JPS61109325A - A/d変換器 - Google Patents

A/d変換器

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Publication number
JPS61109325A
JPS61109325A JP23206384A JP23206384A JPS61109325A JP S61109325 A JPS61109325 A JP S61109325A JP 23206384 A JP23206384 A JP 23206384A JP 23206384 A JP23206384 A JP 23206384A JP S61109325 A JPS61109325 A JP S61109325A
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JP
Japan
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output
analog
conversion
voltage
integrating
Prior art date
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JP23206384A
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English (en)
Inventor
Takeshi Tanaka
猛 田中
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Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
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Publication of JPS61109325A publication Critical patent/JPS61109325A/ja
Pending legal-status Critical Current

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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】 く技術分野〉 本発明は、A/D変換器に関し、特には、積分型のA/
D変換器に関する。
〈従来の技術〉 第3図は従来例の積分型のA/D変換器のブロック図で
あり、第4図はそのタイムチャートである。
これらの図面において、Aは人力アナログ電圧をサンプ
リングして積分出力する積分手段であり、この積分手段
Aは増幅器1と、アナログスイッチ回路2と、積分器3
とから構成される。4は積分器3の出力を比較電圧と比
較するアナログコンパレータ、5は入力端子8からのク
ロックパルスとアナログコンパレータ4の出力との論理
積をとるAND回路、6はデジタルカウンタである。
入力端子7からは、第4図(C)に示されるアナログ入
力が与えられ、増幅器1を介してアナログスイッチ回路
2に与えられる。アナログスイッチ回路2は、増幅器1
と積分器3との接続の開閉を行なう第1アナログスイツ
チ2aと、基準電圧■と積分器3との接続の開閉を行な
う第2アナログスイツチ2 bとから成り、第1アナロ
グヌイツヂ2a?こけ第4図(Δ)に示される制御信号
Sが与えられ、第2アナログスイツチ2bには第4図(
B)に示される制御信号S”が与えられる。第1.第2
アナログスイツヂ2 a、 2 bは、制御信号S、S
’がハイレベルのときにONとなり、ローレベルのとき
にOFFとなる。
このような従来例のA/D変換器において、制御信号S
がハイレベルになると、入力端子7がらの入力アナログ
電圧がサンプルボールドされ、積分器3の積分コンデン
ザc1.:電荷が蓄えられる。
次に制御信号Sがローレベルとなるとともに、制御信号
S′がハイレベルになると、積分器3は第4図(D)に
示されるように放電を開始し、積分器3の出力がアナロ
グコンパレータ4の比較電圧であるOVに達するまでの
期間tにわたってアナログコンパレータ4の出力は第4
図(F)に示されるようにハイレベルとなり、AND回
路5でクロックパルスとの論理積がとられ、デジタルカ
ウンタ6でAND回路5の出力を計測してアナログ入力
端子に対応したデジタル値が得られる。なお、第4図(
E)には、反転されたアナログ入力が破線で示されてい
る。
このように、アナログ入力電圧に応じた電荷を積分器3
のコンデンサCに蓄え、このときの電荷を一定の割合で
放電したとき、積分器3出力が比較電圧になるまでの時
間を計測して入力電圧の値をデジタル値に変換する従来
例のA/D変換器においては、変換を高速で行なうには
、入力端子8からのクロックパルスの周波数を非常に高
くしなければならない。例えば、アナログ信号を16ビ
ソトのデジタル信号に変換する場合には、カウント数は
最大2+6=65536必要となる。このため、1回の
A/D変換を20μsecで行なうたわにはクロックの
周波数を3GHz以」二にしなければならす、また、逆
にクロックパルスの周波数を50M Hzにすると1回
のA/D変換に1.3m5ecも      −かかっ
てしまうという難点がある。
〈発明の目的〉 3一 本発明は、上述の点に鑑みて成されたものであって、A
/D変換器における変換の高速化を図ることを目的とす
る。
〈発明の構成〉 本発明では、」二連の目的を達成するために、入力アナ
ログ電圧をサンプリングして積分出力する第1積分手段
およびこれの積分出力をサンプリングして積分出力する
