JPS59178018A - アナログ・デジタル変換器 - Google Patents

アナログ・デジタル変換器

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JPS59178018A
JPS59178018A JP5143283A JP5143283A JPS59178018A JP S59178018 A JPS59178018 A JP S59178018A JP 5143283 A JP5143283 A JP 5143283A JP 5143283 A JP5143283 A JP 5143283A JP S59178018 A JPS59178018 A JP S59178018A
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JP
Japan
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voltage
bit
bits
comparators
level
Prior art date
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Pending
Application number
JP5143283A
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English (en)
Inventor
Toshiyasu Yoshizawa
吉沢 寿康
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Publication of JPS59178018A publication Critical patent/JPS59178018A/ja
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M1/00Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
    • H03M1/12Analogue/digital converters
    • H03M1/14Conversion in steps with each step involving the same or a different conversion means and delivering more than one bit
    • H03M1/145Conversion in steps with each step involving the same or a different conversion means and delivering more than one bit the steps being performed sequentially in series-connected stages
    • H03M1/146Conversion in steps with each step involving the same or a different conversion means and delivering more than one bit the steps being performed sequentially in series-connected stages all stages being simultaneous converters
    • H03M1/147Conversion in steps with each step involving the same or a different conversion means and delivering more than one bit the steps being performed sequentially in series-connected stages all stages being simultaneous converters at least two of which share a common reference generator
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M1/00Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
    • H03M1/12Analogue/digital converters
    • H03M1/34Analogue value compared with reference values
    • H03M1/36Analogue value compared with reference values simultaneously only, i.e. parallel type
    • H03M1/361Analogue value compared with reference values simultaneously only, i.e. parallel type having a separate comparator and reference value for each quantisation level, i.e. full flash converter type
