JPS6166411A - Analog-digital converter - Google Patents

Analog-digital converter

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JPS6166411A
JPS6166411A JP18900384A JP18900384A JPS6166411A JP S6166411 A JPS6166411 A JP S6166411A JP 18900384 A JP18900384 A JP 18900384A JP 18900384 A JP18900384 A JP 18900384A JP S6166411 A JPS6166411 A JP S6166411A
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JP
Japan
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converter
circuit
output
bits
parallel
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Application number
JP18900384A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Michihiro Inoue
道弘 井上
Akira Matsuzawa
松沢 昭
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.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP18900384A priority Critical patent/JPS6166411A/en
Publication of JPS6166411A publication Critical patent/JPS6166411A/en
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  • Analogue/Digital Conversion (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain a monolithic A/D converter with high speed, high accuracy, low power consumption and low cost by using a subtraction circuit whose accuracy of gain is not required so as to connect a parallel A/D converter and a cascade A/D converter. CONSTITUTION:A high-order m-bit of an analog input signal from a terminal 1 is subject to digital coding by the parallel A/D converter 2. The coded signal is inputted to an output buffer 6, converted into an analog signal by a D/A converter 3 and inputted to a subtraction circuit 5, where the said signal is subtracted with an output from a sample-and-hold circuit 4, the low-order n-bit is coded by the cascade A/D converter 8 and the result is outputted from an output buffer 12. Since the output amplitude has only to by symmetry to 0V in the circuit 5 and it is not required to match the gain strictly, the A/D converter with high accuracy is obtained.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はA/Dコンバータ、特にビデオ帯域以上の高速
で、かつ高精度なモノリシック化に適したA/D変換装
置の構成に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application The present invention relates to an A/D converter, and particularly to a structure of an A/D converter suitable for high-speed, high-precision monolithic conversion at or above the video band.

従来例の構成とその問題点 近年、ビデオ信号のディジタル処理化が進み、そのキー
デバイスとしてのA/Dコンバータの低消費電力化、低
価格化およびコンパクト化が要望されている。
Conventional configurations and their problems In recent years, digital processing of video signals has progressed, and there has been a demand for lower power consumption, lower prices, and more compact A/D converters as key devices.

この条件を満たすにはモノリシック化を行うことが必要
で、従来モノリンツク構造のビデオ用A/Dコンバータ
の方式は並列型と呼ばれるコンパレータを一個(Nは分
解能)内蔵したものが主流を占めていた。しかしながら
この並列型は前述のように2N個のコンパレータが必要
なため、10ビツト(1,024個のコンパレータを要
する)程度が限界で、それ以上、たとえばディジタルカ
メ2等で要望されている12ビツトになると4,096
個ものコンパレータを必要とし、もはや実現不可能とな
る。
In order to meet this condition, it is necessary to implement a monolithic structure, and conventional monolink structure video A/D converters have been mainly of the so-called parallel type with a built-in comparator (N is the resolution). However, as mentioned above, this parallel type requires 2N comparators, so the limit is about 10 bits (requiring 1,024 comparators); becomes 4,096
This requires individual comparators, which is no longer possible.

一方、逐次比較方式と呼ばれる変換方式があるが、この
方法は、一つのサンプル点をディジタル信号に変換して
しまうまでに、ビットの数だけ処理を繰り返すために、
クロック周波数がサンプリング周波数のN倍(Nは分解
能)必要である。したがって、今ビデオ帯域を考えてサ
ンプリング周波数を20MHz とすれば、12ビツト
の場合、最低でも240 MHz のクロックが必要と
なり、実現するのにかなり困難である。また内部に用い
られるD/Aコンバータのセトリングタイムも1nse
c程度のものが要求され、高精度化を実現することが難
しい。
On the other hand, there is a conversion method called the successive approximation method, but this method repeats processing for the number of bits before converting one sample point to a digital signal.
The clock frequency needs to be N times the sampling frequency (N is the resolution). Therefore, if we consider the video band and set the sampling frequency to 20 MHz, in the case of 12 bits, a clock of at least 240 MHz is required, which is quite difficult to implement. Also, the settling time of the internal D/A converter is 1nse.
c is required, making it difficult to achieve high accuracy.

