JPS5869112A - Analog-to-digital converter - Google Patents
Analog-to-digital converterInfo
- Publication number
- JPS5869112A JPS5869112A JP56167550A JP16755081A JPS5869112A JP S5869112 A JPS5869112 A JP S5869112A JP 56167550 A JP56167550 A JP 56167550A JP 16755081 A JP16755081 A JP 16755081A JP S5869112 A JPS5869112 A JP S5869112A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- voltage
- comparators
- analog
- analog input
- reference voltages
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
- H03M1/00—Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
- H03M1/10—Calibration or testing
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
- H03M1/00—Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
- H03M1/12—Analogue/digital converters
- H03M1/34—Analogue value compared with reference values
- H03M1/38—Analogue value compared with reference values sequentially only, e.g. successive approximation type
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Analogue/Digital Conversion (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は直線性の優れた実用性の高いアナログ・ディジ
タル変換器に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a highly practical analog-to-digital converter with excellent linearity.
高速度なアナログ・ディジタル変換を行うアナログ・デ
ィジタル変換器(A/D変換器)として111図に示す
如く構成された並直列形のものが知られている。このA
/D変換Wi#d2ビットプラス2ピットの4ビツト形
のものであり、前段変換部と後段変換部とKより構成さ
れている。As an analog-to-digital converter (A/D converter) that performs high-speed analog-to-digital conversion, a parallel-serial type configured as shown in FIG. 111 is known. This A
/D conversion Wi#d is a 4-bit type of 2 bits plus 2 pits, and is composed of a front-stage conversion section, a rear-stage conversion section, and K.
即チ、サンプル回路1にサンプル・ボールドされたアナ
ログ信号は、前段変換部の並列に設けられた比較器2
a r 2 b g 2 eに共通に入力され、直列に
接続された抵抗JatJb、je。In other words, the analog signal sampled and bolded in the sample circuit 1 is sent to the comparator 2 installed in parallel in the previous stage conversion section.
Resistors JatJb and je are commonly input to a r 2 b g 2 e and connected in series.
3dを定電流源3・にて駆動して得た複数の比較基準電
圧とそれぞれレベル比較される。これらの比較器!’a
、 job 、 2oの比較結果をエンコーダ4に入
力して前8己アナログ信号レベルを粗弁別してなる上位
2ピツトのディジタルデータを得ている。またこのエン
コーダ4の出力を局部D/A変換器5に入力して上記デ
ィジタルデータに対応した再生アナログ信号を得、これ
を差分器6に入力して前記入力アナログ信号との差を求
める。このアナログ信号差は上P前段のディジタル変換
処理によって変換されることのなかった最小弁別レベル
以下の信号成分からなるものである。従ってこの差分器
6の出力を抜段の並列−成された比較器7 a 17
b + 7 cに共通に導き、直列に接続された抵抗J
ia、#b。The level of each voltage is compared with a plurality of comparison reference voltages obtained by driving 3d with a constant current source 3. These comparators! 'a
, job, and 2o are input to the encoder 4, and the upper 2 pits of digital data are obtained by roughly discriminating the analog signal levels of the previous 8 analog signals. The output of the encoder 4 is input to a local D/A converter 5 to obtain a reproduced analog signal corresponding to the digital data, and this is input to a subtractor 6 to determine the difference from the input analog signal. This analog signal difference consists of signal components below the minimum discrimination level that were not converted by the digital conversion process before the upper P. Therefore, the output of this differentiator 6 is transferred to an extremely parallel comparator 7a17.
A resistor J connected in series, led in common to b + 7 c
ia, #b.
Jlc+JIdを定電流源8・にて駆動して鞠られる第
2の比較基準電圧とレベル比較する。この比較器7 *
+ 7 b 、 7 eの比較結果をエンコーダ9に
得て、下位2ピツトのディジタルデータを得る。尚、前
段変換部の比較基準電圧差は、彼段変換部の比較基準電
圧差の2n倍(但し、nは下位ビット数)に設定される
。これによりエンコーダ4,9の出力として、上位2ビ
、トと下位2ピツトからなる計4ビットのディジタル信
号を得る。The level of Jlc+JId is compared with a second comparison reference voltage which is driven by a constant current source 8. This comparator 7 *
The comparison results of +7b and 7e are provided to the encoder 9 to obtain digital data of the lower two pits. Note that the comparison reference voltage difference of the first-stage conversion section is set to 2n times the comparison reference voltage difference of the second-stage conversion section (where n is the number of lower bits). As a result, a total of 4-bit digital signal consisting of the upper 2 bits, bits, and lower 2 bits is obtained as the output of the encoders 4 and 9.
このように構成されたA/D i換器によれば、並列的
なレベル比較と、変換精度に対応した基準レベルを多段
に設定したレベル比較とにより、高速度で高精度なアナ
ログ・ディジタル変換処理を行い得る。ところが、この
A、/D変換器では、局部D/A変換器5によって上位
2ピツトのディジタルデータが示すアナログ電圧を得、
入力アナログ電圧との差を求めて下位ビットの変換に供
すると言うアナログ処理を必要とする。この局部D/A
変換器5は、例えば紀2図(、)に示すように、トラ、
4ンジスタからなる電流スイッチと、これらのt光スイ
ツチによって電流が切換えられるラダー抵抗とによって
構成される。この為、上記うメー抵抗のばらつきと、電
流の変動とによって変換アナログ電圧に誤差が生じ易い
。即ち、とのwX2図(a) K示す局部D/A変換器
Fi尋価的に同図(b)の如く示され、抵抗Rc、 R
,およびトランジスタTRのベース・エミ、り間電圧V
IIHのばらつきによって、その出力電圧■。に次のよ
うな誤差が生じる。即ち、誤差分をΔ■、ΔRc1ΔR
E、ΔVIEとしてそれぞれ示すと、なる関係の誤差が
生じる。但し、V、−は抵抗R。According to the A/D converter configured in this way, high-speed and high-precision analog-to-digital conversion can be achieved by parallel level comparison and level comparison in which reference levels corresponding to conversion accuracy are set in multiple stages. can be processed. However, in this A/D converter, the local D/A converter 5 obtains the analog voltage indicated by the digital data of the upper two pits.
