JPS60182220A - アナログ・デイジタル変換装置 - Google Patents

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】 発明の技術分野 本発明はアナログ入力信号をディジタル信号に変換する
ことが可能であると共にディジタル信号を変換してアナ
ログ信号として出力することが可能なりＡ変換モードを
有するアナログ・ディジタル変換装置に関する。

技術の背景 アナログ入力信号を対応するディジタル信号に変換する
アナログ・ディジタル（Ａ／Ｄ）ｆ換装置、及びディジ
タル信号を対応するアナログ信号として出力するディジ
タル・アナログ（Ｄ／Ａ）変換装置は共に種々の形式の
ものが知られている。

これは、独立した装置として、Ａ／Ｄ変換装置若しくは
Ｄ　／　Ａ変換装置、又は両者を適宜、例えば電子計算
機システムに設けて用いている。

Ａ　／　Ｄ変換装置又はＤ　／　Ａ変換装置を独立に設
置するのは、Ａ／Ｄ変換装置とＤ／Ａ変換装置とを独立
に作動させたい場合が多いこと、使用目的が異なるもの
を一体化するという設計が従来採られていなかったこと
、装置構成が複雑になる等の要因に基づくものと推察さ
れ、Ａ／Ｄ変換機能とＤ／Ａ変換機能を有する変換装置
はこれまで無い。

ととろが、システムによっては、Ａ／Ｄ変換機能とＤ／
Ａ変換機能のいずれも必要であるが、独立に作動させる
必然性に乏しく、例えば応答性がさ程要求されない様な
場合、且つ、Ａ／Ｄ変換装置とｎ　／　Ａ変換装置の両
者を設けずによシシステムを小形、簡潔化、ひいては安
価にしたい場合が多い。例えば比較的小規模なシステム
、例えばマイクロコンビーータ応用システム、或いは、
後述するＡ　／　Ｄ変換装置の精度等を簡便に試験する
場合等にＡ／Ｄ変換機能とＤ　／　Ａ変換機能の両者を
兼ね備えた装置が要望されてｂる。

発明の目的 本発明は、比較的簡単な回路構成及び制御手法によシ、
アナログ信号をディジタル信号に変換し得ると共にディ
ジタル信号をアナログ信号に変換し得るようにしたアナ
ログ・ディジタル変換装置を提供することを目的とする
。

発明の構成 本発明においては、ディジタル・アナログ変換器と、該
ディジタル・アナログ変換器の出力電圧とアナログ入力
電圧とを比較する比較器と、該比較器の出力に応答して
該ディジタル・アナログ変換器に与えるディジタル値を
変更する手段と、外部から該ディジタル・アナログ変換
器に対してディジタル値を入力する入力手段とを具備し
、アナログ・ディジタル変換モードに於いては、アナロ
グ入力電圧と該ディジタル・アナログ変換器の出力電圧
とを逐次比較してアナログ・ディジタル変換を行ない、
ディジタル・アナログ変換モードに於いては、前記入力
手段からのディジタル値を前記ディジタル・アナログ変
換器へ与えるようにして、ディジタル・アナログ変換を
行なう様罠したことを特徴とするディジタル・アナログ
変換機能を備えたアナログ・ディジタル変換装置が提供
される。

発明の実施例 以下本発明の実施例を述べるに際して、本発明（３） のアナログ・ディジタル変換装置がいかに容易に実現さ
れるかを明瞭にするために、従来の一例として逐次変換
形のＡ／Ｄ変換装置につ騒て述べる。

第１図は従来の逐次変換形Ａ／Ｄ変換装置の回路図を示
す。第１図のＡ／Ｄ変換装置はアナログ入力信号が入力
される端子１１１’＃・・・１ｎ１アナログ入力信号の
任意の１つを選択するマルチプレクサ２、コンパレータ
５、レジスタ６及びＤ／Ａコンバータ７を具備している
。オたＡ／Ｄ変換装置は、タイミング信号発生器９及び
Ａ／Ｄ変換された結果を出力する出力ダート回路１０を
具備している。コンパレータ５はＭＯＳ　）ランジスタ
３゜４、キャノ臂シタ５１、インバータ５２及びＭＯＳ
）ランジスタ５３が図示の如く接続されて構成されてい
る。