第2積分手段と、第1.第2比較電圧をそれぞれ有し、
かつ、第1.第2積分手段の各出力電圧が第1.第2比
較電圧に一致するときに第1.第2一致信号をそれぞれ
出力する第1.第2比較手段と、前記サンプリング時刻
から第1.第2比較手段の第1.第2一致信号が出力さ
れるまでの時間をそれぞれパルス計測する第1゜第2パ
ルス計測手段と、第1.第2パルス計測手段からの第1
.第2計測パルス数を入力アナログ電圧のA/D変換出
力の上位ビットおよび下位ビット情報としてそれぞれ蓄
える第1.第2シフトレジスタ手段とを備えている。
〈実施例〉 以下、図面によって本発明の実施例について詳細に説明
する。第1図は本発明の一実施例のブロック図であり、
第2図はタイムヂャートである。この実施例では、8ビ
ツトのA/D変換を行なった場合について説明する。
本発明のA/D変換器は、入力端子lOからの入力アナ
ログ電圧をサンプリングして積分出力する第1積分手段
IIおよびこれの積分出力をサンプリングして積分出力
する第2積分手段I2と、第1.第2比較電圧Vl、V
2をそれぞれ有し、かつ、第1.第2積分手段] 1,
12の各出力電圧が第1.第2比較電圧Vl、V2に一
致するときに第1、第2一致信号をそれぞれ出力する第
1.第2比較手段としての第1.第2アナログコンパレ
ータ13.14と、前記サンプリング時刻から第1.第
2比較手段13.14の第1.第2一致信号が出力され
るまでの時間をそれぞれパルス計測する第1゜第2パル
ス計測手段15.16と、第1.第2パルス計測手段1
5.16からの第1.第2計測パルス数を入力アナログ
電圧のA/D変換出力の上位ビットおよび下位ビット情
報としてそれぞれ蓄える第1.第2シフトレジスタ手段
としての第1.第2シフトレジスタI 7.+ 8とを
備える。
第1積分手段11は、基本的には、増幅器20と、2つ
のアナログスイッチ回路21a、21bと、積分器24
とから成る。この第1積分手段IIの制御信号端子22
.23には、第2図(A)(B)に示される制御信号S
l、S2がそれぞれ与えられ、これによって、アナログ
スイッチ回路21a、21bのON10 F Fが制御
される。すなわち、アナログスイッチ回路21a、21
bは、制御信号Sl。
S2がハイレベルのときONとなり、制御信号S1、S
2がローレベルのときにOFFとなる。
第2積分手段I2は、積分器27と、2つのアナログス
イッチ回路28a、28bと、積分器29とから成る。
この第2積分手段12の制御信号端子34.35には第
2図(C)(D )に示される制御信号S3.S4がそ
れぞれ与えられ、アナログスイッチ回路28a、28b
の0N10F’Fが制御される。
第1.第2パルス計測手段15.16は、AND回路3
0.32と、デジタルカウンタ3]、33とからそれぞ
れ構成される。
次に上記構成を有するA/D変換器の動作について説明
する。まず、アナログスイッチ回路21aがONすると
、入力端子10からの第2図(E)に示される入力アナ
ログ電圧がサンプルホールドされ積分器24の積分コン
デンサCIに蓄えられる。
次に、アナログスイッチ回路21aがOFFになるとと
もに、アナログスイッチ回路21bがONになると、積
分コンデンサCIは、端子25の基準電圧v3により一
定の割合で放電し、積分器24の出力は、第4図(F)
に示されるように第1アナログコンパレータ13の比較
電圧Vlに近づいていく。
積分器24の出力が比較電圧V1に近づいていく間、す
なわち、期間Tにおいて、第1アナログコンパレータ1
3の出力は、ハイレベルとなり、入力端子2Gからの第
2図(J)に示されるクロックバルスとの論理積がとら
れ、デジタルカウンタ31によって、第2図(L)に示
されるように上位4ビツトについてのカウントが成され
る。つまり、サンプリング時刻t1から第1アナログコ
ンパレータI3の第1一致信号としてのローレベルの信
号が出力されるまでの期間Tにわたってデジタルカウン
タ31によってパルス計測がなされることになる。
積分器24の出力が比較電圧v1になったときには、第
1アナログコンパレータ13は反転してOFFとなり、
デジタルカウンタ31のカウントが停止する。この後、
上位4ビツトは、シフトレジスタ17に蓄えられる。
その後、第1積分手段11の積分出力は、増幅回路36
で逆極性とされて第2積分手段12に与えられる。この
第2積分手段12では、第1積分手段11と同様の処理
が成される。すなイつち、アナログスイッチ回路28a
がONすると、第1積分手段11の出力がサンプルホー
ルドされ積分器29の積分コンデンサC2に蓄えられる
次に、アナログスイッチ回路28aがOFFになるとと
もに、アナログスイッチ回路28bがONになると、積
分コンデンサC2は、端子37の基準電圧v4により一
定の割合で放電し、積分器29の出力は、第4図(H)
に示されるように第2アナログコンパレータ14の比較
電圧V 2 (V 2二〇V)に近づいていく。
積分器29の出力が比較電圧V2に近づいていく間、す
なわち、期間T°において、第2アナログコンパレータ
14の出力は、ハイレベルとなり、入力端子38からの
第2図(K)に示されるクロックパルスとの論理積がと
られ、デジタルカウンタ33によって、第2図(M)で
示されるように下位4ビツトについてのカウントが成さ
れる。つまり、サンプリング時刻t2から第2アナログ
コンパレータI4の第2一致信号としてのローレベルの
信号が出力されるまでの期間T′にわたってデジタルカ
ウンタ33によってパルス計測がなされることになる。
積分器29の出力が比較電圧V2になったときには、第
2アナログコンパレータ14は反転してOFFとなり、
デジタルカウンタ33のカウントが停止する。この後、
