JPS5885627A - Analog/digital converting circuit - Google Patents

Analog/digital converting circuit

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JPS5885627A
JPS5885627A JP19202982A JP19202982A JPS5885627A JP S5885627 A JPS5885627 A JP S5885627A JP 19202982 A JP19202982 A JP 19202982A JP 19202982 A JP19202982 A JP 19202982A JP S5885627 A JPS5885627 A JP S5885627A
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array
input
capacitive element
capacitive
circuit
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ジヨン・シ−・ドモガラ
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  • 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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はデジタルシステムに関するデータ取得に関連し
、さらに詳しくは、アナログからデシタルへのデータ変
換に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION This invention relates to data acquisition for digital systems, and more particularly to analog to digital data conversion.

異種の形式のシステム間におけるあらゆるインターフェ
ースの中で最も1要で且つ最も困難なインターフェース
は、通常システムのアナログ部分とデジタル部分の間を
連結することである。デジタル回路とアナログ回路の間
のインタフェースにはデジタル−アナログ変換回路又は
D / Aコンバータが含まれる。同様に、アメログ回
路とデジタル回路の間のインターフェース忙は、A/D
コンバータが含まれる。理想的なA/Dコンバータとは
、遅延時間なし釦またエラーを発生することなくアナロ
グ信号をデジタル信号に変換できるものである。もちろ
ん、このような理想的なコンバータはまだできていない
。しかしながら、いくらかの遅延を要し、限定的な精度
を持つA / Dコンバータは現存するがその精度及び
処理速fK応じて高価になる。A/D及びD/A変換を
行う為の技術は多数存在する。多数のA/D及びD/A
変換技術を説明する論文の1つとしては、バーナーr・
ゴーげンによる一文であって「リニア電子装置アナログ
/デジタル変換構造及びその起源、周辺、限界及び応用
」と題した1978年7月発行の回路システムのlK1
1tK会報OA8−25巻掲載のものがある。同じ刊行
物の中のこの他の一文も、MO8アナログ・デジタル変
換装置を示している。その論文は、1978年7月7日
発行回路及びシステムの工1!!I!XI!!会報ah
S−25巻に掲載されるボールR,グレイ及びデビツr
G、ホップスによる「全てMOEI型のアナログ−デジ
タル変換技術」と表題のつくものである。この論文は%
に、集積回路連続近似変換装置という見出しの下に、本
発明で使用される技術を示している。この技術は、19
75年12月発行固体回路の工mfim年報5a−10
巻に掲載、ポールR,グレイの以前の論文もあるジェー
ムス・L、マクリリー及びボールR,グレイによる「全
てMOa型の電荷リゾイストリビュージョン・アナログ
・デジタル変換技術」という表題の論文に示された電荷
リゾイストリピユージョン技術が含まれる。この電荷リ
ゾイストリビュージョン技術は加重された容量系子のバ
ンクを利用する。加重された容量素子を使うことの問題
は、製造の精度が応用に必要とされる精度を保証できな
いということにある。過去において、満足のゆく精度を
得るよう調整する為容量素子にはトリムが行われた。よ
り高度な分解度を得ることができる抵抗器及び容量素子
を有する1つの技術は、1979年:ocmm国際固体
回路学会誌の186頁に掲IIl!すれるグラハム・フ
オトヒ及びデビットA、ホツヂスによる[INMO日1
2bモノトニック25マイクロ秒ム/Dコンバータ]と
題丁−る論文に開示されている。この技術は容量素子の
電荷を効率良く変化させる抵抗バンクの使用を開示して
いる。もう一つのエラー修正技術は、アイヤG、 &ヤ
シシラ、バーゼルウエアー及びピータD、デラツげショ
ウによる[エラー修正14ビット20マイクロ秒0M0
8ム/DコンバータJ(1981年工KKII!国際固
体回路学会誌)と表題のつく一文に開示される。
The most important and most difficult of all interfaces between disparate types of systems is usually the link between the analog and digital parts of the system. The interface between digital and analog circuits includes digital-to-analog conversion circuits or D/A converters. Similarly, the interface between Amerolog circuits and digital circuits is
Contains converter. An ideal A/D converter is one that can convert an analog signal to a digital signal without delay or error. Of course, such an ideal converter has not yet been created. However, A/D converters that require some delay and have limited accuracy do exist, but are expensive depending on their accuracy and processing speed fK. Many techniques exist for performing A/D and D/A conversion. Multiple A/D and D/A
One of the papers explaining the conversion technology is Burner R.
1K1 of Circuit Systems, published in July 1978, entitled "Linear electronic device analog/digital conversion structure and its origins, peripherals, limitations, and applications" by Gogen.
There is one published in 1tK newsletter OA vol.8-25. Another passage in the same publication also refers to the MO8 analog-to-digital converter. The paper was published on July 7, 1978.Circuit and System Engineering 1! ! I! XI! ! Newsletter ah
Ball R, Gray and Debits R published in Volume S-25
It is entitled "All MOEI-type Analog-to-Digital Conversion Technology" by G. Hopps. This paper is %
shows the technique used in the present invention under the heading Integrated Circuit Continuous Approximation Conversion Device. This technology is 19
MFIM annual report on solid-state circuits published in December 1975 5a-10
Published in Volume 1, there is also an earlier paper by Paul R, Gray as presented in a paper entitled "All-MOa-type charge resolution distribution analog-to-digital conversion technology" by James L, McCreary and Ball R, Gray. Includes charge resoist repetition technology. This charge resolution distribution technique utilizes a bank of weighted capacitive elements. The problem with using weighted capacitive elements is that the manufacturing accuracy cannot guarantee the accuracy required for the application. In the past, capacitive elements have been trimmed to provide acceptable accuracy. One technique with resistors and capacitive elements that can obtain a higher degree of resolution was published in 1979: OCMM International Journal of Solid State Circuits, page 186, IIl! [INMO Day 1] by Graham Huotohi and David A.
2b monotonic 25 microsecond D/D converter]. This technique discloses the use of resistor banks to efficiently vary the charge of capacitive elements. Another error correction technique is [Error correction 14 bits 20 microseconds 0M0] by Aiya G, & Yashishira, Baselware and Peter D, Deratsugesho.
It is disclosed in a single sentence titled 8M/D Converter J (1981 Engineering KKII! Journal of the International Society of Solid State Circuits).

この技術は、冗長度を持つD/Aと連続近似レジスタを
使用するエラー修正回路を含んでいる。
This technique includes a redundant D/A and an error correction circuit that uses continuous approximation registers.

本発明によると、参照人力、アナログ入力、2進数で加
重された容量素子、抵抗器の配列内で直列に接続される
抵抗器、2進数で加重された容量素子配列における最小
の容量素子と同じ各′jitを持つ最下位ビット容量素
子、及び24つの入力とその2つの入力の電圧差を表示
する出力とを持つ比較回路を有するアナログ・デジタル
変換回路が提供される。第1のスイッチは、参照入力と
容量素子配列の上側の電極の間に接続される。第2のス
イッチは、参照入力と比較回路の第1人力の間に接続さ
れる。計数容量素子(5cale capacitor
 )も比較回路の第1人力に接続される。第3のスイッ
チは、最下位ビット容量素子とアナログ入力と抵抗器配
列の間に接続される。′I44のスイッチは、アナログ
入力と参照入力と容量素子配列の下側の電極の間に接続
される。アナログ人力をデジタル化した値を記憶するデ
ータレジスタも、修正回路及びマイクロコンピュータと
ともに設けられる。
According to the invention, the reference human power, analog input, binary weighted capacitive element, resistor connected in series within the resistor array, same as the smallest capacitive element in the binary weighted capacitive element array. An analog-to-digital conversion circuit is provided having a least significant bit capacitive element with each 'jit' and a comparator circuit having 24 inputs and an output indicative of the voltage difference between the two inputs. A first switch is connected between the reference input and the upper electrode of the capacitive element array. A second switch is connected between the reference input and the first input of the comparison circuit. 5cale capacitor
) is also connected to the first power of the comparison circuit. A third switch is connected between the least significant bit capacitive element, the analog input and the resistor array. The switch 'I44 is connected between the analog input, the reference input and the lower electrode of the capacitive element array. A data register for storing the digitized value of the analog human input is also provided along with a correction circuit and a microcomputer.

マイクロコンピュータは容を素子配列における電荷の修
正を行う為の一組の命令によって処理を行い、特定の2
進数の加重値から離れた容量値のあらゆる偏差を補償し
ている。次に、マイクロコンピュータは、容量素子配列
を用いて、アナログ入力のデジタル化した値の最上位ビ
ット位値を決定している。マイクロコンピュータは同じ
抵抗器配列を用いてアナログ入力の最下位ビット位置も
決定している。以下図を参照して本発明の詳細な説明す
る。
The microcomputer processes the charge by a set of instructions to modify the charge in the element array, and
Any deviation of the capacitance value away from the base weighted value is compensated for. The microcomputer then uses the capacitive element array to determine the most significant bit value of the digitized value of the analog input. Microcomputers also use the same resistor array to determine the least significant bit position of the analog input. The present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

第1図には電圧からデジタル信号へのコンバータを示す
図が示されている。コンバータに対する入力は、VRH
(電圧入力)である。参照電圧であるVRH及びVRL
は、デジタル的に量子化された電圧の範囲を規定する。
FIG. 1 shows a diagram illustrating a voltage to digital signal converter. The input to the converter is VRH
(voltage input). Reference voltage VRH and VRL
defines the range of digitally quantized voltages.

即ち、もしWIN > VRHである場合コンバータの
出力は、16進数の3 FFFとなり、もL WIN 
= (VRH−VRL ) / 2である場合、コンバ
ータの出力は、16進数2ダタク;もし、WIN <、
 VRLである場合、コンバータ出力は16進数のyy
5swである。コンバータは、電圧入力VINを童子化
する為に1荷リゾイストリビユージヨン技術を使用して
いる。このコンバータは、8つの容量素子5−12の配
列及び最下位から2査目のビットの容量索子13(即ち
、容量素子配列の中で最下位ビットの容量に容tl[が
等しい容量索子)に接続する抵抗器の配列26’に有し
ている。
That is, if WIN > VRH, the output of the converter will be 3 FFF in hexadecimal, and L WIN
= (VRH-VRL)/2, the output of the converter is 2 data in hexadecimal; if WIN <,
If VRL, the converter output is hexadecimal yy
It is 5sw. The converter uses single-load redistribution technology to transform the voltage input VIN. This converter consists of an array of eight capacitive elements 5-12 and a capacitive index 13 of the second bit from the least significant bit (i.e., a capacitive index 13 whose capacitance tl[is equal to the capacitance of the least significant bit in the capacitive element array). ) in the resistor array 26'.