    • H03M1/362Analogue value compared with reference values simultaneously only, i.e. parallel type having a separate comparator and reference value for each quantisation level, i.e. full flash converter type the reference values being generated by a resistive voltage divider
    • H03M1/365Analogue value compared with reference values simultaneously only, i.e. parallel type having a separate comparator and reference value for each quantisation level, i.e. full flash converter type the reference values being generated by a resistive voltage divider the voltage divider being a single resistor string

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Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の枝もjiJ 97−野] 本発明はアナログ・デジタル変換器に関する。
〔発明の技術的背景とその間頚点〕
従来、アナログ・デジタル変換器(以下ADCとする)
の−例として8ビット並列形Al)Cを第1図に示す。
このkDcは基準電圧印加端子12間の電圧を、 2”
=256個のI’mI−抵抗値の直列抵抗群Jにより分
割して基・V電圧を発生させこれを2−1−255個の
電圧叱較器41〜4□55に供給して、入力信号電圧印
加端子50入力電圧との比較を行ない、この結果金デジ
タル化し符号化回路体により8ビツトにしてここに用い
る電圧比較器の一例全第2図に示した。入力信号′電圧
と基準電圧は端子58に印加され、それぞれエミッタフ
ォロワ9.1(re介して差動トランジスタ11.12
のペースに供給される。
エミッタフォロワ910は比較器がクロック11作する
だめに、その雑音が入力端子58にもれないようにする
ためまた、雷圧叱較器の入力′市7准を・減少さぜろた
めに設けられている。 この7本、圧4動トランジスタ
11.12において入力信号市川と$鴻市圧との電圧差
が憎1唱さハフ、端子1516に入力さ扛る。一方次段
の論理回路で誤り全発生しないような、論理撮画lが必
要であるが、トランジスタ1112抵抗J314により
構成される差動増幅器の利(1を大きくすると、帯域が
劣化するため、トランジスタ1718からなるラッチ回
路を用いることにより、等111Ili的f/C高利得
としている。差動、@幅器とラッチ1(4)路との切換
は端子2122に印加これる逆相のクロックにょシ、差
動トランジスタ1920を切換えることにより行なって
いる。ところがこのような並列形AI)(4’は、素子
数が多くなるという欠点がある。具体的には、第1図で
は、化ψy器のみで約4.000素子となり、全1(、
” L 、+  !i If li 11・じ乙tl 
(l tlズ’−1” 、i、な )(いム/とめ、 
「)′1r+’・容体JA・4役十eC構成(以ド1り
化する)とた;局舎歩留りの劣化となる。
そこで、素子数を減少させた、他の従来例全第3図に示
す。ここでld 、−例として8ビットヲ粗い4ビツト
と細い4ビツトに分割した8ビット直並列形Ar)Cを
示した。入力信号が☆liA子32に印加され、標本化
保持回路(以下、S/I−1回路とする。);3,3に
より、該信号の電圧が保持される。したがって線34の
電位は、標本化クロックにより定められる保持肋間にお
いて一定す位となっている。この保持された入力端子と
、端子35と36間に剛力1された電圧を直列抵抗群U
により分割した基準電圧とを電圧比較器381〜38,
5により比較し、デジタル化された出力全符号化回路3
3を14−1いて4ビット符号化し、最大量子化ビット
(以下、MS13とする。)メ1π4ピッ)k端子群り
より出力する。一方、このMSB群の4ビツトデジタル
データを4ビツトデジタル・アナログ変換器Uによりデ
ジタル・アナログ変換し、こnと・礫34の保持享ねた
入力端子との澄ジ、ト金、゛督)1山l曽11’:tl
ン:号42に、【 リ 1曽叫(し7°て 出 )、1
4−る。 これをMSB群と同様に、直列抵抗群υ、笥
1圧比収器44、〜44□5、および、符号化回路υに
より最小量子化ビット(以F、  LSBとする。)群
4ピッ)k判定し、合わせて8ビツトとするものである