Analog processing is required to calculate the difference from the input analog voltage and use it to convert the lower bits. This local D/A
The converter 5 is, for example, as shown in Figure 2 (,).
It is composed of a current switch consisting of four transistors and a ladder resistor whose current is switched by these t-optical switches. For this reason, errors are likely to occur in the converted analog voltage due to the above-mentioned variations in the internal resistance and fluctuations in the current. That is, the local D/A converter Fi shown in Figure (a) K is shown in terms of value as shown in Figure (b), and the resistors Rc, R
, and the base-to-emitter voltage V of the transistor TR
Depending on the variation in IIH, its output voltage ■. The following errors occur. That is, the error is Δ■, ΔRc1ΔR
When expressed as E and ΔVIE, the following errors occur. However, V and - are resistance R.
の両端電圧であり、lcはトランジスタTRのコレクタ
電圧である。しかして、抵抗Rc + REのペア性の
誤差は一般に±0.5−程度存在し、またη1のばらつ
きは±1mV程度存在する。この為、RcとREとが勢
しいとしても、最悪の場合、出力電圧v0の1差
ΔvO/v ユ±1チ
が生じる。この誤差に起因するA/D蛮換組換誤差ぐに
は、上記出方電圧誤1k1asn以下に抑えることが必
要であり、極^′】て高精度な局部D/A変換器を必要
とする。−まんこの誤差を抑えることができない場合、
第3LJに示すように上位ビットのビットデータ変化点
において、次側つなぎ誤差が発生し、結局ぬ粗性の良い
高精度なアナログ・rイジタル変挾をなし得なくなる。, and lc is the collector voltage of the transistor TR. Therefore, the pairwise error of the resistor Rc + RE generally exists on the order of ±0.5-, and the variation in η1 exists on the order of ±1 mV. Therefore, even if Rc and RE are strong, in the worst case, a one difference ΔvO/v of the output voltage v0 will occur. It is necessary to suppress the A/D conversion error caused by this error to less than the above-mentioned output voltage error 1k1asn, which requires a highly accurate local D/A converter. -If the error in the pussy cannot be suppressed,
As shown in the third LJ, a next-side connection error occurs at the bit data change point of the upper bit, and as a result, it becomes impossible to perform analog-to-digital conversion with good roughness and high precision.
本発明はこのような事情を4 )ili してなされた
もので・その目的とするところは、局部D/A変換器の
誤差に起因するつなき゛1差の発生を招くことなしに、
直Ivll性の良い尚鞘′度なアナログ・ディジタル変
換を4速度に実行することのできる実用性の高いアナロ
グ・f4ジタル変換器を提供することにある。The present invention has been made in consideration of the above-mentioned circumstances, and its purpose is to eliminate the occurrence of connection differences caused by errors in local D/A converters, and to
It is an object of the present invention to provide a highly practical analog-to-f4 digital converter capable of performing accurate analog-to-digital conversion at four speeds with good directivity.
本発明の概要は・並列に良目だ虚数の比較器にてアナロ
グ入力′鮭圧を複数の基準電圧とそれぞれ比較し・その
比較結果から上位ビットのディジタルデータを求めると
共に、上記比較結果に従って上記アナログ電圧電圧に最
も近い奇数順位の基準電圧と偶数順位の基準電圧とをそ
れぞれ選択的に抽出し、上記奇数順位の基準電圧を分圧
器の一方端に入力し、偶数順位の基準電圧を上記分圧器
の他方端に入力してその電位差を分圧して2次基準電圧
を生成し、この2次基準電圧と前記アナログ入力電圧と
をレベル比較すると共にこの比較結果を前記上位ビット
の比較結果に従ってビット反転して下位ビットのデ(ジ
タルデータを得ることで、上述した目的を効果的に達成
したものである。The outline of the present invention is as follows: Compare the analog input 'salmon pressure' with a plurality of reference voltages using comparators with good imaginary numbers in parallel. From the comparison results, obtain the digital data of the upper bits, and according to the comparison results, Selectively extract the odd-order reference voltage and the even-order reference voltage that are closest to the analog voltage voltage, input the odd-order reference voltage to one end of a voltage divider, and divide the even-order reference voltage into the above-mentioned voltage divider. A secondary reference voltage is generated by inputting it to the other end of the voltage converter and dividing the potential difference, and comparing the levels of this secondary reference voltage and the analog input voltage, and converting the comparison result into bits according to the comparison result of the upper bit. By inverting and obtaining digital data of lower bits, the above-mentioned purpose is effectively achieved.