抵抗器配列と容量素子の組合せによって、容量素子内1
列によって追加の6ビツトの分解が可能となり、容量素
子によって8ビツトの分解が提供される。リゾイストリ
ビュージョン技術を個別に説明する為には、読者は、1
978年7月発行のIKKK回路とシステムに関する報
告書CAB −25巻第7号掲載のポール、R,グレイ
及びデビットA、ホッジスによる[全てMOS型のアナ
ログ・デジタル変換技術」及び1975年12月発行の
I BEK固体回路字会誌5a−10巻第6号掲載のジ
ェームスL、マクリリー及びボールR,グレイによる[
全てMOS型の電荷リゾイストリ(ニージョンアナログ
・デジタル変換技術]を参考にしてほしい。これらの論
文は両方とも参照としてここに示す。第1図の回路は、
回[21を介して接続する8ビツトマイクロコンピユー
タ22と共働して容量素子配列内の容量素子に充軍され
た電荷な修正する為即ち、容量素子の加M(又は容量素
子の値)が正確に2進数で分配されるようにするエラー
回路27’に有している。換言すれば、リゾイストリビ
ュージョン技術に従って1.配列全体の合計善意がC1
である場合容量素子5は、CT/2の値、容量素子6は
CT/4の値、容量素子7は智4の値をとり以下同様に
分1される。比較回路4の出力に接続する回路27及び
マイクロコンピュータ22は、配列内の各々の容量索子
の加重エラーを決定し、各々の容量索子の加重を修正す
る為に必要な修正匝を決定している。
By the combination of resistor arrangement and capacitive element,
The columns allow an additional 6 bit resolution and the capacitive elements provide an 8 bit resolution. In order to explain the Rezoist distribution technology individually, the reader should refer to 1.
Paul, R. Gray and David A. Hodges, published in the report on IKKK circuits and systems, CAB-25, No. 7, published in July 1978 and published in December 1975. I BEK Solid State Circuit Journal Vol. 5a-10 No. 6 by James L. McCreary and Ball R. Gray [
Please refer to all MOS-type charge resolution (knee analog-to-digital conversion technology). Both of these papers are included here for reference. The circuit in Figure 1 is
In order to correct the charges charged in the capacitive elements in the capacitive element array in cooperation with the 8-bit microcomputer 22 connected through the circuit [21], the addition M of the capacitive elements (or the value of the capacitive elements) is accurate. It has an error circuit 27' which distributes it in binary numbers. In other words, according to the Rezoist distribution technique: 1. The total goodwill of the entire array is C1
In this case, the capacitive element 5 takes the value CT/2, the capacitive element 6 takes the value CT/4, and the capacitive element 7 takes the value CT4, and the following are similarly divided. A circuit 27 and microcomputer 22 connected to the output of the comparator circuit 4 determine the weighting error of each capacitive element in the array and determine the correction value necessary to correct the weighting of each capacitive element in the array. ing.

修正を行う為、各々の容量素子における変化は一度に1
が加重される。まず、回線28に電圧を与えることによ
ってMO8FFiTスイッチ素子1及び2が導通し、回
# vctが’VR11にセットされる。次にスイッチ
1及び2が閉じると、回線VQはフロートの状態になる
。(故に有効にVRHにセットされる。)容量素子12
が1にセットされると即ち、容量索子12の為のスイッ
チ38はVRHにセットされる。その間、スイッチ31
−37及び39はVRLにセットされる。次にVQ、は
以前のようにスイッチ2を介しVBHにリセットされる
。容量索子12はVRL Kセットされ、容量素子13
はそれぞれスイッチ38.39を介しVRHにセットさ
れる。
To perform the correction, the change in each capacitive element is one at a time.
is weighted. First, by applying a voltage to the line 28, the MO8FFiT switch elements 1 and 2 become conductive, and the line #vct is set to 'VR11. When switches 1 and 2 are then closed, line VQ becomes floating. (Therefore, it is effectively set to VRH.) Capacitive element 12
is set to 1, that is, the switch 38 for the capacitor 12 is set to VRH. Meanwhile, switch 31
-37 and 39 are set to VRL. VQ is then reset to VBH via switch 2 as before. The capacitive element 12 is set to VRL K, and the capacitive element 13
are set to VRH via switches 38 and 39, respectively.

これらの容量素子が予定通り同一の大きさで作られてい
る場合、VQ点はVRH’から変化しなくなる。
If these capacitive elements are made with the same size as planned, the VQ point will not change from VRH'.

しかしながら、VR)Iから離れる’VQの偏差は、回
線29を介して入力するvQを回線30上のVRHと比
較している比較回路4の出力からいずれも明らかKなる
However, the deviation of VQ away from VR)I is clearly K from the output of comparator circuit 4, which compares vQ input via line 29 with VRH on line 30.

修正回路は、この地点でゼロの修正係数に初期化され、
容量素子12に生じたエラーによって生まれる電圧差が
全て回線VQ上に現われるようになっていることに注意
してもらいたい。マイクロコンピュータ22に制御され
るエラー修正用のハードウェア21は、2進数の検索ア
ルゴリズムを使っている。このアルプリズムは、抵抗器
配列26及びエラー回路解読用ハードウェア18から接
続する容量索子14−17の値を変化させて、vQの電
圧を変化させている。これは、マイクロコンピュータに
よって8ビツトワードなエラーレジスタ20.内にロー
ドさせることによって行われる。最上位から6ビツトま
では、抵抗器配列26に接続され、スイッチ3!1通り
容量索子13を介しVGL K電荷を与える。最下位2
ビットは、エラー解読バーVウェア18によって解読さ
れ容量素子14−17に電荷を与えている。VQに修正
分の電荷が加えられると(又はVQからとり除かれると
)、比較回路4の出力は無効又はゼロになる。結果とし
て導きだされたエラーワードはその特定の容量素子に関
する修正係数として記憶される。容量索子12が修正さ
れた後で容量素子11は容量素子12と13の両方を使
って修正される。
The correction circuit is initialized to a zero correction coefficient at this point,
It should be noted that any voltage difference created by an error occurring in capacitive element 12 appears on line VQ. The error correction hardware 21 controlled by the microcomputer 22 uses a binary search algorithm. This Al prism changes the voltage of vQ by changing the values of the capacitors 14-17 connected from the resistor array 26 and the error circuit decoding hardware 18. This is stored in an 8-bit word error register 20. by the microcomputer. This is done by loading it into The six most significant bits are connected to a resistor array 26 and provide a VGLK charge via a capacitor 13 through a switch 3!1. bottom 2
The bits are decoded by error decoding bar Vware 18 and provide charge to capacitive elements 14-17. When a corrective charge is added to (or removed from) VQ, the output of comparator circuit 4 becomes invalid or zero. The resulting error word is stored as a correction factor for that particular capacitive element. After capacitive element 12 has been modified, capacitive element 11 is modified using both capacitive elements 12 and 13.

並列な容量素子12と13の合計は容量素子11の予定
値になる。容量素子12に関する修正係数が使用される
。容量素子11は、VRHにセットされ、容量索子12
及び13はVRL Kセットされる。
The sum of the parallel capacitive elements 12 and 13 becomes the planned value of the capacitive element 11. A modification factor for capacitive element 12 is used. The capacitive element 11 is set to VRH, and the capacitive element 12
and 13 are set to VRL K.

史にVQ、は前のようにVRHにリセットされる。容を
素子12及び13に対する電荷の修正値は既に記憶され
たので、エラーレジスタ20はゼロにリセットサれる。
Historically VQ is reset to VRH as before. Since the corrected charge values for elements 12 and 13 have already been stored, error register 20 is reset to zero.

容量素子12及び13は更[VR)Iにセットされ容を
素子11はVRLにセットされる。
Capacitive elements 12 and 13 are further set to [VR]I, and capacitive element 11 is set to VRL.

VQに現われる値とVRHとの差は、エラーを示し配列
内の8つ全部の容量素子に関するエラー修正係数を用い
2進数検索アルゴリズムを使ってマイクロコンピュータ
22がエラーはゼロにされる。
The difference between the value appearing on VQ and VRH indicates an error and the error is zeroed out by microcomputer 22 using a binary search algorithm using error correction coefficients for all eight capacitive elements in the array.

これ釦よってエラー取得の為のフェイズは完了する。This button completes the error acquisition phase.

ここで示す本発明の構造には2つのエラー発生源が存在
する。上記のエラー修正係数は、1つの源、即ち個々の
容量素子に対する加重エラーのみを計算している。もう
1つのエラー発生源とは、変換のシーケンスの行われる
闇にノーP41の電圧変化によって生まれるものである
。これら双方の発生源は、以下のエラー変換修正係数を
計算することで算出される。即ち Ot/21−0゜1 ここでC1は、全てのエラー修正係数の合計、1は個々
の容量素子に対する加重の纂 (この場合MSB=1、MOB + 1 = 2、LE
IB = 8 )01は、特定の容量素子に対する個々
のエラー修正係数。
There are two sources of error in the structure of the invention shown here. The above error correction factors only calculate the weighted error for one source, ie the individual capacitive element. Another source of error is that caused by voltage changes at P41 during the conversion sequence. Both of these sources are calculated by calculating the error conversion correction coefficients below. i.e. Ot/21-0°1 where C1 is the sum of all error correction coefficients, 1 is the sum of the weights for the individual capacitive elements (in this case MSB = 1, MOB + 1 = 2, LE
IB = 8)01 is the individual error correction factor for the specific capacitive element.

エラー変換修正係数はマイクロコンピュータ22内で計
算される。
The error conversion correction coefficients are calculated within the microcomputer 22.

これでコンバータは回線VTN上に与えられたアナログ
入力電圧をデジタル化する用意ができた。
The converter is now ready to digitize the analog input voltage applied on line VTN.

変換工程は、3つの段階から成る。即ち、サンプリング
、セットアツプ及びリゾイストリビュージョンである。
The conversion process consists of three stages. namely, sampling, set-up, and resolution distribution.

サンプリング段階の期間、前に示したように、VQはV
Rllにセットされている。容量素子5−13の下側の
電極はそれぞれスイッチ31−391を介してVTNに
接続される。セットアツプ段階の期間では、比較回路4
はクリアにされ、スイッチ1及び2はオフとなり、全て
の容量素子5−13はvRHK切り換えられる。この初
期化の期間中、ノード41の電圧はVRH+ VRH−
VTNの値をとる。リゾイストリビュージョン段階の期
間中、容量素子5のエラー値はエラーレジスタ20内に
ロードされ、容量素子スイッチ31が容量素子5をVR
I、と接続する。ノーP41の電圧が参照電圧より小さ
い値であるか(もしそうであればビットは1)又は参照
電圧と同じかそれ以上の値であるか(もしそうであれば
ビットはグである)のいずれかの判断は、比較回路によ
って行われる。
During the sampling phase, as shown earlier, VQ is V
It is set to Rll. The lower electrodes of capacitive elements 5-13 are connected to VTN via switches 31-391, respectively. During the setup phase, the comparator circuit 4
is cleared, switches 1 and 2 are turned off, and all capacitive elements 5-13 are switched to vRHK. During this initialization period, the voltage at node 41 is VRH+ VRH-
Takes the value of VTN. During the resolution phase, the error value of the capacitive element 5 is loaded into the error register 20 and the capacitive element switch 31 switches the capacitive element 5 to VR.
Connect with I. Whether the voltage at No.P41 is less than the reference voltage (if so, the bit is 1) or is equal to or greater than the reference voltage (if so, the bit is G). This determination is made by a comparison circuit.

