JPS6059775B2 - Analog to digital converter - Google Patents

Analog to digital converter

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JPS6059775B2
JPS6059775B2 JP9134579A JP9134579A JPS6059775B2 JP S6059775 B2 JPS6059775 B2 JP S6059775B2 JP 9134579 A JP9134579 A JP 9134579A JP 9134579 A JP9134579 A JP 9134579A JP S6059775 B2 JPS6059775 B2 JP S6059775B2
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JP
Japan
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current
analog
current switch
output
resistor
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JP9134579A
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Japanese (ja)
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JPS5614720A (en
Inventor
淳 柴田
俊樹 森
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPS6059775B2 publication Critical patent/JPS6059775B2/en
Expired legal-status Critical Current

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    • 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
    • H03M1/08Continuously compensating for, or preventing, undesired influence of physical parameters of noise
    • H03M1/0863Continuously compensating for, or preventing, undesired influence of physical parameters of noise of switching transients, e.g. glitches
    • 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

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はアナログ・デジタル変換器に関し、特に同一半
導体基板に集積化したアナログ・デジタル変換器のクロ
ックパルスノイズのアナログ回路の漏洩による変換精度
不良を改善することを目的とするものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an analog-to-digital converter, and in particular, an object of the present invention is to improve conversion accuracy defects caused by leakage of clock pulse noise from analog circuits in analog-to-digital converters integrated on the same semiconductor substrate. It is something to do.

第1図の構成は、代表的な逐次比較型アナログ・デジタ
ル変換器を示すもので、比較器1は、端子6に印加され
る基準電圧と端子9に印加される信号とを比較してその
出力11をメモリ3に伝達する。
The configuration of FIG. 1 shows a typical successive approximation type analog-to-digital converter. Comparator 1 compares the reference voltage applied to terminal 6 with the signal applied to terminal 9, and Output 11 is transmitted to memory 3.

メモリ3は変換ビット数だけ並べてあり、これに対応し
て1対1にシフトカウンタ2及び2進重付け電流を加算
ライン10に選択的に切換える電流スイッチ4が各々接
続される。この場合、メモリ3およびシフトカウンタ2
は、電流スイッチ4を制御する制御回路を形成している
。従来このような構成を取つたアナログ・デジタル変換
器は、変換精度及び変換速度の仕様条件を満すため、モ
ジュール型もしくはハイブリット型を採用していた。近
年、集積化トランジスタの高周波特性の改善や製造工程
におけるトランジスタのデバイスパラメータの揺動が抑
止される等の進歩および低価格のアナログ・デジタル変
換器の要望が強いことからモノリシック化アナログ・デ
ジタルJ変換器の開発が行なわれている。しかしながら
、デジタル回路とアナログ回路と同一集積半導体基板に
構成すれば、必然的問題としてデジタル回路内のパルス
信号によるスパイク・ノイズがアナログ回路へ漏洩する
The memories 3 are arranged in the number of conversion bits, and correspondingly, the shift counter 2 and the current switch 4 for selectively switching the binary weighted current to the addition line 10 are respectively connected in a one-to-one manner. In this case, memory 3 and shift counter 2
form a control circuit that controls the current switch 4. Conventionally, analog-to-digital converters with such a configuration have adopted a module type or a hybrid type in order to satisfy the specification conditions of conversion accuracy and conversion speed. In recent years, monolithic analog-to-digital J conversion has been introduced due to advances in the improvement of the high-frequency characteristics of integrated transistors, suppression of fluctuations in transistor device parameters during the manufacturing process, and strong demand for low-cost analog-to-digital converters. The device is being developed. However, if a digital circuit and an analog circuit are constructed on the same integrated semiconductor substrate, spike noise caused by a pulse signal in the digital circuit inevitably leaks to the analog circuit.