以下、図面を鯵照して本発明の一実施例につき説明する
。Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
第4図は実施例に係るA/D変換器の概略構成図で、と
ζでは2ビツトグラス2ビツト04ビ、ト変換形のもの
が示される。アナログ入力信号はサングル回路11によ
りサンプル・ホールドされて並列に構成された3つの比
較器12m。FIG. 4 is a schematic configuration diagram of an A/D converter according to an embodiment, and ζ indicates a 2-bit glass 2-bit 04-bit converting type. An analog input signal is sampled and held by a sampling circuit 11, and three comparators 12m are arranged in parallel.
12b、l1lcにそれぞれ共通に入力される。これら
の比較器Jffia、Iffb、fjeに祉・基準電圧
発生bI3が発生した所定レベルの比較基準電圧がそれ
ぞれ与えられており、前記アナログ入力比較される。上
記基準電圧発生器13#i、一端を所定電位V、。fに
固定してなる直列に接続された4つの抵抗13m、11
b、13c 、13dに定電流源13mにより一定〜゛
流を供給し、各抵抗13a。12b and l1lc respectively. These comparators Jffia, Iffb, and fje are each supplied with a comparison reference voltage of a predetermined level generated by the standard voltage generation bI3, and the analog inputs are compared. The reference voltage generator 13#i has one end at a predetermined potential V. Four resistors 13m, 11 connected in series fixed at f
A constant current is supplied to b, 13c, and 13d by a constant current source 13m, and each resistor 13a.
13b、13c、13dの端子から所定レベルの基準電
圧を発生させるものである。しかして、各基準電圧は、
例えばVref + Vtt + Vto 、VOl
+ Vo。A reference voltage of a predetermined level is generated from terminals 13b, 13c, and 13d. Therefore, each reference voltage is
For example, Vref + Vtt + Vto, VOl
+Vo.
として一定レベル差に定められる@尚・VrefとV・
・とのレベル差はアナログ入力電圧のダイナ?ツクレン
ジと叫しく設定される。そして前記比較器12m、12
b、12cはこれらの基準電圧のうち、V目 IVlo
、VOlをそれぞれ入力してアナログ入力、電圧のレベ
ルViaとレベル比較し・例えばvl2.vl。、vo
lりVinナルとき、論理11“なる信号を、1だその
他の場合には論理101なる信号を比較結果とし−C出
力するようになっている。@Sho・Vref and V・
・Is the level difference between the analog input voltage and the dyna? It is set up in a way that screams “Tsukurenji”. and the comparators 12m, 12
b, 12c are the Vth reference voltages IVlo
, VOl are input and compared with the analog input voltage level Via.For example, vl2. vl. , vo
When Vin is null, a signal of logic 11 is output, and in other cases, a signal of logic 101 is output as the comparison result -C.
しかしてこれらの比較器12h+ 12b、12 qの
出力は並列的に設けられた4つの排他的論理和回路(E
X−OR)14*、14b、14e、14dのl1IK
接する2つに対してそれぞれ与えられる。EX−OR1
4&li論理11′信号と比較器121の出力とを入力
し、EX−OR14b ti比較器12m、12bの各
出力を入力し、EX−OR14cは比較器11b。Therefore, the outputs of these comparators 12h+12b, 12q are connected to four exclusive OR circuits (E
X-OR) l1IK of 14*, 14b, 14e, 14d
It is given to each of the two that touch each other. EX-OR1
4&li logic 11' signal and the output of the comparator 121 are inputted, EX-OR14b ti each output of the comparators 12m and 12b is inputted, and EX-OR14c is the comparator 11b.
12cの各出力を人力し、またEX−OR14dは比較
器12cの出力と論理101信号とを入力してそれぞれ
論理処理している。これらのi:XX−0R14,14
b、14c、14dの論理出力をエンコーダ15に入力
してエンコード処理し、こζに前記比較基準電位V1t
lV1・IV@1にて弁別されたアナログ入力電圧Wi
nに対する上位2ピツトのディノタルデータを得ている
。Each output of the comparator 12c is manually inputted, and the EX-OR 14d receives the output of the comparator 12c and the logic 101 signal and performs logical processing on each. These i:XX-0R14,14
The logic outputs of b, 14c, and 14d are input to the encoder 15 and encoded, and the comparison reference potential V1t is applied to this ζ.
Analog input voltage Wi discriminated by lV1・IV@1
Dinotal data of the top two pits for n is obtained.
一方、前記基準電圧発生器13で発生出力された基準電
圧Vr@f・Vtt・V、・・VOl・Y@llは前記
EX−OR14m、14b、14c、14dの出力によ
り選択的に導通制御されるスイッチ回路16a。On the other hand, the reference voltages Vr@f, Vtt, V, . . . VOl, Y@ll generated and outputted by the reference voltage generator 13 are selectively conduction-controlled by the outputs of the EX-ORs 14m, 14b, 14c, and 14d. switch circuit 16a.
16b、16c、16dにそれぞれ入力される。これら
のスイッチ回路16m、16b、I6a、16dは前記
比較基準電圧vr@f * vtt l vl、 l
Vlll r v@IQ’うち、前記アナログ入力電圧
VinのレベルVC@も近い奇数順位の基準電圧と、偶
数順位の基準電圧とをそれぞれ選択し、上MI2奇数順
位の基準電圧を直列接続された抵抗17a+17b、I
re。16b, 16c, and 16d, respectively. These switch circuits 16m, 16b, I6a, 16d are connected to the comparison reference voltage vr@f*vttlvl,l
Among Vllll r v@IQ', select odd-numbered reference voltages and even-numbered reference voltages that are also close to the level VC@ of the analog input voltage Vin, and connect the upper MI2 odd-numbered reference voltages to resistors connected in series. 17a+17b, I
re.