ビットが1であれば、容量素子はVRLと接続したまま
である。もし1でなければ、容量素子は、前述のりディ
ストリビューション技術で説明した通りVRHに再び接
続される。容量素子5がVRHに接続される場合、エラ
ー変換修正係数がエラーレジスタからとりだされる。容
量素子5がVRLに接続される場合、このエラー変換修
正係数は次の容量素子6のエラー変換修正係数と合計さ
れ、エラーレジスタ20内に入力される。前記と同じ工
程が電荷リゾイストリビュージョン技術で前述した通り
反復される。ビット値が1である容量素子は、エラーレ
ジスタ20からとりだしたその素子のそれぞれのエラー
変換修正係数ヲ有するので、電荷リゾイストリビュージ
ョンのシーケンスが完了した時点で、エラーレジスタ2
0における合計は以下のようになることを注意しなくて
はならない。
If the bit is 1, the capacitive element remains connected to VRL. If it is not 1, the capacitive element is reconnected to the VRH as described in the redistribution technique above. If capacitive element 5 is connected to VRH, error conversion correction coefficients are retrieved from the error register. If capacitive element 5 is connected to VRL, this error conversion correction coefficient is summed with the error conversion correction coefficient of the next capacitive element 6 and input into error register 20. The same steps described above are repeated as described above with the charge reso-rist distribution technique. A capacitive element with a bit value of 1 has its own error conversion correction coefficient taken out from the error register 20, so when the charge resolution distribution sequence is completed, the error register 2
It must be noted that the sum at 0 is:

ここでBはビット値な示す。OTはエラー修正係数の合
計を示す。1は、個々の容量素子の加重位置を示す。(
ここでM2R= 1及びL8B =8 ) 01ciは
、個々の容量素子のエラー修正係数を示す。
Here, B indicates a bit value. OT indicates the total error correction coefficient. 1 indicates the weighted position of each capacitive element. (
where M2R=1 and L8B=8) 01ci denotes the error correction coefficient of the individual capacitive element.

第1回圧おいても、スイッチ1及びそれに接続する容量
素子3の大きさは、容量素子配列を持つスイッチ2に関
連して計量される。このことは、MO13)ランジスタ
スイツチのr−トからソース/Fレインに対する容量的
結合が電圧に依存して発生することによって起こる精度
の問題を解決する一手段として必要とされる。容量素子
配列の容量が大きいので、スイッチ1−の大きさは大き
くなり、スイッチ1の抵抗値は、速いサンプル″4を得
る為に低くする必要がある。
Even in the first pressure, the size of the switch 1 and the capacitive element 3 connected thereto is measured in relation to the switch 2 having the capacitive element array. This is required as a means of solving the accuracy problem caused by voltage-dependent capacitive coupling from the r-to-source/F-rain of the MO13 transistor switch. Since the capacitance of the capacitive element array is large, the size of switch 1- is large and the resistance value of switch 1 needs to be low in order to obtain a fast sample "4".

電荷はスイッチ1,2から充電され、容量素子配列スイ
ッチは、デート電圧の変化に直線的な関係をもち、これ
らのスイッチのソース/ビレ・インの電位に非直線的な
関係を持つ。さらに一般的に言えは、減結合電圧は参照
電圧及びアナログ人力の関数である。アナログ入力は未
知であるので、その影響は打ち消されなくてはならない
。これは、スイッチを順次閉じることによっ、て実行さ
れる。
Charge is charged from switches 1 and 2, the capacitive element array switches having a linear relationship to the change in date voltage and a non-linear relationship to the source/bilay in potential of these switches. More generally, the decoupling voltage is a function of the reference voltage and analog human power. Since the analog input is unknown, its effects must be canceled out. This is done by sequentially closing the switches.

スイッチ31−39の全てのスイッチが閉じる以前にス
イッチ2を閉じることで容量配列の上側の電極に電荷が
蓄積される。参照入力の関数である減結合電圧は、スイ
ッチ1及び容量素子3の大きさをスイッチ2及び容量素
子5−13配列の大きさに対して所定の割合にすること
Kよって無視できるようにすることができる。即ち、容
量素子3が容量素子5−13の配列のIA4の容量を持
つ場合、スイッチ1は、スイッチ2のr−ト/ドレイン
容量のl/14のf−)/ドレイン容量を持つように作
られる。このことは、2つのスイッチの大きさを選択し
て作ることによって可能である。#!結合電圧は次に微
分されて比較回路4に与えられ、比較回路の共通モード
阻止機能によって打ち消される。
By closing switch 2 before all switches 31-39 are closed, charge is accumulated on the upper electrode of the capacitor array. The decoupling voltage, which is a function of the reference input, is made negligible by making the size of the switch 1 and the capacitive element 3 a predetermined ratio to the size of the switch 2 and the capacitive element 5-13 array. I can do it. That is, when capacitive element 3 has a capacitance of IA4 in the arrangement of capacitive elements 5-13, switch 1 is constructed to have f-)/drain capacitance that is l/14 of r-t/drain capacitance of switch 2. It will be done. This is possible by selectively sizing the two switches. #! The combined voltage is then differentiated and applied to the comparator circuit 4, where it is canceled by the common mode blocking function of the comparator circuit.

エラーを取得し修正するフェイズと変換を行うフェイズ
の両方の期間中、抵抗器配列26と容量素子13が使用
されることを覚えていてもらいたい。抵抗器配列26は
、変換フェイズ専用の64の中間接点Ltap)を持ち
、これは、回線24を介しこれらの中間接点を電圧のデ
ジタル化した値の最下位6ビツトを有する6ビツトシフ
トレジスタ23に接続されている。抵抗器配列26は、
前述の64の中間接点の中間に接続する追加の64の中
間接点を持つ。第2組の・64の中間接点は回線19を
介しエラーレジスタ10に接続される。エラーレジスタ
20の追加の2ビツトは、前述のエラーデコーダ18に
接続される。この構成を用いることで単一の抵抗器配列
26が2つの別々の機能即ちエラーの取得及び修正の機
能と変換の機能とを果7S:てことができるようになる
It should be remembered that resistor array 26 and capacitive element 13 are used during both the error acquisition and correction phase and the transformation phase. The resistor array 26 has 64 intermediate junctions (Ltap) dedicated to the conversion phase, which connects these intermediate junctions via the line 24 to a 6-bit shift register 23 containing the 6 least significant bits of the digitized value of the voltage. It is connected. The resistor array 26 is
It has an additional 64 intermediate points connecting to the middle of the previous 64 intermediate points. The second set of .64 intermediate nodes are connected to the error register 10 via line 19. Two additional bits of error register 20 are connected to error decoder 18 previously described. This configuration allows a single resistor array 26 to perform two separate functions: error acquisition and correction and conversion.

このコンバータの構成が従来技術と異っている点は、容
量素子/抵抗器の構造にある。従来は、抵抗器配列は、
最上位ビット位置を決定する為に使用され、容量素子配
列は最下位ビット位置を決定する為に使用された。開示
している構造の利点は、抵抗器配列においてロードを行
うことを減少させ変換の速度を向上させたことである。
The configuration of this converter differs from the conventional technology in the structure of the capacitive element/resistor. Traditionally, the resistor array is
The capacitor array was used to determine the most significant bit position, and the capacitive element array was used to determine the least significant bit position. An advantage of the disclosed structure is that it reduces loading on the resistor array and increases the speed of conversion.

開示される構成の欠点は、容量素子配列内の刀口菖エラ
ーによって動作が不安定になる事である。この欠点は、
エラー修正シーケンスによって本発明の構成ではとり除
かれている。従来技術と異る第2の点は、抵抗器配列2
6が、N型拡散ではなくポリシリコンの相互接続を用い
て製造されることである。
A drawback of the disclosed configuration is that it may become unstable due to the error in the capacitive element array. This drawback is
This is eliminated in the present configuration by the error correction sequence. The second difference from the conventional technology is that the resistor array 2
6 is fabricated using polysilicon interconnects rather than N-type diffusions.

このポリシリコンの使用によって、N型拡散を用いるこ
とで導電率に電圧が影響し動作が一定しなくなる整置な
避けることができる。
By using this polysilicon, it is possible to avoid irregularities in operation due to the influence of voltage on conductivity due to the use of N-type diffusion.

第2図は、ブロック図にしたコンバータ51を示し、コ
ンバータ51に対する入力は回線52に15ボルト、回
線53上にVRH(i4参照電圧)、回線54丘にWI
N (電圧入力) 、 回es S上&CVRIJ(低
参照電圧)、回線56上に信号接地電位さらに回線57
上にはチップ接地電位を有している。
FIG. 2 shows converter 51 in block diagram form, with the inputs to converter 51 being 15 volts on line 52, VRH (i4 reference voltage) on line 53, and WI on line 54.
N (voltage input), on es S & CVRIJ (low reference voltage), signal ground potential on line 56 plus line 57
The top has a chip ground potential.

回IIM5B及び59は、8ビツトの平列入力/出力ポ
ートであって、このボートはそれぞれ60及び610番
号がつく人力/出力ボートでマイクロコンピュータ63
に接続する。マイクロコンピュータ63に相互接続され
ることによって、コンバータ51とマイクロプロセッサ
63の間のデータ及びアドレ哀の転送を可能にし、コン
バータ51の出力は、14本の並列する1gI線62に
含まれている。オペレーション上では、VRHは、好ま
しい実施例に従って2から10deルトの闇にセットす
ることができる。好ましい実施例におけるVRLは、V
RHと重ならないようにしてOffルトから5ボルトの
間でセットされる。回線24上の電圧入力は、前述のV
P、LとVRHの値の間でデジタル化される。
IIM5B and 59 are 8-bit parallel input/output ports, and this port is a human power/output port numbered 60 and 610, respectively, and the microcomputer 63.
Connect to. Interconnected to a microcomputer 63 to allow data and address transfer between converter 51 and microprocessor 63, the output of converter 51 is included in fourteen parallel 1gI lines 62. In operation, the VRH can be set to 2 to 10 delts of darkness according to the preferred embodiment. VRL in the preferred embodiment is V
It is set between 5 volts from Off so that it does not overlap with RH. The voltage input on line 24 is the aforementioned V
It is digitized between the values of P, L and VRH.