そこで有力な方式として考えられるのが、直並列方式と
呼ばれる、並列型A/Dコンバー・夕を2ヶ以上直列に
接続する方式である0例えば12ビツトの場合6ビツト
ずつの2段構成にすると、コンパレータ数は2X26=
128ケで済み、大巾な低消費電力化が図れると共に、
ICとしての集積度の点からも実現可能なものとなる。
Therefore, a promising method is called the series-parallel method, in which two or more parallel A/D converters are connected in series.For example, in the case of 12 bits, a two-stage configuration of 6 bits each is used. , the number of comparators is 2X26=
Only 128 circuits are required, which significantly reduces power consumption.
This is also possible in terms of the degree of integration as an IC.

しかも、回路全体を駆動するクロックがサンプリング周
波数と同一で良いので高速化も比較的実現しやすいとい
うメリットを持つ。
Furthermore, since the clock that drives the entire circuit can be the same as the sampling frequency, it has the advantage that it is relatively easy to achieve high speed.

しかしながら、この直並列方式の欠点は段間の継ぎ目の
精度に難点があることである。第1図にこの直並列方式
A/Dコンバータのブロック図を示し、その動作および
問題点について説明する。
However, a drawback of this series-parallel system is that there is a problem in the accuracy of the joints between stages. FIG. 1 shows a block diagram of this series-parallel type A/D converter, and its operation and problems will be explained.

第1図において、101はアナログ入力端子、102は
上位ビットA/DコンバータでMSB(最上位ビット)
からmビットのA/D変換を行う並列型A/Dコンバー
タである。103は上位mビットのディジタル出力端子
であり、104はこの上位mビットのディジタル信号を
再びアナログ信号に戻すmビットのD/Aコンバータで
ある。
In Figure 1, 101 is an analog input terminal, 102 is a high-order bit A/D converter, and MSB (most significant bit)
This is a parallel A/D converter that performs m-bit A/D conversion from . 103 is a digital output terminal for upper m bits, and 104 is an m-bit D/A converter for converting this upper m bit digital signal back into an analog signal.

105は遅延回路、106は減算回路、107は下位n
ビットのA/D変換を行う並列型A/Dコンバータであ
る。108は下位nビットの出力端子である。
105 is a delay circuit, 106 is a subtraction circuit, 107 is a lower n
This is a parallel A/D converter that performs bit A/D conversion. 108 is an output terminal for the lower n bits.

次に動作について説明する。まず端子101に印加され
たアナログ信号は上位mビットのA/Dコンバータ10
2でA/D変換される。この出力はそのまま上位mビッ
ト分のディジタル信号として端子103より出力される
と共にmビットのD/Aコンバータ4に入力され、再び
アナログ信号に再生される。一方、アナログ入力信号は
遅延回路105で、上位ピッ)A/Dコンバータ102
とD/Aコンバータ104によって信号が遅れた時間と
等しい時間だけ遅延させられ、減算回路106に加えら
れる。減算回路106ではこの遅延回路の出力とD/A
コンバータ4の出力信号間の減算を行う。すなわち、ア
ナログ原信号と上位mビットの再生信号との減算結果、
残りの下位nビット分のアナログ信号が減算回路106
の出力に表われる。この信号を下位nビットのA/Dコ
ンバータでディジタル信号に変換して下位nビットのデ
ィジタル信号とする。
Next, the operation will be explained. First, the analog signal applied to the terminal 101 is sent to the A/D converter 10 of the upper m bits.
A/D conversion is performed in step 2. This output is directly output from the terminal 103 as a digital signal for the upper m bits, and is also input to the m-bit D/A converter 4, where it is reproduced again into an analog signal. On the other hand, the analog input signal is input to the delay circuit 105, and the upper pin) A/D converter 102
The signal is delayed by the D/A converter 104 by a time equal to the delay time of the signal, and is applied to the subtraction circuit 106. In the subtraction circuit 106, the output of this delay circuit and the D/A
Subtraction is performed between the output signals of the converter 4. That is, the result of subtraction between the analog original signal and the reproduced signal of the upper m bits,
The analog signal for the remaining lower n bits is sent to the subtraction circuit 106.
appears in the output of This signal is converted into a digital signal by an A/D converter for the lower n bits to produce a digital signal for the lower n bits.