17dが構成する分圧器17の一方端に供給しその他方
端に上Hピ偶数順位の基準電圧を供給Jるものである。17d is supplied to one end of the voltage divider 17, and the other end is supplied with an even-numbered reference voltage.
即ち、スイッチ回路16m、16b16a、16dは等
測的には、分1]二器17の一方端に奇数順位の基準電
圧vr*f * vto + VOOのうちのアナログ
入力電圧VinK最も近いものを選択して供給し、上記
分圧器I7の他方端には偶数順位の基準電圧v11 +
VOIのうちの上記アナログ入力電圧Vinに最も近
いものを選択して供給するように構成されている。しか
[7て、このようKして選択された基準ta=が供給さ
れる分8E器17は、その電位差を等分圧17て、’l
’tt 、vt。That is, the switch circuits 16m, 16b, 16a, and 16d isometrically select the one closest to the analog input voltage VinK among the odd-numbered reference voltages vr*f*vto+VOO to one end of the divider 17. The other end of the voltage divider I7 is supplied with an even-order reference voltage v11 +
It is configured to select and supply the one of the VOIs that is closest to the analog input voltage Vin. However, the E unit 17 supplied with the reference ta= selected in this way divides the potential difference into an equal dividing pressure 17, 'l
'tt, vt.
νo1なる3つの2次基準電圧を生成し、これを後段の
比較器18&r18b*18cにそれぞれ供給している
。上記分圧器18m、18b、18cによって生成され
る2次基準電圧υtt 、t’to + t’otの電
位差は、変換最小ビット値、つまりtlilB K和尚
して定められている。このような2次基準電圧マ11
+ ’18 + ’<11を入力する比較器18 m
、 1 a b r18・は、これらの基準電圧マ■、
町・、嘗。1と前記アナログ入力電圧Vit+とをそれ
ぞれレベル比較している。そして、こ゛れらの比較器1
11m 。Three secondary reference voltages νo1 are generated and supplied to the subsequent comparators 18 & r18b*18c, respectively. The potential difference between the secondary reference voltages υtt and t'to + t'ot generated by the voltage dividers 18m, 18b, and 18c is determined by the conversion minimum bit value, that is, tlilBK. Such a secondary reference voltage map 11
Comparator 18 m that inputs + '18 + '<11
, 1 a b r18・are these reference voltage ma
Town・,嘗. 1 and the analog input voltage Vit+ are compared in level. And these comparators 1
11m.
11b、18cによる比較結果は、スイッチ1路19を
介してエンコーダ20に与えられ、1位2ビットOrイ
ジタルr−夕として出力されている。このスイッチ回路
19は、前記EX−OR14m+14gの出力を論理和
処理するオア回路21によって切換制御されるもので、
これによって前記比較器I Ji a T 1 g b
+ 18 cの比較結果がピット順位の反転処理がな
されてエンコーダ20に与えられる。具体的には、前記
前段の比較器1:la+11b、11eの比較結果に従
って比較器I Ji & + I Jl eの出力が入
換見られてエン、コー〆20に供給される。このような
機能を呈するスイッチ回路19は、例えば第5図に示す
ように差動対を構成する複数の電流スイッチトランジス
タにより構成される。卸ち、オア回路21の出力によっ
てトランゾスタ22.23を選択的に導通させて、比較
器18h、l1lbのいずれか一方の出力を選択してエ
ンコーダ20に出力する如く構成される。尚、このスイ
ッチ回路19によるビット位置反転処理は、アナログ入
力電圧Vinのレベルによって分圧器17に印加される
基準電圧のレベル高低が反転し、比較結果として2次基
準電圧v、1.シ101 ”・1に対する出力関係が反
転する為、これを補正するものである。The comparison results obtained by the signals 11b and 18c are applied to the encoder 20 via the switch 1 path 19, and are outputted as the 1st and 2nd bits or the digital signal. This switch circuit 19 is switched and controlled by an OR circuit 21 that performs an OR process on the outputs of the EX-OR 14m+14g.
As a result, the comparator I Ji a T 1 g b
The comparison result of +18c is given to the encoder 20 after the pit order is inverted. Specifically, the outputs of the comparators IJi & +IJIe are exchanged and supplied to the encoder 20 in accordance with the comparison results of the preceding stage comparators 1:la+11b and 11e. The switch circuit 19 exhibiting such a function is composed of a plurality of current switch transistors forming a differential pair, for example, as shown in FIG. The transistors 22 and 23 are selectively made conductive by the output of the OR circuit 21, and the output of one of the comparators 18h and 11lb is selected and outputted to the encoder 20. In this bit position inversion process by the switch circuit 19, the level of the reference voltage applied to the voltage divider 17 is inverted depending on the level of the analog input voltage Vin, and the secondary reference voltages v, 1 . Since the output relationship with respect to C101''·1 is reversed, this is corrected.
かくして、このように構成されたA/D変換器によれば
、アナログ入力電圧■inは基準電圧■11 r V@
。、■、1とそれぞれレベル比較され、その比較結果か
ら上位2ピツトのディジタルデータが求められる。また
・上記比較結果に従って、基準電圧Vr@f l Vl
l + vto + vot l veoが選択されて
分圧器17.に与えられ、2次基準電圧が生成される。Thus, according to the A/D converter configured in this way, the analog input voltage ■in is the reference voltage ■11 r V@
. , ■, and 1, and the top two digital data are obtained from the comparison results. Also, according to the above comparison results, the reference voltage Vr@f l Vl
l + vto + vot l veo is selected and voltage divider 17. is applied to generate a secondary reference voltage.
