JPS6029038A - 逐次比較型a/d変換器 - Google Patents

逐次比較型a/d変換器

Info

Publication number
JPS6029038A
JPS6029038A JP12402383A JP12402383A JPS6029038A JP S6029038 A JPS6029038 A JP S6029038A JP 12402383 A JP12402383 A JP 12402383A JP 12402383 A JP12402383 A JP 12402383A JP S6029038 A JPS6029038 A JP S6029038A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
input voltage
voltage
level
judging
capacitor
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
Application number
JP12402383A
Other languages
English (en)
Inventor
Michiya Kubokawa
道矢 久保川
Toshio Tatai
田多井 俊夫
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.)
Seiko Epson Corp
Suwa Seikosha KK
Original Assignee
Seiko Epson Corp
Suwa Seikosha KK
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp, Suwa Seikosha KK filed Critical Seiko Epson Corp
Priority to JP12402383A priority Critical patent/JPS6029038A/ja
Publication of JPS6029038A publication Critical patent/JPS6029038A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M1/00Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
    • H03M1/06Continuously compensating for, or preventing, undesired influence of physical parameters
    • H03M1/0602Continuously compensating for, or preventing, undesired influence of physical parameters of deviations from the desired transfer characteristic
    • H03M1/0604Continuously compensating for, or preventing, undesired influence of physical parameters of deviations from the desired transfer characteristic at one point, i.e. by adjusting a single reference value, e.g. bias or gain error
    • H03M1/0607Offset or drift compensation
    • 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
    • H03M1/38Analogue value compared with reference values sequentially only, e.g. successive approximation type
    • H03M1/46Analogue value compared with reference values sequentially only, e.g. successive approximation type with digital/analogue converter for supplying reference values to converter

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Analogue/Digital Conversion (AREA)