以上のように、この直並列方式のA/Dコンバータは、
比較的構成が簡単で、高速化もやりやすいが、大きな問
題は、106の減算回路の精度を、ビットサイズ以内に
しなければならず、また、通常は下位ビットの並列A/
Dコンバータ107の入力ダイナミックレンジを大ぎく
するために、に 106の減算回路v−倍の利得を持たせるわけであるが
、この利得の精度と下位ビット用A/Dコンバータ10
70入力直流レベルの精度をビットサイズ以下まで高め
ることが必要である。しかしながら、これらの高精度化
はモノリシックICにおいて、無調整で実現するのは困
難で、精度をとるための外部調整またはトリミングを必
要とし、低価格のA/Dコンバータを実現することはで
きない。
As mentioned above, this series-parallel type A/D converter is
Although the configuration is relatively simple and it is easy to increase the speed, the major problem is that the accuracy of the 106 subtraction circuits must be within the bit size, and usually the parallel A/A of the lower bits is
In order to widen the input dynamic range of the D converter 107, the subtraction circuit 106 is given a gain of v- times, but the accuracy of this gain and the A/D converter 10 for lower bits are
It is necessary to improve the accuracy of the 70 input DC level to below the bit size. However, it is difficult to achieve these improvements in precision in a monolithic IC without adjustment, and requires external adjustment or trimming to obtain precision, making it impossible to realize a low-cost A/D converter.

発明の目的 そこで、本発明はこのような従来の問題を解決するため
に、上位ビット用の並列形A/Dコンバータと、下位ビ
ット用の縦続形A/Dコンバータとを用い、その間を利
得精度の不要な減算回路を用いて信号をつなぐことによ
って、従来の全並列形または直並列形、全縦続形のA/
Dコンバータでは成し得なかった高速、高精度でかつ低
消費電力および低価格のモノリシンクA/Dコンバータ
を提供することを目的とする。
Purpose of the Invention Therefore, in order to solve such conventional problems, the present invention uses a parallel type A/D converter for the upper bits and a cascade type A/D converter for the lower bits, and improves the gain accuracy between them. By connecting signals using unnecessary subtraction circuits, conventional fully parallel, series-parallel, or fully cascaded A/
The purpose of the present invention is to provide a monolithic A/D converter that has high speed, high precision, low power consumption, and low cost, which cannot be achieved with a D converter.

発明の構成 本発明は、上位mビットを符号化する並列形A / D
 ニア 7 /: L/−夕ト、この並列形A / D
コンバータの出力を再びアナログ信号に再生するmビッ
トのD / Aコンバータと、アナログ入力信号を遅延
する遅延回路と、D/Aコンバータと遅延回路の出力同
士を引き算して差信号をつくる差動増幅回路で構成され
た減算回路と、この減算回路の出力を入力とする下位n
ビットを符号化する縦続形A / Dコンバータと、減
算回路と同一の差動増幅回路で形成され、出力が縦続形
A/Dコンバータの初段の基準電圧入力となる基準電圧
発生回路とを有する構成により、ビデオ帯域以上の高速
で、高精度、しかも低消費電力のモノリシックA/D変
換装置の製造を可能にするものである。
Structure of the Invention The present invention is a parallel type A/D that encodes the upper m bits.
Near 7/: L/-event, this parallel type A/D
An m-bit D/A converter that regenerates the converter output into an analog signal, a delay circuit that delays the analog input signal, and a differential amplifier that subtracts the outputs of the D/A converter and delay circuit to create a difference signal. A subtraction circuit composed of circuits and a lower n
A configuration that includes a cascaded A/D converter that encodes bits, and a reference voltage generation circuit formed by the same differential amplifier circuit as the subtraction circuit, whose output is the reference voltage input to the first stage of the cascaded A/D converter. This makes it possible to manufacture a monolithic A/D converter that is faster than the video band, has high precision, and has low power consumption.