第6図は、コンバータ51の試験実施例の為の、チップ
上の配置を示している。Bボートは、チップ75上の位
置77に配置され、Cボートは、76に配置される。B
ボートは、チップ外のマイクロコンピュータに含まれる
メモリの為のメモリ制御として慟〈。0ボートは、チッ
プ外のマイクロコンビュータからひぎだ丁メモリアドレ
ス及びメモリデータの為の多電アドレスデータボートと
して働く。区域78はコンバータの14本の回線出力を
表示し、区域79は先に述べた接地電位及び−直圧入力
VRH,VRLを含むアナログインターフェースを示し
ている。この試験構造は、実際は6つの別個のコンバー
タ80.81及び82を有している。
FIG. 6 shows the on-chip layout for a test example of converter 51. The B boat is located at position 77 on chip 75 and the C boat is located at 76. B
The board is used as a memory controller for the memory contained in the microcomputer off-chip. The 0 port serves as a multi-address data port for memory addresses and memory data from the off-chip microcomputer. Area 78 represents the 14 line outputs of the converter, and area 79 represents the analog interface, including the previously mentioned ground potential and -DC inputs VRH, VRL. This test structure actually has six separate converters 80, 81 and 82.

コンバータ80は、金属・RFiOX・モウト型容量素
子を有していてこの容量素子は、成長したリン含有酸化
物を有している。コンバータ81は、高ドーズ注入のチ
ャンネルを持つポリシリコンプート酸化物を有するコン
バータである。コンバータ80及び81は両方とも抵抗
器配列を有している。コンバータ82はポリシリコンの
抵抗器配列コンバータである。チップ75上で6つのコ
ンバータ80,81及び82’Y別々に分けたのは試験
的な目的の為である。A/Dコンバータの製造において
、好ましい実施例では、単一チップ上に金属コンバータ
又はポリシリコンコンバータのいずれかを含み、第1図
で概略を示した通り接続される。金属コンバータ80及
びポリシリコンコンバータ81は、各々、8つの別個の
レジスタを有している。最初の2つのレジスタ85.8
6は制御レジスタで、あって、個々のコンバータのオペ
レーションを制御している。ポリシリコンコンバータ8
1上のこれに相当するレジスタは、レジスタ91及び9
2である。
Converter 80 includes a metal/RFiOX/Mout type capacitive element that includes a grown phosphorus-containing oxide. Converter 81 is a converter having a polysilicon putative oxide with a high dose implanted channel. Converters 80 and 81 both have resistor arrays. Converter 82 is a polysilicon resistor array converter. The separate separation of the six converters 80, 81 and 82'Y on chip 75 is for experimental purposes. In the manufacture of A/D converters, preferred embodiments include either metal converters or polysilicon converters on a single chip, connected as schematically shown in FIG. Metal converter 80 and polysilicon converter 81 each have eight separate resistors. first two registers 85.8
6 is a control register, which controls the operation of each converter. Polysilicon converter 8
The corresponding registers on 1 are registers 91 and 9.
It is 2.

次の2つのレジスタ8T及び8Bは、第1図のレジスタ
25及び23に相当するデータレジスタである。ポリシ
リコンコンバータ81においてこれに相当するレジスタ
は、レジスタ93及び94である。金属コンバータ80
におけるレジスタ89は、マイクロコンピュータから送
られるデータを一時的に記憶する一時的レジスタである
。ポIJ シ13コンコンバータ81におけるこれに相
当スるレジスタは、レジスタ95である。金属コンバー
タ80に於てi#*″′に残ったレジスタは、5g1図
のエラーレジスタ20に相当するレジスタ90である。
The next two registers 8T and 8B are data registers corresponding to registers 25 and 23 in FIG. Corresponding registers in polysilicon converter 81 are registers 93 and 94. metal converter 80
The register 89 in is a temporary register that temporarily stores data sent from the microcomputer. The register corresponding to this in the POIJ converter 81 is the register 95. The register remaining at i#*''' in metal converter 80 is register 90, which corresponds to error register 20 in Figure 5g1.

ポリシリコンコンバータ81内のエラーレジスタは、レ
ジスタ96である。ポリシリコン抵抗器コンバータ82
は、第1図のレジスタ23に相当する1つのレジスタ9
8を有している。これらのレジスタは全てBボート77
の制御をうけてCボート76を通しマイクロコンピュー
タによつた調整可能である。Bボート77を通してアド
レスといっしょにマイクロコンピュータから送られるA
LATOH信号は金属コンバータ80又はデコーダ97
又はポリシリコンコンバータ81に与える為、デコーダ
84に送られる。ムLATCHは、0ボートから送られ
てきた情報がアドレス情報か又はデータ情報であるかを
特定している。0ボートからアドレスが送られてきた時
、このアドレスはデコーダ84又は97のどちらかによ
って解読され、金属コンバータ80又はポリシリコンコ
ンバータ81のいずれかの中にある6つのレジスタの内
1つを選択する。1度選択されると、このレジスタは、
Cボートを通してマイクロコンぎユータに書込み及び読
み出しを行うことができる。追加のレジスタ83が加え
られ、このレジスタは、6つのコンバータ80,81,
82のうちのどれがテストオペレーションを実行するか
を決定する通釈レジスタとして働いている。ポリシリコ
ンコンバータ82は、0ボートを通してマイクロコンピ
ュータから同じくアドレスされたレジスタ981に有し
ている。
The error register within polysilicon converter 81 is register 96. Polysilicon resistor converter 82
is one register 9 corresponding to register 23 in FIG.
It has 8. All these registers are B boat 77
It can be adjusted by a microcomputer through a C port 76 under the control of the microcomputer. A sent from the microcomputer along with the address through the B boat 77
The LATOH signal is a metal converter 80 or a decoder 97.
Alternatively, it is sent to a decoder 84 to be provided to a polysilicon converter 81. The mu LATCH specifies whether the information sent from the 0 boat is address information or data information. When an address is sent from the 0 port, it is decoded by either decoder 84 or 97 and selects one of six registers in either metal converter 80 or polysilicon converter 81. . Once selected, this register
It is possible to write to and read from the microcomputer through the C port. An additional register 83 is added, which registers the six converters 80, 81,
82 serves as an interpretation register that determines which of the 82 will perform a test operation. Polysilicon converter 82 has register 981 also addressed from the microcomputer through the 0 port.

第4図は本発明のコンバータを使用する半導体チップ構
成の好ましい実施例を示している。
FIG. 4 shows a preferred embodiment of a semiconductor chip configuration using the converter of the present invention.

第4図はアナログ/デジタルコンバータ102に接続さ
れるマイクロプロセッサの部分99を持つチップ101
を示している。このアナログ/デジタルコンバータ10
2は、更に小型マイクロコンピュータ103に接続され
る。小型マイクロコンピュータ103)−1マイクロコ
ンピユータ99を簡略化したものであってこのマイクロ
コンピュータ103は、単に少容量のメモリ又はレジス
タ、演算オペレーションをALtTと共にシーケンスに
沿って実行させるエラー修正及び変換の実行を制御する
小容量のROMを有している。この構成において、チッ
プ101ではアナログ電圧入力をアナログ/デジタルコ
ンバータ102に送り、入力データがマイクロプロセッ
サ99に与えられこれを更にデジタル出力圧して送り出
される。
FIG. 4 shows a chip 101 with a microprocessor section 99 connected to an analog/digital converter 102.
It shows. This analog/digital converter 10
2 is further connected to a small microcomputer 103. Small microcomputer 103)-1 This microcomputer 103 is a simplified version of the microcomputer 99, and this microcomputer 103 simply uses a small amount of memory or registers, and performs error correction and conversion by executing arithmetic operations in sequence with ALtT. It has a small capacity ROM for control. In this configuration, chip 101 sends an analog voltage input to analog/digital converter 102, and the input data is provided to microprocessor 99, which further converts it into a digital output voltage and sends it out.

第5図は、第6図に示したチップ75に対するBボート
インターフェースを図示している。Bボートはマイクロ
プロセッサのBボートに相当する。
FIG. 5 illustrates the B boat interface to chip 75 shown in FIG. The B-Boat corresponds to the B-Boat of a microprocessor.

本実施例内で使用される特別なマイクロ7″9セツサは
、米国特軒出願第       号(T1−8922)
に開示され、ここに参照として示す。
The special micro 7″9 setter used in this example is disclosed in U.S. Special Application No. (T1-8922).
and is incorporated herein by reference.

Bボートは8FT 、  0NVT/AQI!i 、 
 NR8T 、  NO8、AL。
Boat B is 8FT, 0NVT/AQI! i,
NR8T, NO8, AL.

R/’W、ENと印をつけた7つのパツrt有している
。5IFTパツげは、マイクロプロセッサからシフト命
令を受けとっている。0NVT/AQIeは、試験が行
われた装置が変換モード、即ち、アナログ入力のt圧=
0を14ビツトデジタルワードに変換するモードである
か又は、前述したエラー取得モードであるかのいずれか
を特定している。NR8TパツVは、装置に関しアクテ
ィブ低電位であるリセットパッドである。NO8O8パ
ラアクティブ低電位であるチップ選択パッドである。チ
ップの選択によってチップ上の全ての入力及び出力ポー
トリ高インピーダンス状態になる。ALパッドは、Cボ
ートに存在する情報がアドレス又はデータのいずれであ
るかを特定するムLATOH信号を受けとる。
It has seven parts marked R/'W, EN. 5IFT Patsuge receives shift commands from the microprocessor. 0NVT/AQIe indicates that the device being tested is in conversion mode, i.e. t pressure at analog input =
It specifies either the mode for converting 0 into a 14-bit digital word or the error acquisition mode described above. NR8T pad V is a reset pad that is an active low potential for the device. NO8O8 is a chip selection pad that is a para-active low potential. Selection of the chip places all input and output ports on the chip into a high impedance state. The AL pad receives a MLATOH signal that specifies whether the information present on the C boat is an address or data.

R/Wは、マイクロコンピュータによって行われる情報
アクセスオペレーションが読みだしであるか沓ぎ込みで
あるかを特定している。KN信号は作動アクティブ低電
位イぎ号である区域110における論理回路が、ポリシ
リコンコンバータ又は金属コンバータ又は、テストコン
バータのいずれかに対しシフト信号を発生し、マイクロ
コンピュータから送られるシフト信号から特定されたコ
ンバータを示す個々の選択信号及゛び、後述するクラン
プ信号を発生している。NO8回線又はチップ選択アク
ティブ低電位回線は、チップが選択されなかった時にチ
ップの作動を停止する為の入力であることに注意してほ
しい。区域111に於る論理回路は、VQ回線リセット
信号であるVQ、R8Tを発生し第1図のvQ回SVリ
セットする。このマイクロプロセッサから与えられたリ
セット信号が変換4g号、チップ選択信号と共に内部リ
セット信号を発生する。区域112にお叶る論理回路は
ALATOH、チップ選択信号、読出し/書込み信号を
受けとり、それぞれデータ入力信号NPD工及びデータ
出力信号NPDQを発生している。これらの信号は、O
ボート忙送られる入力/出力制御信号として使われる。
The R/W specifies whether the information access operation performed by the microcomputer is a read or a write. The KN signal is an active low voltage signal.The logic circuit in area 110 generates a shift signal for either the polysilicon converter or the metal converter or the test converter, which is determined from the shift signal sent from the microcomputer. It generates individual selection signals indicating which converters are selected and a clamp signal, which will be described later. Note that the NO8 line or chip select active low potential line is the input to stop the chip from operating when the chip is not selected. The logic circuit in area 111 generates the VQ line reset signal VQ, R8T and resets SV vQ times in FIG. The reset signal given from this microprocessor generates an internal reset signal together with the converter 4g and chip selection signal. Logic circuitry corresponding to area 112 receives ALATOH, a chip select signal, a read/write signal, and generates a data input signal NPD and a data output signal NPDQ, respectively. These signals are O
Used as input/output control signals sent to the boat.