この2次基準−、圧は、第6図に示すように設定される
。即ち、LSBの電圧をVとして、アナログ入力電圧V
inのレベルが基準電圧Vttより高いとき、
ψ11:′:Vll+τ
ヤ1(1=Vl亀 + 2 ν
ν。1=V11+31
となる。またvl。< Vits < Vt sなると
きにはvtt = Vll + a ”
t’to = Vll + 2ν
νas=vt。+ν
となり、Vat < Vln < Vtoのときにはν
tt”v・1+ν
tli場= VH+ 2 v
ν。1=V。1+3v
更に、vo。< Vit> < Vatのときにはlt
I E: Vll + 3 M
ν亀・=V、、+211
V・1=V・・+ν
として、それぞれ定められる。そして、これらの設定さ
れた2次基準電圧ヤ目、 91・、ν・1とアナログ入
力電圧Vit&とを比較器18m、jab。This secondary reference pressure is set as shown in FIG. That is, assuming the LSB voltage is V, the analog input voltage V
When the level of in is higher than the reference voltage Vtt, ψ11:':Vll+τ ya1(1=Vl+2 ν ν.1=V11+31. Also, when vl<Vits<Vts, then vtt=Vll+a"t'to = Vll + 2ν νas = vt.+ν, and when Vat < Vln < Vto, ν
tt"v・1+ν tli field = VH+ 2 v ν.1=V.1+3v Furthermore, when vo.<Vit><Vat, lt
IE: Vll + 3 M νKame·=V,, +211 V·1=V···+ν, respectively. Then, the comparators 18m and jab compare these set secondary reference voltages Y, 91·, ν·1 and the analog input voltage Vit&.
xseKてレベル比較し、下位2ビツトの情報を得る。xseK is used to compare the levels and obtain information on the lower two bits.
このとき、上記2次基準電圧のレベル関係から明らかな
ようK、基準電圧ν11と習・1とは、アナログ入力電
圧Vinの基準電圧VH。At this time, as is clear from the level relationship of the secondary reference voltages, K, reference voltage ν11, and x1 are the reference voltage VH of the analog input voltage Vin.
■、。t Vatに対するレベルの大小関係によって互
いに逆転した関係となる。従って、この逆転した関係で
の比較結果をそのまま用いた場合、そのレベル関係が反
転することから比較器18&。■,. The relationship is reversed depending on the magnitude relationship of the level with respect to tVat. Therefore, if the comparison result with this reversed relationship is used as it is, the level relationship will be reversed, so the comparator 18 &.
18aの出力を交挨して抽出し、これにより比較器18
m、18b、18eに設定する2次基準電圧のレベル関
係を等測的に一定に保つようにしている。故に5このよ
うに設定された2次比較基準電圧t’tt + vt。The outputs of comparator 18a are mixed and extracted, thereby
The level relationship of the secondary reference voltages set to m, 18b, and 18e is kept isometrically constant. Therefore, 5 the secondary comparison reference voltage t'tt + vt thus set.
+ t’otとアナログ入力電圧Vinとのレベルをそ
れぞれ比較した結果をエンコーダ20に求めることによ
り、ここに効果的に下位2ビツトのガイシタルデー夕を
得ることができる。+t'ot and the analog input voltage Vin, and by asking the encoder 20 for the results of comparing the levels, it is possible to effectively obtain the signal data of the lower two bits.
かくしてこのA/D変換器によれば、前段の比較器12
m、12b、12cにてレベル判定されたアナログ入力
電圧vthnのレベル領域に応じて基準電圧を選択して
分圧器11に印加し、上記レベル領域を細分する2次基
準電圧を生成して後段の比較器Z#a、18b、18e
により前記アナログ入力電圧Vimを直接的に再レベル
判定して上位2ビ、ト、下位2ビツトからなるf4ジタ
ルデータを得るので、設定され比較基準電圧の直線性を
良好なものとすることができる。その上、従来のように
局部D/A変換器を用いてアナログ電圧を再生するよう
なアナログ処理を必要とせず、アナログ入力電圧Vtn
を前段および後段において直接レベル比較するので、従
来のような「
つながり誤差が発生することがない、故に、極めて直線
性の良い変換特性を得ることができる。Thus, according to this A/D converter, the pre-stage comparator 12
A reference voltage is selected according to the level region of the analog input voltage vthn whose level has been determined by the voltage dividers 11, 12b, and 12c, and is applied to the voltage divider 11 to generate a secondary reference voltage that subdivides the level region. Comparator Z#a, 18b, 18e
Since the level of the analog input voltage Vim is directly determined and the f4 digital data consisting of the upper 2 bits, bits, and lower 2 bits is obtained, the linearity of the set comparison reference voltage can be made good. . Moreover, unlike conventional analog processing such as reproducing analog voltage using a local D/A converter, analog input voltage Vtn
Since the levels are directly compared in the front and rear stages, there is no connection error that occurs in the conventional method, and it is therefore possible to obtain conversion characteristics with extremely good linearity.