したがつ;て、モノリシック化したアナログ・デジタル
変換器は、前記ノイズの影響を受けて変換精度が上らな
い欠点を有する。特に第1図に示すシフトカウンタ2、
メモリ3の如き制御回に′口゛Lを用いた場合には、そ
の論理振幅が約4Vと高く、しかもトランジスタが飽和
動作することから、パルス信号は、スパイク・ノイズと
して半導体基板に漏洩する。またECLを制御回路に用
いて低論理振幅の非飽和動作としても、デジタル出力の
取り出しにおいて、論理レベルをECLからTT′Lに
変換しなければならない。従つて、TTL部分でスパイ
クノイズが発生する。そればかりでなく、ECLては集
積密度が悪くICチップサイズの大型化と、消費電力に
おいて無駄が多い。以上の点に鑑みて、本発明は、制御
回路に低論理振幅て集積密度向上の図れる集積型注入論
理回路(IIL)を用い、デジタル出力を電流スイッチ
部より取り出すことにより、モノリシック化アナログ・
デジタル変換器のスパイク●ノイズによる精度不良を改
善することを目的するものである。
Therefore, a monolithic analog-to-digital converter has the disadvantage that conversion accuracy cannot be improved due to the influence of the noise. In particular, the shift counter 2 shown in FIG.
When a gate L is used in a control circuit such as the memory 3, the logic amplitude is as high as about 4 V, and the transistor operates in saturation, so that the pulse signal leaks to the semiconductor substrate as spike noise. Even if ECL is used in the control circuit for non-saturation operation with low logic amplitude, the logic level must be converted from ECL to TT'L when taking out the digital output. Therefore, spike noise occurs in the TTL portion. In addition, ECL has poor integration density, increases IC chip size, and wastes a lot of power. In view of the above points, the present invention uses an integrated injection logic circuit (IIL) that can improve integration density with low logic amplitude in the control circuit, and takes out the digital output from the current switch section, thereby creating a monolithic analog circuit.
The purpose is to improve accuracy defects caused by spike noise in digital converters.

以下本発明を図面を用いて実施例とともに説明する。第
2図は本発明の一実施例を示す構成図てあつて、点線て
囲まれた部分201は、IILによる制御回路を示し、
フリップ・フロップが構成されている。
The present invention will be described below with reference to the drawings and embodiments. FIG. 2 is a block diagram showing an embodiment of the present invention, in which a portion 201 surrounded by dotted lines shows a control circuit based on IIL,
A flip-flop is constructed.

その出力202及び203は、互いに位相が異なる。I
IL2Olの共通エミッタ電位は、電流加算線211よ
り低く共通負電源線209よりも高く設定される。出力
202及び203は互い,に逆相で、IIL出力部に設
けたクランプ回路213及ひ214働きによりトランジ
スタ204及び205の差動入力は約0・7Vになる。
クランプ回路213及ひ214は、IILとトランジス
タ204及び205との結合において、電流バランス5
を保ち、安定な論理動作をさせるために付加される電流
源である。従つて、トランジスタ204及び205の対
スイッチのしきい電圧は、約0.1Vだから十分にスイ
ッチすることができる。電流源206は、2進重付けさ
れ対トランジスタスイツ3チの共通エミッタ電極と共通
負電源線209の間に接続される。対トランジスタ20
4,205は、IIL出力202,203によつて、選
択的に電流加算線211と共通正電源線212とに基準
電圧10を切換える。デジタル出力は抵抗体2074を
介してトランジスタ208にエミッタ電極より取り出さ
れる。以上の如く、集積型注入論理回路と電流切換スイ
ッチとを組合せることによつて、従来必要としていたレ
ベル交換用インターフェイス回路を不要にすると共に、
デジタル出力部いおいても、インターフェイス回路を必
要としないため、低論理振幅の特性と合せてスパイク・
パルスの漏洩を軽減できると共に、回路構成素子数が従
来に比べ少なくできる点で、高密度化,低消費電力設計
を可能にする。
The outputs 202 and 203 are out of phase with each other. I
The common emitter potential of IL2Ol is set lower than the current addition line 211 and higher than the common negative power supply line 209. The outputs 202 and 203 are in opposite phase to each other, and the differential input of the transistors 204 and 205 becomes approximately 0.7V due to the action of clamp circuits 213 and 214 provided at the IIL output section.
Clamp circuits 213 and 214 provide current balance 5 in the connection between IIL and transistors 204 and 205.
This is a current source added to maintain stable logic operation. Therefore, the threshold voltage of the paired switch of transistors 204 and 205 is approximately 0.1V, which is sufficient for switching. A current source 206 is connected between the common emitter electrodes of the three binary-weighted paired transistor switches and a common negative power supply line 209 . pair transistor 20
4 and 205 selectively switch the reference voltage 10 to the current addition line 211 and the common positive power supply line 212 by the IIL outputs 202 and 203. The digital output is taken out from the emitter electrode of the transistor 208 via the resistor 2074. As described above, by combining the integrated injection logic circuit and the current selection switch, the level exchange interface circuit that was conventionally required is not required, and
Since the digital output section does not require an interface circuit, it also has low logic amplitude characteristics and is free from spikes.
Not only can pulse leakage be reduced, but the number of circuit components can be reduced compared to conventional designs, making it possible to design for higher density and lower power consumption.

