JPS5868317A - アナログ・デジタル変換器 - Google Patents

アナログ・デジタル変換器

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JPS5868317A
JPS5868317A JP16675281A JP16675281A JPS5868317A JP S5868317 A JPS5868317 A JP S5868317A JP 16675281 A JP16675281 A JP 16675281A JP 16675281 A JP16675281 A JP 16675281A JP S5868317 A JPS5868317 A JP S5868317A
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inverse integration
inverse
integration
capacitor
switch
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JP16675281A
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Tsutomu Sugawara
勉 菅原
Hisashi Yamada
尚志 山田
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Toshiba Corp
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Toshiba Corp
Tokyo Shibaura Electric Co 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
    • H03M1/50Analogue/digital converters with intermediate conversion to time interval
    • H03M1/52Input signal integrated with linear return to datum

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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―轄高遭変111J6塩が可能で、しかも!ンプル
時間を十分に確保することのできる集用性O^いアf 
II / *ディジタル変換動に関する。
ディジタに414IJlalI技術の発展に伴い、各種
Oアナーダ償号をディジメル償号に変換して信号MII
K供する仁とが多く行われるようKなりた@ζO償4#
形簡変換に用いられるのが、アナpl@ディジタル(ム
/D ) *換器であり、従来より高速で、しかも構成
賛素のs晶精縦がさほどgI求畜れ7&i萬分癖能な実
用性の為いものとして亀ll1IK示す如く構成された
ものが知られてりる0このム/D II’換Mkは、陽
逝ルーズにコyデンナ1を設は九−算増幅器2を積分器
として用−良もので、七〇人カ端に、入力抵抗1、? 
ン”j 9ングスイツチ4を直列に介してアナログ入力
信号を入力するように構成されてりる。
崗、演算増@器xOfamループに並列に設置られ危帰
遺抵抗5は、前記入力抵抗1とによってアナpグ入力信
号すンプル時の増幅益利得を決定するものである。また
演算項4@優Jの入力にはスイッチ6を介してj1!1
の定電流源7からの電流が、またスイッチ8を介して第
2の定電流#IA#から0電流が選択的に供給されるよ
うKなってiる。しかして、演算項−610出力には、
接地電位を比較基準レベルとした@10比較暢10、お
よび直流電源11fCよって所定0設定電位を比較基準
レベルとした第20比較taxsが接続ちれ、上記増幅
器2の出力である積分値がそれぞれレベル比較されるよ
うになってiる。
これら0jilおよび鮪2の比較器1σ、11’fCよ
るレベル比較結果は、所定−期のり四ツク備号を入力す
る制御回路rHc与えられている。
この制御囲路IJによって前記スイッチ4.l。
10各導通が選択的に制御される・壕九餉御剛路I J
 K Fi、前記スイッチfo導過期間を前記クーツク
信号を計数して計欄するカウンタ14と、スィッチ80
導通期間を同様に計欄するカンタ14,110@f数値
から前記アナ筒グ入方信号のデイジメル変換信号が出力
されるように構成畜れて−る・ しかして、こOよ5K11成され九ム/D *換器では
、第S図に七〇動作波形図を示すように、先ずナンプに
スイッチ4を設定され九一定期間曵は導通させて、アナ
ーグ入方信号をサンプリングし、これを;ンデンtll
c積分して蓄積する0しかるOち、スイッチlを導通さ