。このような稠度では、太子数fdルないが、L813
群の変換が終れる寸で線34の電圧を保持しなければな
らず、そのためのS/ト1回路33が必要となる。一般
に知られるように、S/H回路はモノリシックIC化が
鮮かしく、これを含めた直並列形ADCをIC化するこ
とは実現が鱈かしい。
〔発明の目的〕
本発明の目的は素子数が少なく、かつ、S/I(回路を
必要としないIC化の容島なA、DCを提供することに
ある。
〔発明の概要〕
すなわち本発明は、入力段に(は常流出力の差動増幅器
全並列にし、MSB群は並列に処理全行ない、LSB群
は符号化した場合にJ、S B群の符号が同一符号とな
るものについて前記増幅器の出力全圧いに接続し、とり
、を同一抵抗値の負荷抵抗によジ電圧に変換し、隣接符
号間でこの電圧をオフセノトヲ持った電圧比較器で比較
し、入力電圧付近の電圧比較器を1個または複数個、デ
ジタルイjaが反転するようにした後、このデジタル値
の中央値を求め、さらに細い1ピツト追加して符号化し
、  LSB群の出力としたA’DC’i提供するもの
である。
〔発明の実施例〕
第4図は本発明の一実施例による7ビツトADCを示す
ものであり、7ビラトラ上位3ビット(1〜3ビツト目
とする)、下位3ビツト(4〜6ビツト目とする)とデ
ジタル化の後に付加する最小量子化ビット(以下LSB
とする。)1ピツトに分割したものである。図示するよ
うに基準電圧印加端子4950間の電圧が同一抵抗値の
直列抵抗列51□〜5]64により分割され基準電圧が
発生させ、これ全端子53に印加された入力電圧とが第
5図に示すよう 、電流出力形の電圧比較器52.〜5
263により比較される。一方これら比斡浩の出力は下
位3ビツト(4〜6ビノト目)が同一符号となるものが
接続され、各々、同−抵抗領の抵抗54□〜549によ
り電圧に変換これる。また上位3ピツ)(1〜3ビツト
目)は電圧比較器55□〜55□により並列比較が行わ
れ出力端子群5−6より出力される。ここで下位ピント
(4〜6ビノト目)の抵抗541〜549により電圧に
変換された出ブハ寸々わち線56、〜569の下位は例
えば2g6図または第7図の、それぞれ71□〜719
,72、〜729の電位になる。これをオフセット電圧
を与えた電圧比較器581〜588により各線56□〜
569間の電圧を比較する。オンセット電圧を与えない
場合、 7]9<718<717<716<−<712
<711 。
729〈728<727<〈72゜〈72□ と々り電
圧比較出力はすべて同一符号となるが片佃1の入力にオ
フセット電圧全与えると、電位は73□〜73,74□
〜749のようになり比較器58□は、73□と71゜
58□は、73□と713のように比較するさ、入力電
圧の近傍では電圧変化が著しいためにその近傍のみ符号
が逆転する。具体的には第6.第7図に示すように入力
電圧付近のみ、1個または複数1固の符号が反転するよ
うにする。このようにして、デジタル化した後にその中
央値を求めればよい。ここで、符号が反転した比較器が
、奇数個であれば、その中央の比較器が入力電圧に最も
近く、偶数個であれ1ば、中央の2つの比較器の間に入
力電圧があることが判るためにさらに細かく1ビツト追
加することができる、例えば奇数個のときLSBは“0
,7とし偶数個のときは1 とすればよい。
上位ビットの比較器55□〜55□の構成の一例を第8
図に示す。入力電圧または基準間圧をそれぞれ端子61
62に入力し差動°トランジスタ63.64.抵抗77
、78 Kより差電圧を増幅すると同時に、第5図の1
民圧比較器及び、第4図の抵抗54、〜549によV構
成される差!41J増幅器と同様の構成とし、遅延時間
を等しぐするようにし、これをエミノタフォロクトラン
ジスタ7980を介し、差動増幅器85,86,87゜
88によ、り符号化さらに、ランチ回路93,94fて
よりランチ機能を付加し、これをトランジスタ89゜9
0により切換えるようにして、端子95.96よりデジ
タル化して出力するようにしたものである。
また、下位ビット(4〜6ビツトI:l)のオフセット
電圧を与えた重圧比較器58□〜588の一例を第9図
に示す。動作は第8図と1司篩であるがここでは抵抗△
R99によりオフセット電圧を発生させている。
次に、第4図の下位ビット(4〜6ビツト目)の電圧比
III+7器58□〜588によりデジタル化し7た緩
に、貞らに細かい1ビツト(7ビノト目)を;@、 7
J[工する論理回路の一例を第10図に示す。これは重
圧比較器58□〜588の出力符号が反転する数が1イ
[^1甘たけ2個となるものである。査たこの反転する
比較器の数は、第4図の電圧比較器52□〜5263の
利得により容易に決定できる。第10図の論理回路の動
作は、排仙的論理和回路100〜107 Kより、比較
?に58、〜588のデジタル符号を微分する。具体的
f、c I′i、lJF接する比較器j1萌で、符号の
2こ化している所を検出する。次に比較4581〜58
8のうち11固7穎は相号が反転した場合には、アンド
・ゲート108〜115により検出し、2個反転した場
合に(伏、アンド・ゲート116〜123により検出す
る。また、第4図の比較器52□〜5263の利得の絶