第１図に図示のＡ／Ｄ変換装置の動作について下記に述
べる。マルチプレクサ２を介して端子１のアナログ入力
が選択されると、第２図伽）に図示の如く、タイミング
発生器９からの制御ノ４ルスφＡＫより第１のスイッチ
ング素子３がターンオ（４） ンされ、コン／４’レータ５の一方の端子に印加される
。このサンプルホールド期間Ｔｓ　Ｏ後、タイミング発
生器９から第２図（Ｃ）に図示のタイミングで制御ノｆ
ルスφ、が第２のスイッチング素子４に印加され第２の
スイッチング素子４が比較期間Ｔｃ（第２図（ａ）　’
）の間ターンオンされＤ／Ａコンパ−電圧が出力される
ようなディジタル値がセットされる。

コンパレータ５は上述のサンプルホールド値と、Ｄ／Ａ
コンバータ７からの出力の大小比較を行なう。ＲＩＧ内
のディジタル値は、コンノナレータ５の出力に応じてＭ
２ＲからＬＳＢへ１ビツトづつ変えられ、そのたび比較
動作がなされる。このような比較が反覆され、そしてＤ
／Ａ出力とアナログ入力が最も近くなった時点で、上記
アナログ入力信号に応じたディジタル値がレジスタ６か
ら出力Ｃ−ト回路１０にタイミング発生器９からの所定
のタイミング信号に応答して転送され、Ａ／Ｄ変換され
た結果が得られる。

ここで、上述のようにφ、とφ、が同一のタイミングと
しないのは、スイッチング素子３．４が同タイミングで
オンされると、Ｄ／Ａ変換器７の出力が入力端子１へ出
力されてしまうからである。

次に本発明の一実施例のアナログ・ディジタル（Ａ／Ｄ
　’）　変換装置について第３図を参照して述べる。

第３図に図示の変換装置は、上述した第１図に図示のＡ
　／　Ｄ変換装置に対し、変換モード切換手段としての
スイッチ１１及びレジスタ６を介してＤ／Ａコンバータ
７に所定の値を設定する設定器１２が付加されている。

第３図に図示の変換装置の動作を説明する。

先ずＡ／Ｄ変換装賃として使用する場合は、図示しない
制御回路からの信号によシスイッチ１１を第３図に図示
の実線の位置にしておく。こ九によシトランジスタ３の
ゲートには第２図（ｂ）に図示のφ□、トランジスタと
のｆ−）には第２図（、）に図示のφ８が印加されるか
ら、第１図に図示の場合と同様にＡ　／　Ｄ変換される
。

次にＤ　／　Ａ変換装置として使用する場合について述
べる。先ずｄカしたいアナログ出力に相当するディジタ
ル値を設定器１２に設定する。設定器１２に設定された
値はレジスタ６を介してＤ　／　Ａ変換器７に印加され
、例えばＲ−２Ｒラダ一回路構成となっているＤ　／　
Ａ変換器７の所望の抵抗を選択しＤ　／　Ａ・変換器７
から対応するアナログ出力が出力される。

一方、マルチプレクサ２は要求された出力端子の１つ、
例えば１′を選択する。次いで、スイッチ１１が第３図
の破線の位置に切換えられる。クロックφ□がトランジ
スタ３及び４のｒ−）に同時に印加されると、トランジ
スタ３，４がオンになり、Ｄ／Ａ変換器７の上記アナロ
グ出力がトランジスタ４．３、マルチプレクサ２を介し
て端子１′に出力される。

Ｄ　／　Ａコンバータ７は、２進の設定値に対して抵抗
が選択されて選択された抵抗に相当する電圧を出力する
にすぎないからこの動作は迅速であり、第２図に図示の
φ、がオンである時間で充分である。従って、第２図に
図示の比較のための期間Ｔｃは必要としない。アナログ
出力を所定の期間継続して出力しておきたい場合は、期
間ＴＢ　を長くとればよい。