NRAlli及びNWA1回線は、両方−1と本アクテ
ィブ低電位であるバスA作動続出し及びバスA作動書込
み信号として働き、ボート内のムバスへの壷キこみ′及
びそこからの読出しを可能にする。j!1後K。
The NRAlli and NWA1 lines serve as the bus A active and bus A active write signals, both -1 and active low, allowing writes to and reads from the bus within the boat. j! K after 1.

ALT及びALF回線はコンバータの為の制御レジスタ
に送るALATOH真とムLATOH偽信号として使用
される。
The ALT and ALF lines are used as ALATOH true and ALATOH false signals to feed the control registers for the converter.

第6図は、Cボート及び選択レジスタを示している。C
ボートは、14ビット持っていて論理はD14に関して
のみ示されている。Cボートは、14本の回線から成る
Dバス120に接続される。
FIG. 6 shows the C-vote and selection registers. C
The port has 14 bits and the logic is shown only for D14. The C-boat is connected to a D-bus 120 consisting of 14 lines.

D14ではチップが選択されなかった時にボートを高イ
ンピーダンス状態にする≠ツブ選択アクティブ低電位信
号に制御されながらパッドDI4上にデ、−夕がロード
されていることを覚えて?かなくてはならない。また、
 HDTA即ち、高電位データkAに入力という信号又
はLDTA、低電位データをムに入力という信号に従っ
てDパス上の情報なAバス上に入力させる#i埋回路も
示されている。この論理回路によってCボートにおける
出力となるデータは、必要とされる時に0ボートを通し
て出力される。ムバス121に接続する選択レジスタ1
22も示されている。選択レジスタ122は、A51の
ビット位置に示されるALATO)!内に記憶される7
ビツトの情報を有している。このラッチは、2つの信号
、即ちAバスから選択されたSLFム及びAパスに対し
選択されたSL’l’A ICよって制御されて選択レ
ジスタ122の読出し及び書込みを行う。ビット位置は
選択レジスタ122において特定の出力名を持っている
点に注意して欲しい。NMBは金属コンバータ選択信号
でアクティブ低電位である。NPBは、ポリシリコンコ
ンバータ選択信号でアクティブ低電位である。NT日は
、テストコンバータ選択信号でアクティブ低電位である
。R]1li13 OLは、分解ビットである。N(3
MFTは変換ビット信号でアクティブ低電位である。N
8MPSLは、サンプル選択信号でアクティブ低電位で
ある。
Remember that D14 is loaded onto pad DI4 under the control of the ≠ knob select active low potential signal that puts the board in a high impedance state when no chip is selected? It has to happen. Also,
Also shown is an #i embedded circuit that inputs information onto the A bus on the D path in accordance with a signal indicating HDTA, ie, input high potential data kA, or a signal LDTA, ie, input low potential data kA. Data that is output on the C port by this logic circuit is output through the 0 port when needed. Selection register 1 connected to bus 121
22 is also shown. The selection register 122 is set to ALATO), which is indicated at bit position A51. 7 stored within
Contains bit information. This latch is controlled to read and write the selection register 122 by two signals: the SLF module selected from the A bus and the SL'l'A IC selected for the A path. Note that bit positions have specific output names in selection register 122. NMB is a metal converter selection signal and is an active low potential. NPB is a polysilicon converter selection signal and is an active low potential. NT day is the test converter selection signal and is an active low potential. R]1li13 OL is a decomposition bit. N(3
The MFT is active low on the conversion bit signal. N
8MPSL is a sample selection signal and is an active low potential.

NOF’8TOは、オフセット選択信号でアクティブ低
電位である。これらの制御信号は比較回路の中の制約さ
れたハードウェアを選択し試験する。
NOF'8TO is an offset selection signal and is an active low potential. These control signals select and test constrained hardware within the comparator circuit.

第7図は、マイクロコンピュータに接続する8ビツトの
入力/出力ボートであるCボートを示している。8ビツ
トの各位置は、入力及び出力パッドを有するC521と
して示されるビット位置と同一である。このcy3位置
には、それぞれNPD工即ちホードデータ入力及びNP
DO即ちポートデータ出力に接続される論理によって制
御される入力及び出力が含まれる。
FIG. 7 shows the C port, which is an 8-bit input/output port that connects to the microcomputer. Each of the 8 bit positions is identical to the bit position shown as C521 with input and output pads. This cy3 position has an NPD input, that is, a hoard data input, and an NP
It includes inputs and outputs controlled by logic connected to the DO or port data output.

第8図は、ポリシリコンコンバータの為のコード論理回
路を示している。この解読論理回路には、8ビツト(A
p−A7)を有するアドレスラッチが含まれることを注
意して欲しい。゛これらの回線はAバスに接続し、AL
T 、即ちALATOH真、及びALAF即ちムLAT
CH偽という形式のALATOH信号に制御されて、A
バス外圧アドレスをラッチしておくことができる。次に
アドレス信号は、プログラム論理配列130で解Uされ
、信号TZXAP 。
FIG. 8 shows the code logic circuit for the polysilicon converter. This decoding logic circuit contains 8 bits (A
Note that an address latch with p-A7) is included.゛These lines connect to the A bus and
T, i.e., ALATOH true, and ALAF, i.e., mu LAT
Controlled by the ALATOH signal in the form of CH false, A
The bus external pressure address can be latched. The address signal is then interpreted by program logic array 130 and outputs signal TZXAP.

TOXAP、 I!1DXAP、 0BXAP、 RB
XAP、 EILXA、及びRDAOとなる。各々の別
個の信号が、信号の真偽を示すデュアル型の出力である
ことに注意して欲しい。例えば、 TZXAPは、ポリ
シリコンバータに対するムパスに関し一時的に0をレジ
スタするレジスタを意味する。この信号は更にAパスか
らポリシリコンコンバータに対する0の一時的しシスタ
を示すTZFAP及びポリシリコンコンバータからムバ
スに対するOの一時的レジスタを示j TZTAPであ
る2つの信号になる。これによって後で説明する通り0
の一時的レジスタに対する入力・出力が可能になる。T
OXAPも1の一時的レジスタで同様の様態を行い、こ
れも後で説明する。前に述べた0の一時的レジスタ回線
と同様に、回路のTOXAP K @する部分も、TO
FAP及びTOTAPと062本の回線となる。IDX
APは、エラーデジタル/アナログコンバータ(DAC
)レジスタの入力及び出力を制御している。0BXAP
は、答′Jlt累子ピットレジスタに対する入力を制御
している。RBXAPは、抵抗器ビットレジスタの入力
及び出力を制御している。SI、XAは、前述の選択レ
ジスタの人力及び田方を制御している。RDAOは、テ
ストコンバータに対する人力及び出力を制御している。
TOXAP, I! 1DXAP, 0BXAP, RB
They are XAP, EILXA, and RDAO. Note that each separate signal is a dual output indicating whether the signal is true or false. For example, TZXAP means a register that temporarily registers 0 regarding the pass to the polysilicon converter. This signal further becomes two signals, TZFAP, which indicates a temporary register of 0 from the A path to the polysilicon converter, and j_TZTAP, which indicates a temporary register of O from the polysilicon converter to the bus. As explained later, this causes 0
Input/output to the temporary register becomes possible. T
OXAP does a similar thing with one temporary register, which will also be explained later. Similar to the 0 temporary register line mentioned earlier, the TOXAP K@ portion of the circuit also
There will be 062 lines with FAP and TOTAP. IDX
AP is an error digital/analog converter (DAC)
) Controls register input and output. 0BXAP
is controlling the input to the answer'Jlt cunt pit register. RBXAP controls the input and output of the resistor bit register. SI and XA control the selection register mentioned above. The RDAO controls the manpower and output to the test converter.

第9図は、金属コンバータに関するアドレスラッチ及び
アrレス解絖回路を図示している。ここでこの回路は、
第8図のポリシリコンコンバータに関して示した回路と
同一であることを覚えておかなくてはならない。バス1
35上の出力信号は、0の一時的レジスタ、1の一時的
レジスタ、エラー DACレジスタ、容量素子ビットレ
ジスタ及び抵抗器ピットレジスタに関する信号と同じで
ある。
FIG. 9 illustrates an address latch and address release circuit for a metal converter. Here this circuit is
It must be remembered that the circuit is identical to that shown for the polysilicon converter of FIG. bus 1
The output signals on 35 are the same as those for the 0 temporary register, the 1 temporary register, the error DAC register, the capacitor bit register, and the resistor pit register.

しかしながら、その他の信号即ちHDTA及びLDTA
は、データがCポートを通って出力されるようKDババ
ス上内容のAバス上へのロードを制御する。前にも述べ
たHDムは高電位データなムパスに送ることを意味し、
LDTAは低−位データなAパスに送ることを意味する
However, other signals i.e. HDTA and LDTA
controls the loading of the contents on the KD bus onto the A bus so that the data is output through the C port. The HD module mentioned earlier means sending high potential data to the path.
LDTA means sending low-level data to the A path.

第10図は、ポリシリコンコンバータ又は金属コンバー
タのいずれかに同一である抵抗器配列を図示している。
FIG. 10 illustrates a resistor arrangement that is identical to either a polysilicon converter or a metal converter.

この配列145は、前に説明した通りエラーの修正及び
変換の2つの目的を果たしている。変換の実行に関して
は、144で示す回線から入力が受けとられて中間接点
に与えられ抵抗器配列へと送られ更に、容量素子141
に接続されていることに注意してはしい。容量素子14
1は、第1図の容量素子13に相当する。エラー修正を
行う側では、回[143から6ビツトの入力を受けとっ
ている。エラー修正には2つの働きがあって2回1i1
46は、第1図)vQ回線に電荷を追加したりとり除い
たりする為の中央の線であることに気をつけてほしい。
This array 145 serves the dual purpose of error correction and translation, as previously explained. With respect to performing the conversion, an input is received from the line indicated at 144 and applied to the intermediate junction and to the resistor array, and further to the capacitive element 141.
Note that it is connected to Yes. Capacitive element 14
1 corresponds to the capacitive element 13 in FIG. The error correction side receives a 6-bit input from [143]. Error correction has two functions, 2 times 1i1
Note that 46 is the central line for adding and removing charge from the vQ line (Figure 1).