実施例の説明 第2図は本発明の実施例におけるA/D変換装置の基本
的な構成を示す。
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS FIG. 2 shows the basic configuration of an A/D conversion device in an embodiment of the present invention.

第2図において、1はアナログ入力端子、2は上位mビ
ットを符号化する並列A/Dコンバータ、3はmビット
のD/Aコンバータ、4は遅延回路の作用をするサンプ
ル・ホールド回路、5は減X回路、6は上位mピントの
出力バッファ、7a。
In FIG. 2, 1 is an analog input terminal, 2 is a parallel A/D converter that encodes the upper m bits, 3 is an m-bit D/A converter, 4 is a sample and hold circuit that functions as a delay circuit, and 5 6 is an output buffer for the upper m pinpoints, and 7a is a subtraction circuit.

7bは上位mビットの出力端子、8は下位nビットを符
号化する縦続形A/Dコンバータ、9は基準電圧入力端
子、10 a 、 10 b 、 10 cはそれぞれ
折り返し回路でn−1段縦続接続されている。
7b is an output terminal for the upper m bits, 8 is a cascade type A/D converter that encodes the lower n bits, 9 is a reference voltage input terminal, and 10a, 10b, and 10c are folding circuits each having n-1 stage cascade. It is connected.

11a、11b、11C111dはコンパレータでnヶ
設けられる。12は下位nビット用出力バノファ、13
a、13b、13C113dはそれぞれ下位nビットの
出力端子である。
Comparators 11a, 11b, and 11C111d are provided in n numbers. 12 is an output bannofer for lower n bits, 13
a, 13b, and 13C113d are output terminals for the lower n bits, respectively.

図から分るように入力信号は、並列形A/Dコンバータ
とサンプル・ホールド回路に入力され、並列形A/Dコ
ンバータの出力は上位mビットの出力バノファを介して
出力されると共に、D/Aコンバータに接続されている
。減算回路の2つの入力はD/Aコンバータの出力とサ
ンプル・ホールド回路の出力が接続され、出力は下位n
ビットを符号化する縦続形A/Dコンバータの初段の折
り返し回路に入力されている。初段の折り返し回路のも
う一方の入力端子は基準電圧端子が接続され、2段目以
降の折り返し回路は初段の折り返し回路に縦続接続され
ている。コンパレータは折す返し回路の各段の入力およ
び最終段の出力に接続されて、それらコンパレータの出
力は下位nピントの出力バッフ7を介して出力される。
As can be seen from the figure, the input signal is input to a parallel A/D converter and a sample-and-hold circuit, and the output of the parallel A/D converter is outputted via the output vanofer of the upper m bits. Connected to A converter. The two inputs of the subtraction circuit are connected to the output of the D/A converter and the output of the sample-and-hold circuit, and the output is the lower n
It is input to the folding circuit at the first stage of the cascade type A/D converter that encodes the bits. The other input terminal of the first-stage folding circuit is connected to a reference voltage terminal, and the second-stage folding circuit and subsequent stages are cascade-connected to the first-stage folding circuit. The comparators are connected to the inputs of each stage and the output of the final stage of the folding circuit, and the outputs of these comparators are outputted via the output buffer 7 of the lower n pins.

次に第2図の実施例の動作について説明する。Next, the operation of the embodiment shown in FIG. 2 will be explained.