この出力は、外部の制御用信号として用いることができ
る。また、一般にＡ　／　Ｄ変換装置の精度を左右する
要素としてはＤ／Ａコンバータの精度に依存することが
多いから、この出力を測定してＡ／Ｄ変換装置の精度評
価に用いることができる。

尚、端子１　、１’、・・・１ｎはいずｆＬをアナログ
入力用又はアナログ出力用としても良い。

又、Ａ／Ｄ変換系の精度を評価しようとする場合は、ク
ロックφＡを、第２図（、）の・９ルス幅よりも長くシ
、すなわち、Ｔ８＋Ｔ、の如くすることにより、Ａ／Ｄ
変換を行ない、Ａ／Ｄ変換に伴う娯差を検出しくＤ／Ａ
の値は設定値により予め判っている）、精度の評価を行
うこともできる。

次に本発明の他の実施例としてのアナログ・ディジタル
変換装置について第４図を参照して述べる。

第４図に図示の変換装置は、上述した第１図に図示のＡ
／Ｄ変換装置に対し、オペレーショナルアンプ５及びサ
ンビルホルダ８を設け、変換形態切換手段としてスイッ
チ１１．１４及びスイッチング素子１３を設け、さらに
Ｄ　／　Ａコンバータ７に所定の値を設定する設定器１
２′、及び出力端子１′を設けている。この実施例では
、設定器１２′をレジスタ６を介さずに直接Ｄ／Ａコン
バータに接続させている。

第４図に図示の変換装置の動作を説明する。

先ずｈ　／Ｄ変換装置として使用する場合は、Ａ／Ｄ変
換モードとして、スィッチ１１ｆ第４図に図示の実線の
位置にし、スイッチ１４は開としておく。またディジタ
ル設定器１２′の出力は零として、前述のレジスタ６か
らの信号がＤ　／　Ａコンバータ７に印加されるように
しておく。この状態において、マルチプレクサ２により
端子１に印加されたアナログ入力を選択すれば、前述の
制御信号φＡ＃φ、（第２図（ａ）　、　（ｂ）　’）
の動作に応じて前述の如くアナログ入力信号に応じたデ
ィジタル信号が得られる。スイッチング素子１３はオフ
状態とされているから、Ｄ／Ａコンバータ７の出力がサ
ンプルホールド値に影響を与えることはない。

次にＤ／Ａ変換装置として使用する場合についテ述べる
。Ｄ／Ａ変換モードにおいては、スイッチ１１を破線の
状態及びスイッチ１４を閉じる。

スイッチング素子３，４．１３に同じ制御信号φ。が印
加され、この制御信号φ□のタイミングに同期してスイ
ッチング素子３，４．１３がターンオンされる。この場
合、マルチプレクサ２Ｆｉ出力端子１′ヲ選択しておく
。これにより、Ｄ／Ａコンバータ７の出力がスイッチン
グ素子４，１３゜３、マルチプレクサ２を介して出力端
子１′に出力される経路が形成される。この状態におい
て、出力しようとする値を設定器１２′に設定し、設定
値に相当するアナログ信号がＤ／Ａコンバータ７から出
力され、出力端子１′に出力される。

このように第４図の変換装置がＡ／Ｄ、又はＤ　／　Ａ
のいずれにも使用可能であり、Ｄ／Ａ変換器として用い
た場合、制御出力に用いることが可能であるのは、第３
図に図示の変換装置と同様である。

上述の装置の他の用途を下記に述べる。これは、主とし
てＡ　／　Ｄ変換装置としての試験又は評価を簡便にす
るためＤ／Ａモードを有したＡ／Ｄ変換装置とも称せら
れるものである。

Ａ／Ｄ変換装首として作動させる場合は、前述の通りで
あるから説明を省略する。

次にＡ　／　Ｄ変換装置としての試験又は評価を行う場
合について述べる。この場合、端子１には入力信号は印
加されていないものとし、スイッチ１１を破線の位置に
する。