しかも、従来のようなアナログ処理を必豐としないので
、構成の大幅な簡略化を図り得る。特K、2次基準電圧
を生成する為の基準電圧を、分圧器11の端子に対応し
てそれぞれ抽出するので、スイッチ回路16m、 16
b、 14t@、 16 dや、スイッチ回路19を簡
易に構成することができるので・回路設計上、更には実
用化の点で圧の選択を行うので、その基S電圧レベルの
安定化を図り得る咎の効果も奏する。これはスイ、子回
路16m、16b、16e、16dを構成する電流スイ
ッチトランジスタ回路台・シンゾルな構成とすることが
できる等の理由にもよる。従って、安定で信頼性の高い
アナログ・7−’、1ノタル変換が可能となり、その効
果は絶大である。Moreover, since analog processing as in the prior art is not required, the configuration can be greatly simplified. Since the reference voltages for generating the secondary reference voltages are respectively extracted corresponding to the terminals of the voltage divider 11, the switch circuits 16m, 16
b, 14t@, 16d, and the switch circuit 19 can be easily configured. Since the voltage is selected from the standpoint of circuit design and practical application, it is possible to stabilize the base S voltage level. It also has the effect of gaining guilt. This is due to the fact that the current switch transistor circuit board that constitutes the slave circuits 16m, 16b, 16e, and 16d can be constructed in a simple manner. Therefore, stable and highly reliable analog/7-', 1-notal conversion is possible, and its effects are tremendous.
ところで、上述したスイッチ回路16m、16b。By the way, the switch circuits 16m and 16b mentioned above.
16c、16rlは、例えば第7図に示す工うに電流ト
ランジスタ回路により簡易に実現できる。16c and 16rl can be easily realized by a current transistor circuit as shown in FIG. 7, for example.
即ち、基準電圧発生器I3が生成する基準電圧Vr@f
l ylll vto l vot −v00ヲそレ
−t’tt エミッタホロアトランジスタAを介して抽
出し、これを電流スイッチトランジスタBを介して分圧
器I7の両端子にそれぞれMF的に印加するようにトラ
ンジスタ回路を構成する。そして、これらの電流スイッ
チトランジスタBを、比較器12m、12b、12aの
出力を受けて導通制御されるトランジスタCにより導通
制御することにより、基準電圧を選択的に分圧器17に
与えるようにずれ祉よい。That is, the reference voltage Vr@f generated by the reference voltage generator I3
l yll vto l vot -v00 wo sore -t'tt Transistors such that the current is extracted via the emitter follower transistor A and applied to both terminals of the voltage divider I7 via the current switch transistor B in a MF manner. Configure the circuit. The conduction of these current switch transistors B is controlled by the transistor C, which is controlled to be conductive in response to the outputs of the comparators 12m, 12b, and 12a. good.
このように構成されたスイッチ回路は、前記第4図に示
すスイッチ回路16m、16b、16c。The switch circuits configured in this manner are the switch circuits 16m, 16b, and 16c shown in FIG. 4 above.
16dとEX−OR14m、14b、14c、14dと
勢価な機能を果し、トランジスタCのONによって電流
スイ、チト2ンジスタBに供給する電流が吸込まれ、そ
の結果基準電圧の選択が阻止される。16d and EX-OR14m, 14b, 14c, and 14d play a critical function, and when transistor C is turned on, the current supplied to the current switch and transistor B is sucked, and as a result, the selection of the reference voltage is blocked. .
そしてON動作状態にある電流スイ、チトランノスタB
を介して得られる基準電圧のうち、最も高いものが分圧
器z1に供給されることになり、ここに基準電圧の選択
が行われる・
このトランジスタ回路に示されるように、非常に簡易に
、トランジスタ数を少なくしてスイ、子回路を実現する
ことができる・
尚、このようにして基準電圧を選択して2次基準電圧を
生成する場合、上記基準−圧はエミッタホロアトランジ
スタAと電流スイ、チトランノスタBからなる2段のト
ランジスタによってレベルシフトを受ける。従って、こ
の場合、アナログ入力電圧Vinも、例えば棺8図(a
) (b)に示す如きレベルシフト回路を介して同じレ
ベルシフトを与えたのち、後段の比較器18m+ l1
lb +18eVc供給するようKすれはよい。w46
図(−)に示すものはダーリントン扱続された2段のト
ランジスタによってレベルシフトを行うもので、また同
図Φ)Fi2段構成されたエミッタホロアトランジスタ
によりレベルシフトを行うものである・いずれの回路を
用い暮に[7ろ、アナログ入力電圧Vinと選択された
基準−圧とに同様なレベルシフトを与えることKより、
その比較レベルの相′対的な精度を確保することができ
、変換精度と、その直線性を十分に高めることができる
。And the current switch in the ON operation state, Chitrannosta B
Of the reference voltages obtained through It is possible to realize a switch and a child circuit by reducing the number of sub-circuits.In addition, when selecting the reference voltage in this way and generating the secondary reference voltage, the above reference voltage is the emitter follower transistor A and the current switch. , Chitrannosta B undergoes level shifting by two stages of transistors. Therefore, in this case, the analog input voltage Vin is also
) After applying the same level shift through the level shift circuit as shown in (b), the subsequent comparator 18m+l1
K is good enough to supply lb +18eVc. w46
The one shown in the figure (-) performs level shifting using two stages of transistors connected as Darlington transistors, and the one shown in the same figure performs level shifting using emitter follower transistors configured in two stages of Φ)Fi. Using the circuit [7], by applying a similar level shift to the analog input voltage Vin and the selected reference voltage,
The relative accuracy of the comparison level can be ensured, and the conversion accuracy and its linearity can be sufficiently improved.