エラー値の取得に使用する抵抗器配列145の中間接点
における出力は、エラー修正論理回路142に接続され
これは、更に容量素子バンク140に接続される。第1
0図の容量素子バンク140は、第1図の容量素子14
,15,16゜17に相当する。これらの容量素子14
0は、工ラー修正の分解度を上げる為に設置される。6
ビツト143は前述の6ビツトのエラーワードを制御し
、容量素子141を通る電荷を制御している。
The output at the intermediate junction of the resistor array 145 used to obtain the error value is connected to an error correction logic circuit 142 which in turn is connected to the capacitive element bank 140 . 1st
The capacitive element bank 140 in FIG. 0 is the capacitive element bank 140 in FIG.
, 15, 16°17. These capacitive elements 14
0 is set to increase the resolution of engineer corrections. 6
Bit 143 controls the aforementioned 6-bit error word and controls the charge passing through capacitive element 141.

エラーレジスタ内の残る2ビツトは、後述するエラー論
理142を制御する。容量素子配列自体は、5ミクロン
の長さのポリシリコンを折り曲げ形式で作られた抵抗器
であって折り曲げ型の抵抗器の一方に64の中間接点を
持ち、反対側圧また64−の中間接点を持つポリシリコ
ン抵抗器から成る。
The remaining two bits in the error register control error logic 142, described below. The capacitive element array itself is a resistor made by bending polysilicon with a length of 5 microns, and has 64 intermediate contacts on one side of the folded resistor, and 64 - intermediate contacts on the other side. Consisting of polysilicon resistors with

64の中間接点の一方の組は、分解レジスタ専用であっ
てもう一方の64の中間接点の組は、前述のエラー修正
レジスタに接続する。
One set of 64 intermediate points is dedicated to the resolution registers and the other set of 64 intermediate points connects to the error correction registers described above.

第11図は、第1図の区域20に示される8ビツトのエ
ラー修正レジスタを図示している。第11図において、
8ビツトレジスタは8つの部分に分かれているが、7番
め又は、最上位ビットの回路のみ図示している点をおぼ
えておいて欲しい。エラービットレジスタの残る部分の
回路は、同一である。エラーレジスタは3つの部亦に分
けられる。
FIG. 11 illustrates the 8-bit error correction register shown in area 20 of FIG. In Figure 11,
Although the 8-bit register is divided into eight parts, please keep in mind that only the circuit for the seventh or most significant bit is shown. The remaining circuitry of the error bit register is the same. The error register is divided into three sections.

TOと印のついた第1の部分は1を一時的に記憶するレ
ジスタである。150と番号の付いた第乙の部分は0の
一時的レジスタに対するラッチである。151と番号の
付いた第6の部分はエラーのデジタルからアナログへ−
の変換レジスタである。
The first part, marked TO, is a register that temporarily stores 1's. The second part numbered 150 is a latch for the 0 temporary register. The sixth part numbered 151 is the error digital to analog -
This is a conversion register.

0の一時的しジスー及びエラーデジタル/アナログ変換
レジスタは回路のラッチである。1の一時的レジスタは
単なるスイッチであるが、Aバス上のデータ音ロードす
ることができる擬似レジスタとして働いている。エラー
修正工程の説明にもどって参考にすると、エラー変換修
正係数は、個々のレジスタの修正係数を第1図で示すエ
ラーレジスタ20に入力することによって計算される。
The temporary zero and error digital-to-analog conversion registers are latches in the circuit. The temporary register 1 is just a switch, but serves as a pseudo-register that can load data sounds on the A bus. Referring back to the explanation of the error correction process, the error conversion correction coefficients are calculated by inputting the correction coefficients of the individual registers into the error register 20 shown in FIG.

これらレジスタは、電荷リゾイストリビュージョン技術
に従って0のビット出力を持つ。しかしながら比較回路
出力によって容量素子のビット値が1であることを示す
場合、エラー修正係数はエラーレジスタからとりだされ
て、前述のように容量素子配列全体に対する合計のエラ
ー変換修正係数が計算されなくてはならない。ビット値
が1である場合、比較回路自体の出力がクランf′i!
−れる関、回路は比較結果を次の容量素子にシフトする
。更にAバス上のデータは、ピット線を使って1の一時
的レジスタを通り、図のように: A (TOF’A 
)から接続する一時的にレジスタされた1は0レジスタ
を通ってエラーデジタル/アナログレジスタへと送られ
る。しかしながら、ビット値が0である場合、0の一時
的レジスタにおけるデータはエラーデジタル/アナログ
レジスタ内圧コピーされ、1の一時的レジスタからは入
力を受けとらない。エラーレジスタの8゛ビツト出力は
、6ビツトが分割され、これは前述の抵抗器配列に入力
される、残る2ビツトは第1図の区域18で示すエラー
修正バーげウェアに接続する。これはさらに詳しく第1
2図に示されている。
These registers have a zero bit output according to the charge resolution distribution technique. However, if the comparator output indicates that the bit value of the capacitive element is 1, the error correction coefficient is retrieved from the error register and the total error conversion correction coefficient for the entire capacitive array is not calculated as described above. must not. If the bit value is 1, the output of the comparator circuit itself is the clan f'i!
-, the circuit shifts the comparison result to the next capacitive element. Furthermore, the data on the A bus passes through one temporary register using the pit line, as shown in the figure: A (TOF'A
) is passed through the 0 register to the error digital/analog register. However, if the bit value is 0, the data in the 0 temporary register will be copied in error into the digital/analog register and will not receive input from the 1 temporary register. The 8 bit output of the error register is divided into 6 bits, which are input to the resistor array described above, and the remaining 2 bits are connected to the error correction software shown at area 18 in FIG. This is explained in more detail in Part 1.
This is shown in Figure 2.

第12図は、エラーレジスタから回線160上02つの
入力を受けとり、4本の回線160上に第10図におい
て容量素子140と−して図示した\ 容量素子に接続する為の出力を持つ分解ハードウェアを
示している。第12図に示すこのエラー分解ハードウェ
アの第1の目的は、単にエラー修正能力の分解機能に追
刀口の2ビツトを加えることである事を理解しておいて
欲しい。第12図の論理回路は、第10図の容を索子1
40に電荷を供給する為に必要となる符号化状態の数を
減らす為のものである。
FIG. 12 shows a disassembly hardware that receives two inputs on line 160 from the error register and has outputs on four lines 160 for connecting to the capacitive element shown as capacitive element 140 in FIG. Showing clothing. It should be understood that the primary purpose of this error decomposition hardware, shown in FIG. 12, is simply to add two additional bits to the decomposition function of error correction capability. The logic circuit in FIG. 12 has the configuration shown in FIG.
This is to reduce the number of encoding states required to supply charge to 40.

第16図は比較回路の為のリセット回路である。FIG. 16 shows a reset circuit for the comparison circuit.

作動回線が回線172を介し電圧入力を切る前に、比較
回路170からリセット信号R4が送られてきて、スイ
ッチ11T3及びスイッチ2175は導通するようにな
り閉じる。これは、R4から送られてくる信号がスイッ
チ2、スイッチ1を通り回路に入って回線を作動させる
シーダンスの実行における遅延によって行われる。スイ
ッチ2175及び容量素子176は、前述の説明通りス
イッチ1173の容量素子1列171に比例して大きさ
が計量されていることに注倉してほしい。VQに接続す
る容量素子174は回線ZOA (ゼロ修正調整)K電
圧を与えることKよってオフセット電圧を調整する為に
使用される。
Before the operating line cuts off the voltage input via line 172, a reset signal R4 is sent from comparator circuit 170, and switch 11T3 and switch 2175 become conductive and close. This is done by a delay in the execution of the seedance in which the signal coming from R4 passes through switch 2, switch 1 and enters the circuit to activate the line. Please note that the switch 2175 and the capacitive element 176 are sized in proportion to one row of capacitive elements 171 of the switch 1173 as explained above. A capacitive element 174 connected to VQ is used to adjust the offset voltage by providing a line ZOA (zero correction adjustment) voltage.

第14図及び第15図は、それぞれ容を索子しジスタ及
び抵抗器配列レジスタである。ここで第14図を参照す
ると、容量素子レジスタは6つの部分に分けられる。即
ち容量素子ビットレジスタ(OBR) 、容量素子デー
タレジスタ(ODR)及び容量素子スイッチ(OSW 
)である。容量素子ピットレジスタは、Aバスに接続し
、エラー値の取得の間及び変換を実行する間、特定のビ
ットデータを記憶する記憶ラッチであって、容量素子レ
ジスタの8ビツトの位置を通して単一の1がロールシつ
づけるようにして電荷リデイストリビューション工程を
実行させている。リセット信号の電位が下がると、最初
[A7で時期していた1がデュアルフェイズ非重複クロ
ックを示すss1回線又は、ss2回線のいずれかKよ
ってムロ内に転送されることに注意して欲しい。即ち、
ビット位置7内に1がローFされ、sslが発生すると
、1がビット位置6VCロールインし、0がピット位置
7にロールインする。ss2が発生子ると、ビット位置
6にあった1がビット位置5内にロールインし、ピット
位置6は0を持つようになり、ビット位置5以外の全て
のピット位置は、0となるようにする。このビットレジ
スタは、容量素子データレジスタODHにも接続する。
Figures 14 and 15 are a resistor array resistor and a resistor array resistor, respectively. Referring now to FIG. 14, the capacitive element register is divided into six sections. That is, a capacitive element bit register (OBR), a capacitive element data register (ODR), and a capacitive element switch (OSW).
). The capacitive pit register is a storage latch that connects to the A bus and stores specific bit data during error value acquisition and while performing conversions, and is a storage latch that connects to the A bus and stores specific bit data through the 8-bit locations of the capacitive register. The charge redistribution process is executed so that the charge redistribution process continues. Note that when the potential of the reset signal decreases, the 1 that was initially clocked at [A7] is transferred into the circuit by either the SS1 line or the SS2 line K, which indicates a dual-phase non-overlapping clock. That is,
When a 1 is low F into bit position 7 and an ssl occurs, a 1 rolls into bit position 6VC and a 0 rolls into pit position 7. When ss2 becomes a generator, the 1 in bit position 6 rolls into bit position 5, pit position 6 now contains 0, and all pit positions other than bit position 5 become 0. Make it. This bit register is also connected to the capacitive element data register ODH.