せて定電流−rからO電流を積分器に供給し、積分器に
蓄えられ良積分値(スンデンナIの充11電圧)を高速
INK道積分する。この高速度な逆積分は、上記積分値
が菖意0JtlHIrzに設定された基ノ卑しベkK達
する迄行う。しかるのち、スイッチ−に代えてスイッチ
1を導通させ、積分―に定1mmgからO微小な電流を
供給して前記積分値を前記所定電位O基準レベルから、
接地レベル重で逆積分する・これらの定電流源7.9に
よる逆積分時間を前記カウンタ14.11iKよやり―
ツク信号を計数して計欄する。しかしテ今、コンダンt
 I (D@量をCM sサンプリングされ九アナ四グ
電圧をVム、定電流源1.#O各電電流値IMIILと
した場合、定電流源1による逆積分時間をtm1定電t
IL源−による逆積分時間tlとしたとき V1mIMetm/(、M+I L@tl/CMとして
示されるから、カウンタ14.IIKより上記各時間t
□、t〕をそれぞれ計欄すれに前記アナーグ入力電圧に
相当したディジタル信号をカラン1114.ISの計数
値として得ることができる◇特に高速逆積分時間として
上位ビット群データを、また低速逆積分による高精度逆
積分時間として下位ビット群データを得ることができる
ところが、このよりなA/D R換器にて、アナpグ入
力個号を逐次サンプリングしてこれをディシタル襞換す
る場合、そ0処理速度の^連化を園ることが必要となる
。そこで、定電流源y、tOtm値を多くし、且つ計掬
用0クロック41勺Oj1波数を十分高くして上記し良
逆検分錫履を高速jlK11行することが考えられる。
しかし、り胃ツIの周液数を高めるにも限定があ)、電
電**r*so電流を場やすと変換精度が愚くなると言
う間勉かめる。またアナログ信号otyプリング時間を
短くすることも考えられるが、積分―を構成するスンデ
ンtxo′iI4周液41!IE中増@@go高周波に
おける利得籍性勢O点で、そOII用化が非常に困細で
あり、ま危轡殊*a路部品を必要とする勢の不都合が生
じ九〇 本発@はこのような事情を考慮してなされ良もので、−
tota的とするところは、簡為な構成4Icて高遮羨
換処履と、アナログ久方信号のサンプル時間を十分に確
保することのできる集用性O1&−7ナーグ拳ディジタ
ル変換鋤を提供することKToる。
即ち本尭羽は、アナーグ入カ伯号のサンプルとそO逆積
分電層を実行する積分at複数組並列に設け1アナレグ
信号のテンプルとそ0積分処理とを選択的Kfij時進
行させることkよって上述した目的を効果的に達成した
ものである。
以下、図IQを参照して本発明の一與施例につIllガ
する。
jIs靭は実施例に係るアナログ・デイジメル変換to
ms構成を示すもので、謔1鉛に示す従来構成と同一部
分には同一符号を付して示しである0しかして、このA
/D シタ暢が4I愼とするとζろは、コンダン91と
演算増1&t)j勢が構成するIIEIの積分器に加え
て、第20積分口が設けられている点にある。仁の第2
の積分器はμm0積分器と同様に、帰還ルーズにコンデ
ンサ2Xを設は喪演算増幅−22、この演算増襲−XX
O入力端に接続されてアナレグ入力信号をナンプリング
入力する入力抵抗21とナンプルスイツテ14とからな
る直列副路、そして上記入力抵抗11との間で増幅器J
2のナンプル利得を決定する帰還抵抗71とKよシ構成
される・そして、この第2の積分器の出力は、比較基準
レベルを前記比IIR善II、IIIとそれぞれ同じく
し大ms、およびjis40比@器xt*、srに導び
かれ、そOレベル比較か行われるよう帆なって−る。
重大、前記スイッチ#、8を介して選択的に与えられる
定電R源1.9からの電RFi切替スイッチ18を介し
て1tイクに毎KjllあるiIIimsos分畳に供
給されるようになっており、を大曽記比較優10,11
.1691170比較紳果は上記切替スイッチ21に連
動する切替スイッチ1M、Ioを介して選択的に抽出て
れて制御關路rBc与見られるように構成されているO こOように構成され* A/D変換器でけ、すンプルヌ
イツテ4.:14Fi、サイタリックに交1に選択され
て、アfwxグ入力信号七Mlあるいけ館!O積分器に
tシブリングする。このアナーダ入力信号Oすシブリン
グに供されて埴る積分Sに対しては、その時点で定電f
imy、tからC電#lが供給1れlkhようになりて
いる・そして、ナンプリンダがされてい1kvs@o積
分鰺におiて、先にナンプリンダされ危アナーグ入力g
1号O逆積分処理が行われるように制御される・こOよ
うな動作モードO切替制御は、制御1嗣路11により、
りpツク信号を所定鍬計数する*に7リツグフロツプを
反転畜せ、その7リツプ7wツブ出力を用いる尋して1
14−に示すように行う◎そして、逆積公娼l1Ill
IIIpは、この動作モード切替タイミングに同期させ
