
変換手段に入力するアナログ信号切換手段と前記変換手
段から得られる複数のディジタル値を合成するディジタ
ル値合成手段とを備えた循環型アナログ・ディジタル変
換器において、第1変換動作として前記アナログ信号切
換手段でアナログ入力信号を選択し、前記変換手段でこ
のアナログ信号をディジタル値に変換すると共に、第2
変換動作として、前回の変換動作終了時点での前記積分
器の出力信号を前記サンプル・ホールド手段で抽出保持
した後、アナログ信号切換手段を切換えてこのサンプル
・ホールド手段の出力信号を前記変換手段に導き、ここ
でディジタル値、に変換すると共に、必要に応じて第2
変換動作と同様の動作を繰返して行ない、前記の各変換
動作で得たディジタル値を前記ディジタル値合成手段で
合成して、前記アナログ入力信号に対応したディジタル
出力を得ることを特徴とする循環型アナログ・ディジタ
ル変換器。
1. Select a charge-balanced analog-to-digital conversion means, a sample-and-hold means for extracting and holding the output signal of the integrator included in this conversion means, and an output signal of this sample-and-hold means and an analog input signal. In a circulating analog-to-digital converter, the circuit includes an analog signal switching means for inputting to the converting means, and a digital value synthesizing means for synthesizing a plurality of digital values obtained from the converting means. The switching means selects an analog input signal, the converting means converts this analog signal into a digital value, and the second
As a conversion operation, the output signal of the integrator at the end of the previous conversion operation is extracted and held by the sample and hold means, and then the analog signal switching means is switched to send the output signal of the sample and hold means to the conversion means. Here, it is converted into a digital value, and if necessary, a second
A circulation type characterized in that an operation similar to the conversion operation is repeatedly performed, and the digital values obtained in each of the conversion operations are synthesized by the digital value synthesis means to obtain a digital output corresponding to the analog input signal. Analog to digital converter.
JP13413181A 1981-08-28 1981-08-28 Circulating type analog-to-digital converter Pending JPS5838031A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61109325A (en) * 1984-11-02 1986-05-27 Sharp Corp Analog-digital converter

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS61109325A (en) * 1984-11-02 1986-05-27 Sharp Corp Analog-digital converter

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