第3図は、本発明による逐次比較型アナログ・デジタル
変換器の構成を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing the configuration of a successive approximation type analog-to-digital converter according to the present invention.

集積型注フ入論理回路によつて構成した制御回路307
からQ,Oの2相で電流切換スイッチ304,305を
駆動する。対トランジスタ304,305の共通エミッ
タに接続された電流源は各ビットで同一電流値として、
2進重付けは電流加算線316に・設けたラダー型抵抗
網303によつて行なわれる。電流スイッチ304がオ
ンして、電流加算線316に重付け電流が流れ、入力3
12に印加したサンプル●ホールド信号は、スパン抵抗
302を介して比較器301で比較される。サンプル・
ホールド信号が大であると、比較器出力が゛゜H゛レベ
ルを出力し制御回路307が、そのまま゜“H゛レベル
をメモリすればスイッチ304は、オン状態を継続する
。このときデジタル出力を比較器出力の位相と合せると
、デジタル出力は、゜“H゛レベルになるが、果せるか
なトランジスタ309によるエミッタ出力も゜“H゛レ
ベルになる。抵抗体308及びトランジスタ309のコ
レクタ電極は、共通正電源線310に接続される。トラ
ンジスタ309のエミッタ電極はデジタル出力を出力す
る。この出力端子には、外部システムの部品が接続され
るが、通常MOSロジックICもしくは、TTLロジッ
クICが接続される。MOSロジックICの場合には、
トランジスタ309は、エミッタフォロワ回路として動
作し、低出力インピーダンスでMOSトランジスタのゲ
ート電極を駆動する。また、TTLロジックICでは、
トランジスタ309は電流を吸込めないので、接地電位
間に抵抗体を接続することて動作が可能になる。なお、
第3図中、313は共通負電源線、314及び315は
制御回路へのクロックパルス入力とリセットパルス入力
である。このように、本実施例によれば、電流スイッチ
の一方のコレクタ電極からデジタル出力を取り出すのに
そこを流れる電流値が全てのビット出力間で同一である
から、外部シスデムとの接続が可能になる。
Control circuit 307 configured by integrated injection logic circuit
The current changeover switches 304 and 305 are driven by the two phases Q and O from the current. The current source connected to the common emitter of the paired transistors 304 and 305 has the same current value for each bit.
Binary weighting is performed by a ladder resistor network 303 provided on the current summing line 316. Current switch 304 is turned on, weighted current flows through current addition line 316, and input 3
The sample and hold signals applied to the signal line 12 are compared by a comparator 301 via a span resistor 302. sample·
If the hold signal is large, the comparator output outputs a ``H'' level, and the control circuit 307 stores the ``H'' level as it is, and the switch 304 continues to be in the on state.At this time, the digital output is compared. When matched with the phase of the output of the transistor, the digital output becomes ``H'' level, but the emitter output from transistor 309 also becomes ``H'' level.The collector electrodes of resistor 308 and transistor 309 are connected to a common positive It is connected to a power supply line 310.The emitter electrode of the transistor 309 outputs a digital output.This output terminal is connected to an external system component, but usually a MOS logic IC or a TTL logic IC. In the case of MOS logic IC,
Transistor 309 operates as an emitter follower circuit and drives the gate electrode of the MOS transistor with low output impedance. In addition, in TTL logic IC,
Since the transistor 309 cannot absorb current, it can operate by connecting a resistor between the ground potential. In addition,
In FIG. 3, 313 is a common negative power supply line, and 314 and 315 are clock pulse inputs and reset pulse inputs to the control circuit. In this way, according to this embodiment, when the digital output is taken out from one collector electrode of the current switch, the current value flowing through it is the same for all bit outputs, so connection with an external system is possible. Become.