対値のバラツキ等を考慮して、1〜3個反転するとした
場合にはアンド・ゲート8個追加すればよい。これ等ア
ンド・ゲートの出力を、符号に対応するワイアード・オ
ア回路を用いて符号化することは容易でこの時にけ、細
かい1ビツト(7ビノト目)が付加されている。精度に
関しては、比較器581〜588寸でで、(実@には第
4図の入力段が主である。)士イL S B以内の精度
であれば7ビツト精度となり、±ILSB以内の種変で
あっても7ビノトの@調性は保持できる。丑だ、デジタ
ル化後の中央領ヶ求め1ビツト付加する、符号化回路は
、第10図に限らず、このような機能を満足すれば不発
明を適用でさ、かつ、本発明け、 A/D変換器のビッ
ト数、及び、上位、下位のビットの分割の仕方にもよら
ず、適用できることは明らかである。
〔発明の効果〕
このように、本発明によれば、素子数が少なく、かつ、
  S/H回路の必要がないため、単−反導体基板化の
容易な、扁速のA/I)変換器全提供することができる
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のアナログ・デジタルA/D変換器の構成
を示す図、第2図は第1図のん4変換器に用いられる電
圧比較出力の構成を示す図、第3図は従来の他のA、/
D変41!I器の構Jjyを示す図、第4図は本発明の
一実楕例によるA、/D変換器を示す図、第5図は本発
明に用いる電圧比較器の痛成例ケ示す1イl 、’A 
6 F図および第7図はそれぐれ本発明の動作を説明す
るための電位図、第8図は本発明で用いる上位ビットの
電圧比V器の構成例全示す図、第9図は本発明で用いる
下位ビットの電圧比較器の構成りす金示す図、第10図
は本発明に7+1いる1ビツト迫加用の論理回路の構成
例を淫す図である。 ■、2、:35.36.49.50  基$重圧印加端
子、人37.43.45.46.51・基漁電圧発生用
直列抵’IS’、 /+1.4.38.4457.5へ
58  電圧比較器、5、ン3.32.53.6J、6
2・入力端子、へ39.47  符号化同格、7.15
.16.40.41.4a57.59.68.95.9
6.124〜139  出力端子、9〜12.17〜2
0.23〜25.63〜65.79〜82.85〜86
.89〜91.93−94 ・・npnバイポーラトラ
ンジスタ、13.14゜26〜28.54.66、77
.78183.84.87.88.92.99  ・抵
抗、21.22.97.98クロツク端子、29.67
・・バイアス一端子、3へ31.60.69.70  
電源電圧、印加端子、33標本化保持回路、42・・・
増幅器、75.76  ・電圧I紬、 100〜107
・−徘他的論理利回路、108〜123・アンド・ゲー
ト回路 代理人 升埋十 間近 憲 省(ほか1名)第  5 
8 (乙q 第6図 /θθρρθθグ 第  8  図 第  9 図 第10図 10

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. アナログ入力信号のダイナミソクレンジヲ等分割した複
    数レベルの基準物;圧を発生する手段と、これらの票漁
    酊、圧のうちの所チfレベルの基準電圧と前記アナログ
    入力信号電圧とを比較して−F位mビットデータ生成用
    の比較結果を得る絹1の比較器群と、前記各レベルの基
    準電圧とアナログ入力(ii号電IEとの差をそれぞれ
    求めるα数の電流出力型畢動博1lliS器と、前記所
    定レベルの基準電圧に対して所定のレベル差関係にある
    基醇電圧を人力した上記差動増幅器間の出力電流をそれ
    ぞれ合成しその合成電fR,全それぞれ゛ヴ圧変換する
    均蚊の負荷抵抗と、こ力、らの′―勾祇抗の端子衝圧を
    オ(1互に比Iツして下位1ビツトデータ牛hv用の比
    較結果金得る第2の比較器群とを備え、@記この第2の
    比較器群または前記負荷抵抗に所定のオフセットを与え
    ることにより1ピツトデータを生成しこのデジタル出力
    より論理回路を用いてさらに下位の1ビツトを追加し2
    全体としてm+l+ビ丹の出力とすることを特徴とする
    アナログ・デジタル変換130
JP5143283A 1983-03-29 1983-03-29 アナログ・デジタル変換器 Pending JPS59178018A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63191419A (ja) * 1987-02-04 1988-08-08 Hitachi Ltd Ad変換器
JPH0364128A (ja) * 1989-08-01 1991-03-19 Matsushita Electric Ind Co Ltd 並列型ad変換器
US7142722B2 (en) * 2002-02-12 2006-11-28 Sony Corporation Image coding device and coding method of same

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