まず、端子1から入ったアナログ入力信号はmビットの
並列A/Dコンバータで上位mビットがディジタル信号
に変換され符号化される。この上位mビットのディジタ
ル信号は出力バッファ6を介して出力する。
First, an analog input signal input from terminal 1 is converted into a digital signal with its upper m bits encoded by an m-bit parallel A/D converter. The upper m bits of the digital signal are outputted via the output buffer 6.

一方、並列A/Dコンバータ2の出力はmビットのD/
Aコンバータ3により、アナログ信号に再生される。こ
のときの精度は(m十n)ビットの精度である。アナロ
グ入力信号は一方、サンプル・ホールド回路4に入力さ
れ、ここで、並列A/Dコンバータ2およびD/Aコン
バータ3でシフトした信号遅れと同様の遅延がなされ、
D/Aコンバータ3の出力信号の位相とサンプル・ホー
ルド回路4の出力の位相をそろえる。次に減算回路6で
、この2つの信号の差をとると、この信号の振巾は最大
、上位mビットの並列A/Dコンバータのビットサイズ
(=V、n/2”)となり、この信号を、あとnビット
のA / D変換性うことにより、全体でm+nビット
のA/D変換を完了できることになる。したがって減算
回路6の出力を下位nビットを符号化する縦続形A/D
コンバータ8に入力している。
On the other hand, the output of the parallel A/D converter 2 is m-bit D/D/
The A converter 3 regenerates it into an analog signal. The accuracy at this time is (m1n) bits. The analog input signal is, on the other hand, input to the sample and hold circuit 4, where it is delayed in the same way as the signal delay shifted by the parallel A/D converter 2 and D/A converter 3.
The phase of the output signal of the D/A converter 3 and the phase of the output of the sample/hold circuit 4 are aligned. Next, when the subtraction circuit 6 takes the difference between these two signals, the amplitude of this signal becomes the maximum bit size (=V, n/2") of the high-order m bits of the parallel A/D converter, and this signal By performing A/D conversion of n more bits, it is possible to complete A/D conversion of m+n bits in total.Therefore, the output of the subtraction circuit 6 is converted into a cascade type A/D converter that encodes the lower n bits.
It is input to converter 8.

ここで縦続形A/Dコンバータ8の動作について説明す
る。nビットの縦続形A/Dコンバータ8は第2図に示
されるように、n−1段の縦続接続した折り返し回路I
Qa〜10 cとn個のコンパレータ11a〜11dと
から成る。折り返し回路は、第3図に示されるような入
出力特性を持つよう構成される。つまり、入力Aと出力
Bとの関係は入力信号Aを増加していくと、出力Aは入
力ダイナミックレンジの%のところまで利得1で増加し
、それをすぎると逆に減少し、図に示すような特性とな
る。−力出力Bは出力Aと相補関係にある。入力Bは入
力Aと差動入力を形成している。
Here, the operation of the cascade type A/D converter 8 will be explained. As shown in FIG. 2, the n-bit cascaded A/D converter 8 has n-1 stages of cascaded folding circuits I.
It consists of Qa~10c and n comparators 11a~11d. The folding circuit is configured to have input/output characteristics as shown in FIG. In other words, the relationship between input A and output B is that as input signal A increases, output A increases with a gain of 1 up to % of the input dynamic range, and conversely decreases after that, as shown in the figure. The characteristics are as follows. - force output B is complementary to output A; Input B forms a differential input with input A.