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は逐次比較型A / D変換方式に関する。
逐次比較方式のA/D変換器の基本的構成は第1図で表
わされる。本例は4ビット分解能を有すA/D変換器の
ブロック図である。VB(2)はアナログ入力電圧の許
容最大値であり、D/A変換器(5)は逐次比較レジス
タ(6)内のB3〜B0の値に応じてVRを分割してコ
ンパレータ(4)に連成基準電圧Vrを出方する。この
ときD / A変換器(5)の出方の最小値はB3〜B
。=0000のときo(v)であり、最大値はB、〜B
=1111のとき(1s/16)v几(V)である。
逐次比較方式では逐次比較レジスタ(6)内のB3〜B
oに1000をセット後比較動作を開始する。B3〜B
oが1000であるとV r = 1 /2VRとなり
入力電圧はまづ1 / 2 V nと比較される。この
ときyx*)Vr ならばレジスタ内のB、−Boを1
100にセットし、次はVr=3/4VR,!:VIN
を比較する。逆にV r = 1 / 2VR時にvx
N(Vrならばレジスタ内のB、〜B。
を0100にセットして、次はV r = 1 / 4
 V RとvxNを比較する。このようにして最上位ビ
ットB、から順次1ビツトづつ比較0判定し、最終的に
全ビットB、〜B 11 を決定して入力電圧VXNの
A / D変換を完了する。逐次比較方式は以上のよう
な動作によりA / D変換を行うのであるが、コンパ
レータ部をMOS)ランジスタ等で構成した場合に次の
様な問題を生じる。
つまり第2図に示される型のコンパレータはP−M O
8、N−M O8を相補的に使用したアナログスイッチ
(12)#(13)#(14)#容量Co(16)及び
0M0Bインバータ(15)を用いて構成され次の様に
動作する。〔1〕チヤ一ジ信号0HG(8)を”H”レ
ベルにしてアナログスイッチA(12)をONさせ、か
つ入力電圧選択信号OWIN (9)を“H”レベルに
してアナログスイッチB(13)をONさせる。このと
き容1to(16)は入力電圧VINとNA点(17)
の電圧の差でチャージされる。このNA点(17)の電
圧はインバータ(15)がアナログスイッチA(12)
によって短絡されているために、インバータ(15)の
しきい値電圧V THLになっている。ゆえに容fle
a (16)に蓄えられた電荷量はQ、 =O(VT+
n、−vIN) [り−o>]になる。ここでCは容量
c0の容量(lであるo (2)チ+−ジ信号0HG(
8)を’ L # レベルにし、アナログスイッチA(
12)をOFFさせかつ入力電圧選択信号OIN (9
)も′″L”レベルにしてアナログスイッチB(13)
を。′PII′させる。そして基準電圧選択信号OVr
を@L#から6H”レベルにして容no。のNB点(1
8〕に逐次基準電圧Vrを印加する。このとき容量Co
(16)に蓄えられている電荷はNA点(17)の電圧
をVxとするとQl ”O(Va’−vr)〔クーロン
〕となりこれよりNA点(17)の電圧Vxは ■3:: VT)IL −VIN 十Vrとなる。ここ
で具体例として電源電圧ynn==3.0〔V〕、逐次
基準電圧Vr=1.5(V) l、きい値電圧VTHL
 = 1.4 (’V ) eそしてアナログ入力電圧
vtN=s、o〔v 、lとするとVx=−0,17に
なる。この場合第3図の様にN ah 側のドレイン(
24)(7)電位がP″″″サブ3)(7)電位o(v
〕よりも低いために基板−ドレイン間が順方向となり容
量0゜(16)に蓄えられた電荷はNA点(17)の電
位が0〔V〕になるまで逃げてしまう。逆にvxが電源
電圧X0(V)を越えた時には第3図のPch側ドレイ
ン(22)とN″″″サブ2)が順方向となり同様のこ
とが生じる。第2図のコンパレータは構成が簡単である
という利点はあるがインバータ(15)のしきい値電圧
かMOS)ランジスタのプロセス条件により大きくバラ
ツクために VTHL = (0,5±0.2 ) V
DD (V)従来はA / D変換範囲を狭くして対処
するしがなかった。つまり11点(17)の電圧’I7
xは電荷漏れを生じないためには0 (V x (V 
DDでなければならないので、これより逐次基準電圧V
rのとり得る範囲は VIN−VvHz(Vr(V DD+’1N−VTHI
でなければならない。逐次変換では最初にVr=1 /
 2 v aであり、入力電圧yzN=0(V)インバ
ータのしきい値電圧VTHL = (0,5+ 0.2
 )VDD のときに入力許容最大電圧VRのリミット
が決まり、次の式で表わされる。
VB(2(1−0,7)VDD=0.6VDD以上のこ
とから従来の方法による逐次変換方式ではインバータ(
15)のしきい値電圧のバラツキのためにA / D変
換できる電圧範囲が大きく制限されるという欠点は明ら
かである。
本発明はかかる欠点を除去したものである。
本発明の目的は前記逐次比較型A / D変換器におい
て第2図のコンパレータで最上位のビット判定を行った
後で再び少なくとも1回入力電圧を客足C8に蓄積して
、前記最上位ビット判定時に漏れた電荷を補うことによ
り、広範囲なA / D変換範囲と高い変換精度を容易
に提供するものである以下実施例に基づいて本発明の詳
細な説明する第4図は比較のために示した従来方法によ
る4ビット逐次A / D変換器のタイミングチャート
である。第5図は本発明による再チャージが1回のもの
のタイミングチャートである。第5図、第6図の上部の
数字はそれぞれステップの数を示しており従来方法では
5ステツプで終了し、本発明では6ステツプで終了して
いる。図中の※印は各々誤動作防止のための遅れ時間で
ある。以下第5図の本発明によるタイミングチャートに
従って説明を進める。
(1)BTIPlは従来の方法と同じであるので(A)
最上位ビットが“1#と判定されたときはレジスタのデ
ータは1100となり次の逐次基準電圧Vrは3/4V
Bとなる。(B)最上位ビットが@0#と判定されたと
きはレジスタのデータは0100となり次の逐次基準電
圧Vrは1/4VRとなる。(2)STF!PIは再チ
ャージの期間であり容iaO(16’)は再び入力電圧
VIN(1)でチャージされる。(3)8T11’、3
は最上位から2番目のビットB2の判定が行なわれる期
間である。この13TEPは本発明のポイントとなる所
であるので以下計算式により詳しく説明する。
(A)最上位ビットが1Hのときは逐次基準電圧V r
 = 3/ 4 V nであるので前述の式より入力許
容電圧の上限は以下の式で表わされる。
V R<Vl)D + 1/ 2 VR−0,7VDD
V R<4 (1−0,7) VDD ここで入力電圧の範囲は1 / 2 V n −V a
までであることが分かっているため最小値の1/ 2 
V Rとしている。この式から明らかな様に入力電圧が
0〜VDD までなら電荷漏れによる誤差は全く生じな
い。
(B)最上位ビットが′0”のときも同様に計算ができ
るので結果のみ記すとV R(4(1−0,、,7)V
DD となり、これは(A)の場合と同一である。
(4)srxps及びβT]IIP6は第4図の8TB
P4及び8TIliP5と同一の手順であるが、入力電
圧範囲が本発明の第5図の方が大きく上回っているので
電荷漏れによる誤差は無い。また実施例としては再チャ
ージが1回のものを扱ったが、インバータのしきい値電
圧vTHL が更に大きくバラツク場合にはチャージ回
数を増すことにより電荷漏れによる誤差を容易になくす
ことが可能である。
以上述べたように本発明は入力電圧を容量に蓄積後最上
位のビットの判定を行いへ次に比較する逐次基準電圧V
rを決定し、再び入力電圧を容量に蓄積後前記逐次基準
電圧と比較することによって電荷漏れによる誤差を無く
している。また本実施例によるならばA / D変換に
要する5TEP数は従来の方法に比べてIBTKP余分
にかかるだけであり、入力電圧の許容値を電源電圧まで
広くとれる長所も考慮すれば本発明が精度、スピード共
に優れた変換方式であることは明らかである。
更に本発明は従来方式の動作タイミングを一部変更すれ
ば実現可能であるので本発明によるハード構成の増加は
わづかなものである等優れた効果を持つ。
本発明では比較器に0M0Bを使用したものを具体例と
して上げたが、これは電荷漏れが起こり得る素子であれ
ば0MO8に限らず、MOs素子でもバイポーラ素子で
あっても対応が可能である
【図面の簡単な説明】
第1図は逐次変換方式の概念図。第2図は第1図の中の
比較器の具体例を示す図。第3図は第2図のNA点(1
7)部分のドレイン側断面図。第4図は従来方式による
動作のタイミングチャート。第5図は本発明による動作
のタイミングチャートである。 1・・・・・・アナログ入力電圧V xN2・・・・・
・最大許容入力電圧Vn 3・・・・・・逐次基準電圧Vr 4・・・・・・比較器 5・・・・・・D / A変換器 6・・・・・・逐次比較レジスタ B−Bo ・・・・・・逐次比較レジスタ内のデータ魯 7・・・・・・比較器の出力 8・・・・・・チャージ信号CI(G 9・・・・・・入力電圧選択信号OV XN10・・・
基準電圧選択信号 11・・・制御信号用インノ々−タ 12・・・アナログスイッチA 13・・・7 ナログスイッチB 14・・・アナログスイッチO 15・・・比較器用インノ々−タ 16・・・容量CQ 17−1人点 1日・・・NB点 19・・・アルミ膜 20・・・酸化膜 21・・・N−ザブ 22・・・P+ ドレイン 26・・・P−サブ 24・・・N ドレイン 25・・・電源VDD 26・・・接地VSS 第4図、第5図中の※印は遅れ時間を示す。また前記図
中の1sTKP〜6STEPはそれぞれA / D変換
の動作手順を表わしている。 以 上 出願人 株式会社諏訪精工舎 代理人 弁理士 最上 務 鰻Z 図 集う図 易4図 や、!i目