評価すべき設定値を設定器１２から設定しＤ／Ａコンバ
ータ７に与えると、設定値に相当するアナログ出力が得
られるが、この信号が制御信号φ。

のタイミングでスイッチング素子４．１３″ｆ介してサ
ンプルホルダ８でサンプルホールドされる。

次騒でスイッチ１１を実線の位置に戻す。これによ、９
Ａ／Ｄ変換モードで作動し、Ｄ／Ａコンパ（１１） 一タフにクロックツｆルスを与え、上記サンプルホール
ド値に対し一致する？イジタル値をレジスタ６に得る。

以上のように行えば、Ｄ／Ａコンバータ７からはサンプ
ルホールドされたと同じ条件で一定の出力が１７）４レ
ータ５に与えられるかう、コンノ母レータ５、レジスタ
６の系統の試験又は評価を簡便に行うことができる。

この試験又は評価は第３図に図示の変換装置においても
前述したものと同様である。

第３図及び第４図に図示の変換装置において、出力端子
１′には短時間のみアナログ出力が出力されるので、信
号を維持させる必要がある場合は、例えば積分器を外部
に設ける等の対策が望ましい。

この観点からは、Ｄ／Ａ変換装置として用いる場合は、
動作が迅速であるから、絶対量として出力するよシもむ
しろ正負のインクリメンタルな出力の形態で出力するの
が望ましい。

利用上の注意についても付言したが、以上の如く、第３
図及び第４図の装置はＡ　／　Ｄ変換、Ｄ／Ａ（１２） 変換のいずれにも使用することができる。

以上の実施例にお込ては逐次比較形のＡ　／Ｄ変換装置
を利用したＡ／Ｄ　、Ｄ／Ａ相互変換装置について述べ
たが、Ｄ／Ａコンバータを内蔵する他のＡ／Ｄ変換装置
、例えばカウンタ形ｐ、／　Ｄ変換装置についても上記
同様、比較的容易、且つ簡潔な回路で、＾／Ｄ変換装置
を、相互変換装置にすることが可能となる。

発明の効果 以上に述べた様に本発明によれば、Ｄ／Ａコンバータを
内蔵するＡ／Ｄ変換装置に若干の回路素子を付加し動作
形態を若干変更するのみで、アナログ入力信号をディジ
タル信号に変換し得ると共に、ディジタル信号を変換し
て相当するアナログ出力信号を出力することができる。

また本発明によれば、轟該装置の試験を簡潔且つ短時間
で行うことができる。

【図面の簡単な説明】 第１図はＤ　／　Ａコンバータを内蔵するＡ／Ｄ変換装
置の回路図、 第２図は第１図装置のＡ　／　Ｄ変換動作を示すタイミ
ング図、 第３図は本発明の実施例としてのアナログ・ディジタル
変換装置の回路図、第４図は本発明の他の実施例として
のアナログ・ディジタル変換装置の回路図、である。 （符号の説明） １・・・端子、２・・・マルチブレフサ、３．４・・・
スイッチング素子、５・・・コンパレータ、６・・・レ
ジスタ、７・・・Ｄ／Ａコンバータ、８・・・サンプル
ホルダ、９゜９′・・・タイミング発生器、１０・・・
出力ダート、１１・・・スイッチ、１１１２’・・・設
定器、１３・・・スイッチング素子、１４・・・スイッ
チ。 （１５）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、ディジタル・アナログ変換器と、該ディジタル・ア
   ナログ変換器の出力電圧とアナログ入力電圧とを比較す
   る比較器と、該比較器の出力に応答して該ディジタル・
   アナログ変換器に与えるディジタル値全変換する手段と
   、外部から該ディジタル・アナログ変換器に対してディ
   ジタル値を入力する入力手段とを具備し、アナログ・デ
   ィジタル変換モードに於いては、アナログ入力電圧と該
   ディジタル・アナログ変換器の出力電圧とを逐次比較し
   てアナログ・ディジタル変換を行ない、ディジタル・ア
   ナログ変換モードに於いては、前記入力手段からのディ
   ジタル値を前記ディジタル・アナログ変換器へ与える様
   にして、ディジタル・アナログ変換を行なう様にしたこ
   とを特徴とするディジタル・アナログ変換機能を備えた
   アナログ・ディジタル変換装置。