第9図り上記スイッチ回路?i、 MOS )ランノス
タを用いて構成した例を示すものである。周知のようK
MO8)ランノスタ番、1、その /。、F特性が非常
に良好であるから、そのままスイッチとして機能させる
ことができる。またここでは、分圧器17として「1列
接続1〜だコンデンサCにより構成しているが、このよ
うにしても容愈分割による高安定な基準電圧差の分圧を
行い得る。9th diagram above switch circuit? i, MOS) This shows an example configured using a runnostar. As is well known, K
MO8) Rannostar number, 1, that /. , the F characteristics are very good, so it can be used as a switch as is. Further, here, the voltage divider 17 is constituted by capacitors 1 to C connected in a single line, but even in this case, highly stable voltage division of the reference voltage difference by capacitance division can be performed.
以上説明したように本発明によれば、簡易にして変換特
性の直線性を十分確保することができ、つなぎ誤差の発
生を抑えることができる。As described above, according to the present invention, it is possible to easily ensure the linearity of the conversion characteristic, and to suppress the occurrence of connection errors.
しかも、アナログ処理を行う局部D/A変換変換器用い
ることなく、簡易に構成することができ、実用性の点で
も優れている。特にアナログ処理を要さないので、動作
信頼性の飛躍的な向上を図り得る。Moreover, it can be easily configured without using a local D/A converter for analog processing, and is excellent in practicality. Since analog processing is not particularly required, operational reliability can be dramatically improved.
尚3本発明は上記実施的に限定されるものではない、
IPIIえは変換ピット数や、前段および後段の変換ピ
ット数の割当ては仕様に応じて定めれはよい、また、前
記したように電流スイッチをMOB )ランジスタで構
成する場合には、そのオフセット誤差の発生を防ぐため
に、分圧器XVをコンデンサにて構成した方が好ましい
。3. The present invention is not limited to the above-mentioned implementation.
In IP II, the number of conversion pits and the allocation of the number of conversion pits in the front and rear stages may be determined according to the specifications.Also, when the current switch is configured with MOB transistors as described above, the offset error of the In order to prevent this from occurring, it is preferable to configure the voltage divider XV with a capacitor.
またアナログ電圧のレベルシフト処理は、基準電圧の選
択処理の手段に応じて行うようにすればよいものである
。要するに本発明は、その装管を逸脱しない範囲で種々
変形して実施することができる。Further, the level shift processing of the analog voltage may be performed in accordance with the means of selection processing of the reference voltage. In short, the present invention can be implemented with various modifications without departing from its scope.
第1図は従来のA/D変換器り一例を示す図、第2図(
a) (b)は局部D/A変換器の構成とその勢価回路
を示す図、第3図は従来のつムがり誤差を示す図、第4
図は本発明の一実施例を示すの変換器の概略構成図、第
5図は同実施例におけるスイッチ回路19の一桐成例を
示す図・第6図は同実施例における基準電圧と2次基準
電圧との関係を・示す図、第7図は同実施例におけるE
X−ORとスイッチ回路の一構成例を示す図、第8図(
a) (b)はそれぞれレベルシフト回路の構成例を示
す図、第9図はスイッチ回路のMOB )ランジスタに
よる構成列を示す図である。
11−・・サンプル回路、12m、12b*12@−・
−比較器、13・・・基準[EE発生器、14&+14
b〜14d・・・排他的論理和回路、15・・・エンコ
ー〆、16畠、16b、16c、16d・・・スイッチ
回路、17・・・分圧器、18h、18b、18c・・
・比較器、I9・・・真イ、チ回路、20・・・エンコ
ーダ、2I・・・オア回路。
出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第1図
第4図
(MSBII) (LSBq)第5図
第6図
第7v!J
第8図
(a) (b)第9図
了
工
?Figure 1 shows an example of a conventional A/D converter, and Figure 2 (
a) (b) is a diagram showing the configuration of the local D/A converter and its value circuit; Figure 3 is a diagram showing the conventional distortion error; Figure 4
The figure is a schematic configuration diagram of a converter showing one embodiment of the present invention. Figure 5 is a diagram showing an example of the configuration of the switch circuit 19 in the same embodiment. Figure 6 is a diagram showing the reference voltage and voltage difference in the same embodiment. A diagram showing the relationship with the next reference voltage, FIG.
A diagram showing an example of the configuration of an X-OR and a switch circuit, FIG.
9A and 9B are diagrams each showing a configuration example of a level shift circuit, and FIG. 9 is a diagram showing a configuration array of MOB transistors of a switch circuit. 11-・Sample circuit, 12m, 12b*12@-・
- Comparator, 13...Reference [EE generator, 14&+14
b to 14d... Exclusive OR circuit, 15... Encoder, 16 Hatake, 16b, 16c, 16d... Switch circuit, 17... Voltage divider, 18h, 18b, 18c...
・Comparator, I9... True A, Chi circuit, 20... Encoder, 2I... OR circuit. Applicant's Representative Patent Attorney Takehiko Suzue Figure 1 Figure 4 (MSBII) (LSBq) Figure 5 Figure 6 Figure 7v! J Figure 8 (a) (b) Figure 9 completed?