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 アナログ入力電圧を一方の端子の電圧を固定した容量の
    他方の端子に加えて、前記アナログ入力電圧を前記容量
    に蓄積し、次に前記容量の一方の端子を開放し、他方の
    端子に逐次比較レジスタ内のデータをD/A変換した逐
    次比較基準電圧を印加することにより、前記容量の一方
    の端子にアナログ入力電圧と逐次比較基準電圧に応じた
    電位を発生せしめ、前記容量の一方の端子の前記固定さ
    れた電圧との比較によってH〔ハイ〕出力あるいはL(
    ロー)出力を生じる比較器を有した逐次比較型A / 
    D変換方式において、前記アナログ入力電圧を前記容量
    に蓄積後、前記逐次比較レジスタの最上位ビットを°′
    1”にセットして比較を行い、次に最下位ビットの比較
    までに少なくとも1回前記アナログ入力電圧を前記容量
    に蓄積することを特徴とする逐次比較型A / D変換
    器。
JP12402383A 1983-07-07 1983-07-07 逐次比較型a/d変換器 Pending JPS6029038A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP12402383A JPS6029038A (ja) 1983-07-07 1983-07-07 逐次比較型a/d変換器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP12402383A JPS6029038A (ja) 1983-07-07 1983-07-07 逐次比較型a/d変換器