このような特性の折り返し回路を縦続接続し、その初段
の一方の入力にアナログ信号を入力し、そのアナログ信
号のフルレンジの%の電圧をレファレンスとして差動の
もう一方の入力に加えると、入力信号は、折り返し回路
を通過するたびに、信号が折り返えされ、それぞれの折
り返し回路の出力点において、初段のレファレンス電圧
に対する所定の極性を発生する。したがってこの信号を
コンパレータ11a〜11dで比較すると、符号化され
た出力を得ることができる0つまり、下位nビットの変
換ができるわけである。
If folding circuits with such characteristics are connected in cascade, an analog signal is input to one input of the first stage, and a voltage of % of the full range of the analog signal is applied as a reference to the other differential input, the input signal Each time the signal passes through a folding circuit, the signal is folded back, and a predetermined polarity relative to the reference voltage of the first stage is generated at the output point of each folding circuit. Therefore, when these signals are compared by the comparators 11a to 11d, a coded output can be obtained by converting the signals to 0, that is, the lower n bits.

以上説明したように、実施例のA/Dコンバータにおい
ては、上位mビットを並列A/Dコンバータで、下位n
ビットについては縦続形A/Dコンバータで変換するこ
とになる。ここで注目すべきことは、減算回路6の利得
の厳密性が不要なことである。今、仮りに減算回路5の
出力を2つの入力が一致した時にOvになり、入力の大
小に応じて両極性の出力特性を持つように設定し、レフ
ァレンス電圧もOvにする。一方、縦続形A/Dコンバ
ータ8の入力信号とレファレンス電圧の関係は、レファ
レンス電圧が入力信号のフルスケールの%の電圧であれ
ば充分で、入力振巾の多少の大小は問題とならない。し
たがって減算回路6の出力振巾もoVを中心に正負対称
でありさえすれば充分ということになり、利得の厳密性
は問われない。
As explained above, in the A/D converter of the embodiment, the upper m bits are processed by the parallel A/D converter, and the lower n bits are processed by the parallel A/D converter.
The bits will be converted by a cascade type A/D converter. What should be noted here is that the gain of the subtraction circuit 6 does not need to be exact. Now, suppose that the output of the subtraction circuit 5 is set to Ov when the two inputs match, and has bipolar output characteristics depending on the magnitude of the input, and the reference voltage is also set to Ov. On the other hand, the relationship between the input signal and the reference voltage of the cascade type A/D converter 8 is sufficient if the reference voltage is a voltage of % of the full scale of the input signal, and the magnitude of the input amplitude does not matter. Therefore, it is sufficient that the output amplitude of the subtraction circuit 6 is also positive and negative symmetrical about oV, and the strictness of the gain is not critical.

次に本発明の実施例における減算回路と、基準電圧発生
回路とについて説明する。第4図は本発明における減算
回路の実施例である。
Next, a subtraction circuit and a reference voltage generation circuit in an embodiment of the present invention will be explained. FIG. 4 shows an embodiment of the subtraction circuit according to the present invention.

第4図において、ブロックAとブロックBは同一の差動
増幅回路であり、ブロックAは減算回路、ブロックBは
基準電圧発生回路である。21゜22は差動入力端子、
23は出力端子、24は出力端子、25は電源である。
In FIG. 4, blocks A and B are the same differential amplifier circuit, block A is a subtraction circuit, and block B is a reference voltage generation circuit. 21゜22 are differential input terminals,
23 is an output terminal, 24 is an output terminal, and 25 is a power supply.

26,27,32゜33は負荷抵抗、28.29および
34.35はそれぞれ差動トランジスタペア、30,3
1゜36.37は利得調整のためのエミ’)夕帰還抵抗
、38は基準入力電圧源、39.40は定電流源である
26, 27, 32° 33 are load resistors, 28.29 and 34.35 are differential transistor pairs, 30, 3
1.36.37 is an electric feedback resistor for gain adjustment, 38 is a reference input voltage source, and 39.40 is a constant current source.

第4図の21へは第2図におけるD/Aコンバータ3の
出力端子が、22へはサンプル・ホールド回路4の出力
端子がそれぞれ接続され、出力端23は第2図における
縦続形A/Dコンバータ8の入力端子へ、また、出力端
子24は第2図の基準電圧端子9へ接続されることにな
る。
The output terminal of the D/A converter 3 in FIG. 2 is connected to 21 in FIG. The output terminal 24 will be connected to the input terminal of the converter 8 and to the reference voltage terminal 9 of FIG.