容量素子データレジスタは比較回路からの出力も回線B
IT又はNBIT上から受けとっている。この出力は容
量素子スイッチで使用され、電荷リゾイストリビュージ
ョン技術で前述したように容量素子を配列内又は配列外
にする切り換えを実行する。容量素子180は、ノード
に接続する加重容量素子配列であることを注意してもら
いたい。また、容量素子データレジスタの出力は前述の
Dバス182に接続することも覚えておいて欲しい。第
15図は、第14図の容量素子レジスタと同様の抵抗器
配列の為の6ビツトレジスタを示している。1つ異る点
は、191内に含まれる回路がエラー修正を行う間、2
番目の最下位ビット容量素子と抵抗器配列の接続を切っ
ていることである。
The capacitive element data register also outputs the output from the comparator circuit to line B.
Received from IT or NBIT. This output is used in the capacitive element switch to perform switching of the capacitive element into or out of the array as described above in the charge resolution distribution technique. Note that capacitive element 180 is a weighted capacitive element array that connects to the node. Also remember that the output of the capacitive element data register is connected to the D bus 182 mentioned above. FIG. 15 shows a 6-bit register for a resistor arrangement similar to the capacitive element register of FIG. One difference is that while the circuitry contained within 191 performs error correction,
The second least significant bit capacitive element is disconnected from the resistor array.

第16図は、第1″4図の容量素子レジスタ25及び第
15図の抵抗器配列レジスタ23に接続するシフト論理
回路を示している。この論理回路は、前に述べたssl
及び882信号を発生させておりこのことKよって、容
量素子レジスタ25及び抵抗器レジスタ23の中を通し
て1がシフトしてゆき、電荷リデイストリビューション
工程が実行される。
FIG. 16 shows a shift logic circuit connected to the capacitive element register 25 of FIG. 1''4 and the resistor array register 23 of FIG.
and 882 signals are generated, which causes 1 to shift through the capacitive element register 25 and the resistor register 23, thereby performing a charge redistribution process.

第17図は、第1図の比較回路4を示している。FIG. 17 shows the comparator circuit 4 of FIG.

比較回路は2つの部分に分けられる。即ちl!247よ
り上の第1部分は、プリアンプ部分であり、線247よ
り下の第2部分は、パワーアンプ部分である。プリアン
プ部は4つの増幅段230,219゜220及び221
から成る。個々の段は、段階230で図示されている2
つの枝210,211を持つ共通電源の差動増幅器から
成る。この構造は差動入力を有していて、共通モーr阻
止機能によって出力は差動電圧利得を示す。比較回路に
与えられる2つの入力は、電圧容量素子202゜206
を通って回@204,207上から入る出力は回[20
9,210に現われる。回路215は、リセット信号を
比較回路に受けとらせたり、受けとれないようにする為
に設置されていて、リセット信号が受けとられる時、ス
イッチ203及び205はオンの状態に切り換わり、・
入力はこの段の出力の電位に有効にクランプされるので
、このことに゛よって容量素子206及び202に存在
する信号が出力線を通って次の段へと送られる。
The comparison circuit is divided into two parts. That is, l! The first section above line 247 is the preamplifier section and the second section below line 247 is the power amplifier section. The preamplifier section has four amplification stages 230, 219, 220 and 221.
Consists of. The individual stages are illustrated at stage 230.
It consists of a common power differential amplifier with two branches 210 and 211. This structure has differential inputs and the output exhibits a differential voltage gain due to the common Mor rejection function. Two inputs given to the comparison circuit are voltage capacitance elements 202 and 206.
The output entering from above through times @204, 207 is times [20
Appears on 9,210. The circuit 215 is installed to make the comparator circuit receive or not receive the reset signal, and when the reset signal is received, the switches 203 and 205 are turned on.
Since the input is effectively clamped to the potential of the output of this stage, this causes the signals present on capacitive elements 206 and 202 to be passed through the output line to the next stage.

故に今度は、回路216によって次の増幅段のス°イツ
チが入る。この過程が回路217及び218においても
続けられ、この信号電圧が比較回路から出力されること
になる。段230及び219における容量素子は、段2
20及び221における容量素5子とは製造過程におい
て異っている。即ち、容量素子233,234,235
及び236は、容量素子として働くデゾレツション型M
O1371!!Tデバイスであるのに対し、容量−素子
202,206゜231及び232は、誘電体として多
重酸化層を使う金属ポリシリコンの容量素子である。
Therefore, circuit 216 now switches on the next amplification stage. This process continues in circuits 217 and 218, and this signal voltage is output from the comparison circuit. The capacitive elements in stages 230 and 219 are
The manufacturing process is different from the five capacitive elements 20 and 221. That is, capacitive elements 233, 234, 235
and 236 is a desorption type M that functions as a capacitive element.
O1371! ! While T devices, capacitive elements 202, 206, 231 and 232 are metal polysilicon capacitive elements using multiple oxide layers as the dielectric.

このオフセット電圧は210及び211のような枝の関
における電流の不整合によって生まれる。
This offset voltage is created by the current mismatch in branches such as 210 and 211.

第1図に示す2つのスイッチ1及び2を同じ大きさに計
量しても、わずかな微小なオフセット電圧がまだ残る。
Even if the two switches 1 and 2 shown in FIG. 1 are scaled to the same size, a slight offset voltage will still remain.

信号が容量素子202,206゜231,232,23
3,234,235及び236を通過して比較回路の中
を通り抜けること和よって、オフセット電圧に影響を受
けた入力は更K、全ての差動増幅器の利得によって分割
される。
The signal is the capacitive element 202, 206° 231, 232, 23
3, 234, 235, and 236 and through the comparator circuit, the input affected by the offset voltage is then further divided by the gain of all the differential amplifiers.

回路216,217,218が実際には次の段の作動を
可能KL、その段のオフセット電圧を次の段に送ること
ができるようKする遅延回路として働いていることに注
意して欲しい。216で示す中の構成部245,246
また同様に217゜218で示す中の同様の構成部によ
って、回路2)6,217及び218は遅延回路として
働いている。245は容量素子として働くエンハンスメ
ント型MO8FIliTであって、一方デバイス246
は抵抗器として働くデプレッションmMO8FETデバ
イスである。この抵抗器と容量素子の組合せ忙よってこ
れらの回路の時間遅矩が一定となるように時間をセット
され、シーケンスに沿った方法で種々の増幅段にわたっ
てオフセット電圧をロードすることができる。
Note that circuits 216, 217, and 218 actually act as delay circuits that enable the operation of the next stage, KL, so that the offset voltage of that stage can be passed to the next stage. Components 245 and 246 shown at 216
Similarly, circuits 2) 6, 217 and 218 act as delay circuits by means of similar components shown at 217 and 218. 245 is an enhancement type MO8FIliT that functions as a capacitive element, while device 246
is a depletion mMO8FET device that acts as a resistor. This combination of resistors and capacitors is timed such that the time delay rectangle of these circuits is constant and allows offset voltages to be loaded across the various amplifier stages in a sequential manner.

比較回路のこの他の特徴は、電力供給から発生する雑音
をとり除く回路を含んでいることである。
Another feature of the comparator circuit is that it includes circuitry to filter out noise generated from the power supply.

これら2つの電力供給バイアス電流回路とは、201及
び202である。第1の段は第2第6第4の段とは異り
、第1の段はこの段山体230とバイアス回路201が
結ばれて213からvdaに接続する。V、は、5から
15ボルトの間のいずれKもjることができる。回路2
01におけるv(1(l電力は、共通ソースデバイス2
0B内に人力される。第1の段においてvd(lを使用
することでこの第1の段でオーバードライブのおこる可
能性が減り、故に続く各段においてもオーバードライブ
の起こる可能性は低減する。第2、第6、第4段のプリ
アンプ部において、電力供給部は、214と番号のつい
たvo。である。バイアス回路200は、第2の電力供
給部v0゜を除ぎバイアス回路201と同じ目的を持っ
ている。回路222は、第4段のプリアンプ部から出力
を受けとり、信号のバイアスレベルをデジタル範囲内に
下ケ増幅を行っている。この交差結合回路は、回路の利
得を維持しながら比較回路の信号の電圧レベルをシフト
させている。回路222から、出力される真偽の信号は
、回路240及び241によって増幅される。240の
出力はNBBITあって241の出力は、BITとして
印が付されている。240及び241における回路は、
図に示すOI、AMP信号によって制御されるスイッチ
によって分離される単なる2つのインバータ回路である
。前述のOLAMP信号は、コンバータがリセットモー
ドである関単に比較回路の出力をオフの状態にしている
。回路222から送られる信号が回路240に到達した
後でこの信号#12つのインバータ223及び225を
通過し、ブツシュデル増幅227に入力されNB工T線
上に出力を発生する。同様に、回路241は2つのイン
バータ224及び226とブツシュゾル回路228v有
している。これらのインバータは、比較回路に与えられ
る信号に対する最後の段の増幅を行っている。
These two power supply bias current circuits are 201 and 202. The first stage differs from the second, sixth, and fourth stages in that the first stage is connected to the stepped body 230 and the bias circuit 201, and is connected from 213 to vda. V can be anywhere between 5 and 15 volts. circuit 2
v(1(l power) at 01 is common source device 2
Manpower is provided within 0B. By using vd(l in the first stage, the possibility of overdrive occurring in this first stage is reduced, and therefore the possibility of overdrive occurring in each subsequent stage is also reduced. In the fourth stage preamplifier section, the power supply section is VO. numbered 214. The bias circuit 200 has the same purpose as the bias circuit 201 except for the second power supply section V0°. The circuit 222 receives the output from the fourth stage preamplifier section and amplifies the bias level of the signal to within the digital range.This cross-coupled circuit receives the output from the comparator circuit while maintaining the gain of the circuit. The true/false signal output from circuit 222 is amplified by circuits 240 and 241. The output of 240 is NBBIT and the output of 241 is marked as BIT. The circuits at 240 and 241 are
The OI shown in the figure is simply two inverter circuits separated by a switch controlled by the AMP signal. The aforementioned OLAMP signal turns off the output of the comparator circuit only when the converter is in reset mode. After the signal sent from the circuit 222 reaches the circuit 240, this signal #1 passes through two inverters 223 and 225, is input to the Bushdel amplifier 227, and generates an output on the NB T line. Similarly, circuit 241 has two inverters 224 and 226 and a Bushsol circuit 228v. These inverters perform the final stage amplification of the signal applied to the comparator circuit.

この比較回路は、5ボルト以下による電力供給を使用可
能としている点で新規である。しかし5ボルトの電力供
給部を使用することによって前に述べた雑音除去回路を
中に宮ませる必要が生じる。
This comparator circuit is novel in that it allows the use of power supplies of less than 5 volts. However, the use of a 5 volt power supply necessitates the inclusion of the previously mentioned noise cancellation circuitry.

本発明の比較回路に関する他の新規な点は、前記の自己
バイアス過程を利用することで実質上オフセット電圧を
ゼロにすることのできる点である。
Another novel feature of the comparator circuit of the present invention is that the offset voltage can be made substantially zero by utilizing the self-biasing process described above.