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS6029038A true JPS6029038A (ja) 1985-02-14

Family

ID=14875116

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP12402383A Pending JPS6029038A (ja) 1983-07-07 1983-07-07 逐次比較型a/d変換器

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS6029038A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6291022A (ja) * 1985-10-01 1987-04-25 ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ A/d変換器用クロック整形回路
JPS6413819A (en) * 1987-07-08 1989-01-18 Toshiba Corp Consecutive comparison type ad converter

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6291022A (ja) * 1985-10-01 1987-04-25 ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ A/d変換器用クロック整形回路
JPH0343810B2 (ja) * 1985-10-01 1991-07-03 Gen Electric
JPS6413819A (en) * 1987-07-08 1989-01-18 Toshiba Corp Consecutive comparison type ad converter

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4072939A (en) Analog-to-digital and digital-to-analog converter circuits employing charge redistribution
US4345241A (en) Analog-to-digital conversion method and apparatus
US5302869A (en) Voltage comparator and subranging A/D converter including such voltage comparator
EP0540052A1 (en) Ripple-free phase detector using two sample-and-hold circuits
US4521762A (en) Integratable D/A converter
JPH0946230A (ja) D/aコンバータ
US4325055A (en) Analog-to-digital converter
JPS6029038A (ja) 逐次比較型a/d変換器
EP3337041A1 (en) Analog-to-digital converter
US4451820A (en) Charge redistribution integratable D/A convertor
Rombouts et al. Capacitor mismatch compensation for the quasi-passive-switched-capacitor DAC
US4107671A (en) Improved digital to analog converter providing self compensation to offset errors
JP5549824B2 (ja) A/d変換回路、電子機器及びa/d変換方法
CN111865318B (zh) 模拟数字转换装置及其电容调整方法
US3674937A (en) Transmission device for the transmission of analog signals by means of pulse code modulation
US6727836B2 (en) Method and apparatus for digital-to-analog signal conversion
US4523179A (en) Integratable D/A converter
JPS59154820A (ja) D/a変換器
JP3008400B2 (ja) 信号レベル変換器
RU2058060C1 (ru) Аналого-цифровой преобразователь с промежуточным преобразованием напряжения в частоту импульсов
JPS59153324A (ja) A/d変換器
JP2792891B2 (ja) A/d変換器
RU2037267C1 (ru) Аналого-цифровой преобразователь
JP2513051B2 (ja) サンプルホ―ルド回路
SU1314457A1 (ru) Интегрирующий аналого-цифровой преобразователь