次に第4図の回路の動作を第5図の特性説明図を用いて
説明する。端子21.22へ差入力信号v1n=(v2
1−v22)を加えると出力23には第5図の実線で示
す入出力特性直線に従った出力電圧が表われる。またブ
ロックBの差動回路をブロックAの差動回路と同一の特
性を持つ各素子で構成すればブロックBはブロックAと
同一の入出力特性を有する。ここで、ブロックBの差動
回路の差動入力電圧にブロックAの最大入力電圧の%の
電圧を印加するよう構成すれば、第6図に示すように2
4の電圧V。u、24は23の出力電圧V。ユ23の最
大値の%となる。したがって、今電圧源38の電圧を上
位mビットの並列形A/Dコンバータのビットサイズ(
LSB)の%、すなわち%LSBにしておけば、減算回
路のフルスケール出力は1LsBであるから、縦続形A
/Dコンバータ8の基準電圧入力は、入力信号のフルス
ケールの1/2になる。しかもブロックAとブロックB
は全く同一の回路で形成されているために、集積回路化
を行えば、互いの特性はほとんど一致し、上記の関係は
常に保たれることとなり、減算回路の利得を厳密に合わ
せる必要がない。
Next, the operation of the circuit shown in FIG. 4 will be explained using the characteristic diagram shown in FIG. Difference input signal v1n=(v2
1-v22), an output voltage appears at the output 23 in accordance with the input/output characteristic straight line shown by the solid line in FIG. Furthermore, if the differential circuit of block B is constructed of elements having the same characteristics as the differential circuit of block A, block B will have the same input/output characteristics as block A. Here, if a voltage of % of the maximum input voltage of block A is applied to the differential input voltage of the differential circuit of block B, as shown in FIG.
4 voltage V. u, 24 is the output voltage V of 23. % of the maximum value of U23. Therefore, the voltage of the voltage source 38 is now set to the bit size (
LSB), that is, %LSB, the full scale output of the subtraction circuit is 1LsB, so the cascade type A
The reference voltage input to the /D converter 8 is 1/2 of the full scale of the input signal. Moreover, block A and block B
are formed of exactly the same circuit, so if they are integrated into an integrated circuit, their characteristics will almost match, and the above relationship will always be maintained, so there is no need to precisely match the gains of the subtraction circuits. .

発明の効果 本発明の効果を次に述べる。Effect of the invention The effects of the present invention will be described below.

■ 実施例の説明で述べたように、減算回路の利得を厳
密に合わせる必要がないために減算回路の設計が容易で
、高精度のA/Dコンノく一タの実現が可能である。
(2) As described in the description of the embodiment, since it is not necessary to precisely match the gain of the subtracting circuit, the design of the subtracting circuit is easy, and a highly accurate A/D controller can be realized.

■ 上位ビットを並列形A/Dコンバータで処理するた
めに、全ビット縦続形で形成するのに比べ、高速化がは
かれることと、上位ビットの高精度化が容易で、高分解
能のA/Dコンバータを実現できる。
■ Since the upper bits are processed by a parallel type A/D converter, compared to forming all bits in series, it is faster and easier to increase the precision of the upper bits, making it possible to use a high-resolution A/D converter. A converter can be realized.

■ 縦続形A/Dコンバータの特徴である、少ない素子
数と、並列形A/Dコンパーメの高速性を合わせもつ、
低消費電力で高速のA/Dコンバータがモノリシックで
実現できる。
■ Combines the small number of elements, which is a feature of a cascaded A/D converter, with the high speed of a parallel A/D converter.
A monolithic A/D converter with low power consumption and high speed can be realized.