て行われる0 かくして、仁のA/D麦換暢によれば、#11の積分器
にてアナレグ入力信号をナンプリングし、これを逆積分
処理してディジタル変換を行うことによ)、先の第1図
に示すA/D *換―と同様にして高111&なA/D
 *換を行−得る。
を良mlo積分IaKて逆積分処理を貴行して釣る期間
、他方の第2の積分器にてアナーダ入力備号をナンプリ
ングする。そして、111X10積分41!O逆積分処
珈が終了したとき、第2の積分器の逆積分処理を行わし
め、同時に前記第10積分11にて次りタイミングにお
けるアナログ入力信号Oすシブリンダを行わしめる〇 以後、閂橡にしてアナレグ入カ信号01ンプリングと、
そ0逆積分処瑠を第1および第2の積分11Kかiで交
1に繰返し乍ら、同時に奥行f40髄っテ、このように
すれば、サンプル時間を逆積分九履時間とPiIlll
i度に十分長<iI保することがで自る・しかも、第1
および第2の積分器にでアナml入力信号Otングリン
グと、逆積分処理とを同時K11行するので、上記逆積
分4611時間を十分確保してその変換lN1度を高く
することもできる。そして、総合的には、菖1およびm
xo@分SO*列的な同時処理が動作噌−ドを費えて交
互に貴行されることになるので、見掛上OJ&場適度を
十分速くすることができる・従って、IIRIl&精度
を確保し良上で変換処運遮[0高遮化を園ることができ
る。を九爽施11’1(111路構成からも明らかなよ
うに1積分―を並列的に設けるだけで、他の処理部を共
用で自るOで、構成的にも簡単であり、貢用化が容易で
ある。轡に前記し友ようにサンプリング時間を十分確保
できるので、コンデンサの高周#IL41I性や増@−
0jlIis波利得が回路sy威上間亀となることがな
く、従って特殊な電子回路素子を用φることなく安価K
ll!作できて実用的利点が絶大である。その上、定電
流源r、#を一組寮するだけなので集積回路化も容易で
ある@0効果を奏する。
尚、本発明は上記実施例にのみ限定されるものではな−
◎例えば比較器10.11と、他方の比較器z6.sr
との出力を選択して制御回路IIK与えることに代えて
、第1および第2の積分IIIIt)出力を選択約に抽
出して比ll1l!器J(J、iHc供給するようにし
てもよ−。このようにすれば比較器も共用することにな
るので、その構成を更に簡略化することが可能となり、
実用化に有利である◇また積分器を8つ以上並列的に設
けて、サンプル時間を更に長く確保するようにしてもよ
い。更にりaツクの周波数や定電流源の電flt値##
は費換せんとするディジタル信号のビット数に応じて定
めれはよ−◇警するに本発明は七〇*旨を逸脱しなil
i囲で種々賞形して実施することができる。
【図面の簡単な説明】
111図は従来OA/D変換器0−1jllを示す構成
1、謔2EII−1第1図に示すA/D費換器0勅作を
示す図、菖3図は本発明の一夷論例tyt概略構成図、
論4図Fi四貢−例の動作毫−ドを示す顛である。 1.11・・・コンデンサ、!、 211・・・演算増
嘔幡、J e J x・・・入力抵抗、4.14・・・
テンプルスイッチ、s、xi・・・#ijl抵抗、l、
1・・・スイッチ、yeり・・・定電流源、10,11
.Xg。 2r・・・比IIR器、11・・・直流電源、XS・・
・制御回路、14.Il・・・カウンタ、is、zB 
s。 ・・・切替スイッチ。 出願人代理人 弁理士 鈴  江  武  彦12 図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 並列に設けられ良複数の積分器と、これらの積分*に選
    択的にアナログ入力信号をサンプリングする手段と、こ
    のサンプリングし九積分器の出力レベルt−謔1および
    菖2の基準レベルとそれぞれ比較する第1および第20
    比IIRI!Fと、これらの第1および第2の比**o
    jt軟結果に従って前記アナログ入力信号をサンプリン
    グし良積分器を出力レベルが前記$11の基準レベルに
    達する迄高速逆積分したのち前記tgzo基準レベルに
    達する迄高精度逆積分する手段と、所定周波数のクロッ
    クを計数して上記高速逆積分の期間および上記高精度逆
    積分の期間をそれぞれ針数してその計数値からディジI
    ル信号値を得る手段とを具備し、前記秩分器に選択的に
    アナ胃グ入力信号をナング蓼ングする手段は、ナンプリ
    ング出力の逆積公娼mを行って一攻い積分St遥択して
    なることを41黴とするアナ田り・ディシール変換1i
JP16675281A 1981-10-19 1981-10-19 アナログ・デジタル変換器 Granted JPS5868317A (ja)

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