Claims (2)
力電圧レベルとをそれぞれ比較する複数の比較器と、こ
れらの比較器の比較結果から前記アナログ入力電圧レベ
ルに灼する上位ビット側ディジタル信号値を得る手段と
、前記比較ムの比較結果に従って前記アナログ入力電圧
しがルに最も近い奇数順位の基準電位を選択して分圧器
の一方の端子に供給する手段と、前記比較器の比較結果
に従って前記アナログ入力電圧レベルに最も近い偶数順
位の基準電圧を選択して上記分圧器の他方の端子に供給
する手段と、これらの選択された基準電圧が供給される
分圧器で生成された複数の2次基準電圧と前14アナロ
グ入力電圧レベルとをそれぞれ比較する複数の2次比較
器と・これらの2次比較器の比較結果を前記比較器の比
較結果に従ってビット順位反転処理して前記アナログ入
力信号に対する下位ビ、ト側ディソタル伯号値を得る手
段とを具備したことを特徴とするアナログ・r4ノタル
変換器。(1) A plurality of comparators that respectively compare a plurality of reference voltages with different levels and an analog input voltage level, and obtain an upper bit side digital signal value that matches the analog input voltage level from the comparison results of these comparators. means for selecting an odd-numbered reference potential closest to the analog input voltage source according to the comparison result of the comparator and supplying it to one terminal of the voltage divider; means for selecting an even-ordered reference voltage closest to the input voltage level and applying it to the other terminal of said voltage divider; and a plurality of secondary references generated in the voltage divider to which said selected reference voltages are applied. a plurality of secondary comparators that respectively compare the voltage and the previous 14 analog input voltage levels; the comparison results of these secondary comparators are subjected to bit order inversion processing according to the comparison results of the comparators, and the lower An analog/r4 notal converter characterized in that it is equipped with means for obtaining a bi- and g-side disotal value.
、その一方の端子に選択された奇数順位の基準電圧を入
力し・他方の端子に選択された偶数順位の基準電圧を入
力するものであ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。(2) A voltage divider consists of resistor circuits connected in series, one terminal of which inputs the selected odd-numbered reference voltage, and the other terminal inputted the selected even-numbered reference voltage. An analog-to-digital converter according to claim 1.
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP56167550A JPS5869112A (en) | 1981-10-20 | 1981-10-20 | Analog-to-digital converter |
US06/419,475 US4542370A (en) | 1981-10-20 | 1982-09-17 | Cascade-comparator A/D converter |
DE8282108738T DE3279636D1 (en) | 1981-10-20 | 1982-09-21 | Cascade-comparator a/d converter |
EP82108738A EP0077470B1 (en) | 1981-10-20 | 1982-09-21 | Cascade-comparator a/d converter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP56167550A JPS5869112A (en) | 1981-10-20 | 1981-10-20 | Analog-to-digital converter |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5869112A true JPS5869112A (en) | 1983-04-25 |
Family
ID=15851790
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP56167550A Pending JPS5869112A (en) | 1981-10-20 | 1981-10-20 | Analog-to-digital converter |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5869112A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6097727A (en) * | 1983-11-01 | 1985-05-31 | Mitsubishi Electric Corp | Analog-digital converter |
JPS6387022A (en) * | 1986-09-30 | 1988-04-18 | Toshiba Corp | Analog/digital converter |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5355947A (en) * | 1976-10-29 | 1978-05-20 | Takeda Riken Ind Co Ltd | Analoggtoodigital converter |
JPS5623026A (en) * | 1979-08-03 | 1981-03-04 | Nec Corp | Analog-digital conversion unit |
-
1981
- 1981-10-20 JP JP56167550A patent/JPS5869112A/en active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5355947A (en) * | 1976-10-29 | 1978-05-20 | Takeda Riken Ind Co Ltd | Analoggtoodigital converter |
JPS5623026A (en) * | 1979-08-03 | 1981-03-04 | Nec Corp | Analog-digital conversion unit |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6097727A (en) * | 1983-11-01 | 1985-05-31 | Mitsubishi Electric Corp | Analog-digital converter |
JPS6387022A (en) * | 1986-09-30 | 1988-04-18 | Toshiba Corp | Analog/digital converter |
US4816831A (en) * | 1986-09-30 | 1989-03-28 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Analog-digital converter realizing high integation with high resolution ability |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4533903A (en) | Analog-to-digital converter | |
EP0798864B1 (en) | Analog to digital converter and comparator circuit therefor | |
US4764753A (en) | Analog to digital converter | |
US4539551A (en) | Differential voltage amplifier | |
EP0077470B1 (en) | Cascade-comparator a/d converter | |
JPS6360568B2 (en) | ||
US5889487A (en) | Flash analog-to-digital converter with latching exclusive or gates | |
JPH0322103B2 (en) | ||
JP2008520139A (en) | Symmetric time / voltage conversion circuit | |
US4559522A (en) | Latched comparator circuit | |
AU575962B2 (en) | Logic circuit | |
US4999631A (en) | High-precision and high-speed analog/digital converter having low power consumption | |
JPS5869112A (en) | Analog-to-digital converter | |
US4509036A (en) | A/D Converter with bit extension capability using wired-OR outputs | |
JPS59119921A (en) | Analog/digital converter | |
US5734342A (en) | Analog-to-digital converter for generating a digital N-bit Gray code | |
US4939517A (en) | Circuit for synchronizing transitions of bits in a digital code | |
US4686508A (en) | Analog-to-digital converter circuit | |
Blauschild | An 8b 50ns monolithic A/D converter with internal S/H | |
JPH0251301B2 (en) | ||
JPH06112824A (en) | Interpolation type a/d converter | |
JPS6243217A (en) | Code converting circuit for analog-to-digital converter | |
US6346904B1 (en) | Aliasing circuit and series interpolation cell of an analog-digital converter using such a circuit | |
JPS61144127A (en) | Analog digital converter | |
SU959275A1 (en) | Direct-read a-c converter |