本実施例の如く、基準電流を全ビットで同一にして、電
流スイッチの片側にラダー型抵抗網を設ける方法は、前
記のような出力電圧の不揃いを解決する。以上説明した
ように本発明によれば、集積型注入論理回路を電流スイ
ッチとによつて、レベル変換用インターフェイス回路が
不要となり、また集積型注入論理回路の構成上スパイク
・ノイズの漏洩が防止でき、高密度化ならびに低消費電
力比を図ることができる。
The method of making the reference current the same for all bits and providing a ladder-type resistor network on one side of the current switch, as in this embodiment, solves the above-described uneven output voltage. As explained above, according to the present invention, by using the integrated injection logic circuit with a current switch, a level conversion interface circuit is not required, and leakage of spike noise can be prevented due to the structure of the integrated injection logic circuit. , high density and low power consumption ratio can be achieved.

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

第1図は逐次比較型アナログ・デジタル変換器の構成図
、第2図は本発明にかかる電流スイッチの構成図、第3
図は本発明のアナログ・デジタル変換器の一実施例を示
す構成図てある。 301・・・・・・比較器、302・・・・・・スパン
抵抗、303・・・・・・ラダー型抵抗網、304,3
05・・・・・・対トランジスタ、306・・・・・・
電流源、307・・・・・・ロジック・コントロール回
路、308・・・・・・抵抗、309・・・・・・トラ
ンジスタ。
Fig. 1 is a block diagram of a successive approximation type analog-to-digital converter, Fig. 2 is a block diagram of a current switch according to the present invention, and Fig. 3 is a block diagram of a current switch according to the present invention.
The figure is a block diagram showing one embodiment of the analog-to-digital converter of the present invention. 301...Comparator, 302...Span resistance, 303...Ladder type resistance network, 304,3
05... vs. transistor, 306...
Current source, 307...Logic control circuit, 308...Resistor, 309...Transistor.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 2進重付けした電流を出力する複数の電流スイッチ
回路と、前記複数の電流スイッチ回路の電流をそれぞれ
加算した出力電流と入力信号を比較する比較器と、前記
比較器の出力とクロック信号とに基いて前記複数の電流
スイッチ回路の電流の加算を制御する制御回路とからな
るアナログ・ディジタル変換器において、前記制御回路
は集積型注入論理回路で構成され、前記複数の電流スイ
ッチ回路は、前記2進重付け電流を前記比較器と、抵抗
体を介した電源線とに選択的に切換える1対のトランジ
スタスイッチを複数個有してなり、前記抵抗体に生じる
電圧変化をディジタル出力として取り出すことを特徴と
するアナログ・ディジタル変換器。 2 2進重付けした電流が、複数の電流スイッチ回路に
接続されたラダー抵抗網によつて得られることを特徴と
する特許請求の範囲第1項記載のアナログ・ディジタル
変換器。 3 デジタル出力が、抵抗体に生じる電圧変化を緩衝用
トランジスタを介して取り出したものであることを特徴
とする特許請求の範囲第1項記載のアナログ・デジタル
変換器。
[Claims] 1. A plurality of current switch circuits that output binary-weighted currents, a comparator that compares an input signal with an output current obtained by adding up the currents of the plurality of current switch circuits, and the comparator. and a control circuit that controls the addition of currents of the plurality of current switch circuits based on the output of the plurality of current switch circuits and a clock signal, wherein the control circuit is composed of an integrated injection logic circuit, and The current switch circuit includes a plurality of pairs of transistor switches that selectively switch the binary weighted current to the comparator and the power supply line via the resistor, and the current switch circuit includes a plurality of pairs of transistor switches that selectively switch the binary weighted current to the comparator and the power supply line via the resistor, and the current switch circuit is configured to control the voltage change occurring in the resistor. An analog-to-digital converter characterized by outputting as a digital output. 2. An analog-to-digital converter as claimed in claim 1, characterized in that the binary weighted current is obtained by a ladder resistor network connected to a plurality of current switch circuits. 3. The analog-to-digital converter according to claim 1, wherein the digital output is obtained by extracting a voltage change occurring in the resistor via a buffer transistor.
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JPS5614720A JPS5614720A (en) 1981-02-13
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JPH02207126A (en) * 1989-02-07 1990-08-16 Yanmar Diesel Engine Co Ltd Cooling device for silencing type engine

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