下位4ビツトは、シフトレジスタI8に蓄えられる。
デジタルカウンタ31,33は、上位4ビツト、下位4
ビツトの情報をシフトレジスタ17.18に蓄えた後、
入力端子39からの第2図(N)に示されるリセットパ
ルスによってリセットされる。
また、上位4ビツトと下位4ビツトの生成に時間的ずれ
があるために、シフトレジスタ19によって同期をとり
、出力端子fl−f8に8ビツトのデジタル値が出力さ
れる。なお、第2図(G)および第2図(I)は反転さ
れたアナログ入力が破線で示されており、第2図(0)
には入力端子40からのシフトパルスが示されている。
このように、本発明のA/D変換器では、8ビツトのA
/D変換を上位4ビツトと下位4ビツトに分割して並列
的に行なうので、従来例のA/D変換器に比べて変換の
高速化を図ることが可能となる。
また、本発明のA/D変換器において、nピッ)・のA
/D変換をm分割で行なった場合には、最大カウント数
は、2のn7m乗であるのに対して、従来例のA/D変
換器では2のn乗であることから、2の(n/mXI−
m)乗分少なくなる。例えば、16ビツトで4分割の場
合には、従来例のA/D変換器では、最大カウント数は
、2”=65536であるが、本発明のA/D変換器で
は、24−16となり、約4.000分の1となる。し
たかって、本発明のA/D変換器で16ビツトのA/D
変換を20μsecで行なうためには、クロックパルス
の周波数は800kHz程度でよく、このため、A/D
変換器の設計が容易となる。
上述の実施例では、8ビツトのA/D変換を2分割で行
なった場合を示したけれども、本発明は8ビツトのA/
D変換を2分割で行なう場合にに限るものでなく、例え
ば16ビツトのA/D変換を4分割で行なう場合等にも
適用できるのはもち      1ろんである。
〈発明の効果〉 以上のように本発明によれば、入力アナログ電圧をサン
プリングして積分出力する第1積分手段およびこれのの
出力をサンプリングして積分出力する第2積分手段と、
第1.第2比較電圧をそれぞれ有し、かつ、第1.第2
積分手段の各出力電圧が第1.第2比較電圧に一致する
ときに第1.第2一致信号をそれぞれ出力する第1.第
2比較手段と、前記サンプリング時刻から第1.第2比
較手段の第1.第2一致信号が出力されるまでの時間を
それぞれパルス計測する第1.第2パルス計測手段と、
第1.第2パルス計測手段からの第1゜第2計測パルス
数を入力アナログ電圧のA/D変換出力の上位ビットお
よび下位ビット情報としてそれぞれ蓄える第1.第2シ
フトレジスタ手段とを有し、所定ビットのA/D変換を
並列的に行なうので、A/D変換の高速化を図ることが
可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例のブロック図、第2図は第1
図の動作説明に供するタイムチャート、第3図は従来例
のブロック図、第4図は第3図の動作説明に供するタイ
ムチャートである。 11.12・・・第1.第2積分手段、13.14・・
・第15第2アナログコンパレータ、15.16・・・
第1、第2パルス計測手段、17.18・・・第1.第
2シフトレジスタ手段。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)入力アナログ電圧をサンプリングして積分出力す
    る第1積分手段およびこれの積分出力をサンプリングし
    て積分出力する第2積分手段と、第1、第2比較電圧を
    それぞれ有し、かつ、第1、第2積分手段の各出力電圧
    が第1、第2比較電圧に一致するときに第1、第2一致
    信号をそれぞれ出力する第1、第2比較手段と、 前記サンプリング時刻から第1、第2比較手段の第1、
    第2一致信号が出力されるまでの時間をそれぞれパルス
    計測する第1、第2パルス計測手段と、 第1、第2パルス計測手段からの第1、第2計測パルス
    数を入力アナログ電圧のA/D変換出力の上位ビットお
    よび下位ビット情報としてそれぞれ蓄える第1、第2シ
    フトレジスタ手段とを含むことを特徴とするA/D変換
    器。
JP23206384A 1984-11-02 1984-11-02 A/d変換器 Pending JPS61109325A (ja)

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JP23206384A JPS61109325A (ja) 1984-11-02 1984-11-02 A/d変換器

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ID=16933394

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0226418A (ja) * 1988-07-15 1990-01-29 Sanyo Electric Co Ltd 二重積分型a/d変換回路
JP5719461B1 (ja) * 2014-03-27 2015-05-20 日本電信電話株式会社 コヒーレント光通信用増幅器

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5817728A (ja) * 1981-07-24 1983-02-02 Hitachi Ltd 複合型アナログ・デイジタル変換器
JPS5838031A (ja) * 1981-08-28 1983-03-05 Hitachi Ltd 循環型アナログ・デイジタル変換器

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