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

第1図は従来の直並列形A/Dコンバータのブロック図
、第2図は本発明の一実施例を説明する念めのブロック
図、第3図(、) 、 (b)は本発明のA/Dコンバ
ータに用いる折り返し回路の入出力特性の説明図、第4
図は本発明の減算回路及び基準電圧発生回路の一実施例
を示す回路図、第5図は本発明の減算回路及び基準電圧
発生回路の特性を説明する図である。 2・・・・・・上位ビット月並列形A/Dコンバータ、
3・・・・・・D/Aコンバータ、4・・・・・・サン
フルーホールド回路、6・・・・・・減算回路、8・・
・・・・下位ビット用縦続形A/Dコンバータ、10a
 、 1 ob 、 10a・・・・・・折り返し回路
、11&、11b、11C911d・・・・コンパレー
タ。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名窓 
2 図 第 3
Fig. 1 is a block diagram of a conventional serial-parallel A/D converter, Fig. 2 is a preliminary block diagram illustrating an embodiment of the present invention, and Figs. Explanatory diagram of input/output characteristics of a folding circuit used in an A/D converter, No. 4
The figure is a circuit diagram showing one embodiment of the subtraction circuit and reference voltage generation circuit of the present invention, and FIG. 5 is a diagram illustrating the characteristics of the subtraction circuit and reference voltage generation circuit of the present invention. 2... Upper bit parallel type A/D converter,
3...D/A converter, 4...Sunflue hold circuit, 6...Subtraction circuit, 8...
...Cascade type A/D converter for lower bits, 10a
, 1 ob, 10a... loopback circuit, 11&, 11b, 11C911d... comparator. Name of agent: Patent attorney Toshio Nakao and one other person
2 Figure 3

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)上位mビットを符号化する並列形A/Dコンバー
タと、前記並列形A/Dコンバータの出力を再びアナロ
グ信号に再生するmビットのD/Aコンバータと、前記
アナログ入力信号を遅延する遅延回路と、前記D/Aコ
ンバータと前記遅延回路の出力信号同志を引き算し、差
信号をつくる差動増幅回路で構成された減算回路と、前
記減算回路に継続して設けた複数の折り返し回路とコン
パレータから成る下位nビットを符号化する縦続形A/
Dコンバータと、前記減算回路と同一の差動増幅回路で
形成され、その出力電圧を前記縦続形A/Dコンバータ
の初段折り返し回路の基準電圧とする基準電圧発生回路
とを有することを特徴とするA/D変換装置。
(1) A parallel A/D converter that encodes the upper m bits, an m-bit D/A converter that regenerates the output of the parallel A/D converter into an analog signal, and delays the analog input signal. A subtraction circuit including a delay circuit, a differential amplifier circuit that subtracts the output signals of the D/A converter and the delay circuit to create a difference signal, and a plurality of folding circuits provided continuously to the subtraction circuit. A cascade form A/ encoding the lower n bits consisting of and a comparator
A D converter and a reference voltage generation circuit formed of the same differential amplifier circuit as the subtraction circuit and whose output voltage is used as a reference voltage of the first-stage folding circuit of the cascaded A/D converter. A/D conversion device.
(2)基準電圧発生回路の差動入力電圧として、前記並
列形A/Dコンバータのビットサイズの1/2に相当す
る電圧を与えることを特徴とする特許請求の範囲第1項
に記載のA/D変換装置。
(2) A according to claim 1, characterized in that a voltage corresponding to 1/2 of the bit size of the parallel A/D converter is applied as the differential input voltage of the reference voltage generation circuit. /D conversion device.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01133422A (en) * 1987-07-22 1989-05-25 Samsung Semiconductor & Teleommun Co Ltd Totally parallel and successively comparing analog-digital converter
JPH0879078A (en) * 1994-09-08 1996-03-22 Nec Corp Series-parallel a/d converter

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JPS5152774A (en) * 1974-11-05 1976-05-10 Japan Broadcasting Corp JUZOKUHIKAKUGATAANAROGU DEIJITARU HENKANKI

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