故に本発明に従え・ば遅延時間を短くし、エラーを修正
回路により最小にした頭初に掲げた理想的コンバータに
より接近したA/Dコyパータを作りだすことができる
。故にシステムにおける重要な課題であるアナログ部と
デジタル部の接続を理想的に行う手段を提供することが
できる。
Therefore, according to the present invention, it is possible to create an A/D converter that is closer to the ideal converter mentioned at the outset, where delay time is shortened and errors are minimized by a correction circuit. Therefore, it is possible to provide a means for ideally connecting the analog section and the digital section, which is an important issue in the system.

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

第1図は、アナログ/デジタル変換回路及びそのマイク
ロコンピュータに対するインターフェースの概略図であ
る。 第2図は、マイクロコンピュータにインターフェースす
るアナログ/デジタル変換回路のブロック図である。 第6図は、本発明を集積回路において使用する場合の配
置図である。 第4図は、ム/D変換回路に接続するマイクロコンピュ
ータを含む集積回路の配置図である。 第5図は、B人カボートの論理図である。 第6図は、A/D変換回路の為のB入力/出力ボート及
び制御レジスタの論理図である。 第7図は、C入力/出力ボートの論理図である。 第8図は、第6図の変換回路81の為の**論理を持つ
制御レジスタの1つを示す論理図である。 第°9図は第6図の変換回路80の為の制御レジスタの
論理図である。 第10図は、抵抗器配列の概略図である。 第11図は、エラービット修正レジスタを示す図である
。 第12図は、エラー修正回路の分解度を上げる為の回路
の論理図である。 第16図は、比較回路の為のり毛ット回路を示す論理図
である。 第15図は、抵抗器配列の為のレジスタを示す論理図で
ある。 第16図は、容蓋素子レジスタ及び抵抗器レジスタに接
続し、レジスタの闇において11 ′ビットをシフトさ
せ、電荷リゾイストリピユージョン及ヒエラー修正アル
ゴリズムを実行するシフトa代理人 浅村 皓 外4名 Fig、4
FIG. 1 is a schematic diagram of an analog/digital conversion circuit and its interface to a microcomputer. FIG. 2 is a block diagram of an analog/digital conversion circuit that interfaces to a microcomputer. FIG. 6 is a layout diagram when the present invention is used in an integrated circuit. FIG. 4 is a layout diagram of an integrated circuit including a microcomputer connected to the MU/D conversion circuit. FIG. 5 is a logical diagram of the B person caboto. FIG. 6 is a logic diagram of the B input/output ports and control registers for the A/D conversion circuit. FIG. 7 is a logic diagram of a C input/output port. FIG. 8 is a logic diagram showing one of the control registers with ** logic for conversion circuit 81 of FIG. FIG. 9 is a logic diagram of the control registers for conversion circuit 80 of FIG. FIG. 10 is a schematic diagram of a resistor arrangement. FIG. 11 is a diagram showing an error bit correction register. FIG. 12 is a logic diagram of a circuit for increasing the resolution of the error correction circuit. FIG. 16 is a logic diagram showing a glue circuit for the comparison circuit. FIG. 15 is a logic diagram showing registers for resistor arrays. Figure 16 shows a shift a agent connected to a cap element resistor and a resistor resistor, shifting 11' bits in the register darkness, and executing the charge resolution repetition and error correction algorithm. Fig, 4

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)参照入力と; アナログ入力と; 容量が計量された2進数で加重された容量素子の配列と
; 第1及び第2の比較回路人力を持ち、上記第1と第2の
入力の間の電圧差め検知した値を示す出力を発生し、上
記第2の入力は、上記規模が計量された配列に接続され
る比較回路と; 上記参照入力と容量が計量された配列の間に接続される
第1のスイッチ手段と: 第1の比較回路人力に接続され、上記2進数で加]1さ
れた容量素子の配列に比例して大きさが設定される計量
された容量素子と; 上記参照入力と上記第1の比較回路入力の間に接続され
、計量された配列の大きさに対する計量された容量素子
の大きさの比に関係する第1のスイッチ手段の大きさに
比例するように大きさが計量される第2のスイッチ手段
と; 上記アナログ信号と上記計量された配列の間に接続され
る第3のスイッチ手段と; レジスタ手段と; 上記第3のスイッチ手段の導通を切る前に上記第1及び
第2のスイッチ手段の導通な切ることで上記第1、第2
及び第6のスイッチ手段を制御するスイッチ制御手段と
; 計量された配列容量素子と参照入力とを選択的に連続し
て比較対照することでアナログ入力のデジタルな近似値
を求め、上記レジスタ手段にそのデジ騒ル近似値を記憶
する手段と;” を有するアナログ/デジタル変換回路。
(1) a reference input; an analog input; an array of binary-weighted capacitive elements whose capacitance is measured; and a first and second comparator circuit between the first and second inputs; a comparator circuit generating an output indicative of the sensed voltage difference, the second input being connected to the scaled array; connected between the reference input and the capacitance scaled array; a first switch means connected to the first comparator circuit and having a size set in proportion to the array of capacitive elements added by the binary number; a first switch means connected between a reference input and said first comparator circuit input, the first switch means being proportional to the size of said first switch means being related to the ratio of the size of the metered capacitive element to the size of the metered array; a second switch means whose magnitude is scaled; a third switch means connected between said analog signal and said scaled array; and register means; before disconnecting said third switch means; The first and second switch means are turned off by cutting off the conduction of the first and second switch means
and switch control means for controlling the sixth switch means; selectively and continuously comparing and contrasting the measured array capacitive element with the reference input to obtain a digital approximation of the analog input; an analog/digital conversion circuit having means for storing the digital noise approximation value;
(2)参照入力と; アナログ入力と; 2進数で加重された容量素子の容量配列と;直列に接続
する抵抗器配列と; 容量素子配列の最小の容f索子と等しく、上記抵抗器配
列に接続され、また、上記容量素子配列と並列に接続す
る最下位ビット容tIA子と;第1及び第2の比較回路
入力及び入力間の電圧差の存在を示す出力を持ち、上記
第2の入力が上記容量配列及び上記最下位ビット容量素
子に接続される比較回路と; 第1の比較回路人力に接続する参照谷を素子と;参照入
力を第1の比較回路人力に接続し、上記アナログ入力を
上記容量配列に接続するスイッチ手段と; 上記容量配列と平列に接続し、L記容量配列に蓄積され
た電荷を調整する補足充電回路と、上記比較同所出力、
上記スイッチ手段及び上記補足充電回路に接続され、各
々の2進数で加重された容量素子に蓄積する電荷を特定
の2進数の加重に調整し、2進数で加重された容量素子
と参照人力に関し調整された電荷とを連続して選択的に
比較対照し、デジタル的に近似値を求める制御手段と; 上記制御手段に接続されデジタル近似値を記憶するレジ
スタ手段と; を有するアナログ/デジタル変換回路。
(2) a reference input; an analog input; a capacitive array of binary weighted capacitive elements; a resistor array connected in series; equal to the minimum capacitance f of the capacitive element array; and a least significant bit capacitor tIA connected in parallel with the capacitive element array; having first and second comparator inputs and an output indicating the existence of a voltage difference between the inputs; a comparison circuit whose input is connected to said capacitive array and said least significant bit capacitive element; a reference valley connected to said first comparison circuit element; a reference input connected to said first comparison circuit element; switch means for connecting an input to said capacitive array; a supplementary charging circuit connected in parallel with said capacitive array for adjusting the charge stored in said capacitive array; and said comparison orthostatic output;
said switching means and said supplementary charging circuit for adjusting the charge stored in each binary weighted capacitive element to a particular binary weighting, and adjusting with respect to said binary weighted capacitive element and a reference power; An analog/digital conversion circuit comprising: a control means for successively and selectively comparing and contrasting the electric charges obtained by the electric charge, and digitally obtaining an approximate value; and register means connected to the control means and storing the digital approximate value.
(3)階段状忙接続され、第1と第2の入力信号の間の
電圧差の存在を決定し、上記電圧差を増幅する複数の差
動増幅器と; 最後の段・の差動増幅器に接続し、特定の入力電圧差が
発生することによって信号を出力する出力手段と; 階段状に接続し、それぞれが各々の上記差動増幅器の1
つと接続し各々の上記差動増幅器のオフセット電圧を修
正し、上記差動増幅器相互間のデバイスの不整合を補償
する複数のオフセット電圧修正回路と; を有する比較回路。
(3) a plurality of differential amplifiers connected in a stepwise manner for determining the presence of a voltage difference between the first and second input signals and amplifying said voltage difference; and an output means for outputting a signal when a specific input voltage difference occurs;
a plurality of offset voltage correction circuits connected to each other to correct the offset voltage of each of the differential amplifiers and compensate for device mismatch between the differential amplifiers;
(4)参照入力と; アナログ入力と; 2m数で加重された容量素子の電荷配列と;直列に接続
する抵抗器配列と: 2進数で7J111’された電荷配列内の最小の容量素
子に等しく、上記抵抗器配列に接続し、上記電荷配列に
も並列に接続される最下位ビット容量素子と; 第1及び第2の比較回路人力と、入力間の電圧差の存在
を示す出力とを有し、上記第2の入力が上記電荷配列及
び上記最下位ビット容量素子に接続される比較回路と; 第1の比較回路人力に接続する参照容を素子と;参照入
力を第1の比較回路人力に接続し、上記アナログ入力を
E記電荷配列に接続するスイッチ手段と; 上記比較回路出力及び上記スイッチ手段に接続し、電荷
配列容量素子と参照入力とを連続して選択的に比較対照
することによってアナログ入力のデジタル近似値の最上
位ビットを決定し、選択された電荷配列容量素子と、上
記抵抗器配列内の連続する選択された抵抗器に直列する
最下位ビット容量素子とを比較対照することでデジタル
近似値の鏝下位ビットを決定する制御手段と;上記制御
手段に接続され、デジタル近似値を記憶するレジスタ手
段; とを有するアナログ/デジタル変換回路。
(4) Reference input; Analog input; Charge array of capacitive elements weighted by 2m number; Resistor array connected in series: Equal to the smallest capacitive element in the charge array, which is 7J111' in binary. , a least significant bit capacitive element connected to the resistor array and also connected in parallel to the charge array; first and second comparator circuits having an output indicating the existence of a voltage difference between the inputs; a comparison circuit, the second input of which is connected to the charge array and the least significant bit capacitive element; a reference capacitor connected to the first comparison circuit element; a reference input connected to the first comparison circuit element; switch means connected to the output of the comparator circuit and the switch means for connecting the analog input to the charge array E; connected to the output of the comparator circuit and the switch means to successively and selectively compare and contrast the charge array capacitive element and the reference input; determine the most significant bit of the digital approximation of the analog input by and compare and contrast the selected charge array capacitive element with the least significant bit capacitive element in series with successive selected resistors in the resistor array. An analog/digital conversion circuit comprising: control means for determining the least significant bit of the digital approximation value; and register means connected to the control means for storing the digital approximation value.
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