JPS6181030A - A/d変換器 - Google Patents

A/d変換器

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JPS6181030A
JPS6181030A JP20333484A JP20333484A JPS6181030A JP S6181030 A JPS6181030 A JP S6181030A JP 20333484 A JP20333484 A JP 20333484A JP 20333484 A JP20333484 A JP 20333484A JP S6181030 A JPS6181030 A JP S6181030A
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JP
Japan
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output
amplifier
voltage
parallel
subtraction
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JP20333484A
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Inventor
Shusaku Shimada
修作 島田
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Yokogawa Electric Corp
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Yokogawa Hokushin Electric Corp
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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】 (産業上の利用分野) 本発明は、アナログ信号を高速かつ高分解能で、ディジ
タル信号に変換するA/D変換器に関し、更に詳しくは
、量子化と減算を繰り返して、高分解能を1与るA/D
変換器に関する。
(従来の技術) 第3図は、従来の直並列形と呼ばれているA/D変換器
の一例を示ケ植成図である。入力端子1に印加される入
力電圧vinは、サンプルホールド回路2によってサン
プルボールドされる。このサンプルホールド回路2の出
力m圧vSは、減算増幅器3に印加されるとともに、第
1の並シ1j△/D変換器4に印加される。この第1の
並列A/D変換器4は、す′ラブルホール1回路2の出
カニ’a If VSを量子化するものであって、正、
負の基準電圧±Vrerと、この基準電圧出Vrerを
分圧する2ニド個(nlよ任、Qの整数)の等しい抵抗
R1と、分圧された参照電圧とリーンプルホールド回路
2からの電圧vSとを比較する2n千1個のコンパレー
タC,MP及び各コンパレータ出力2進符号化回路41
とで構成されている。この第1の並列A/D変換器の符
号化出力(±nビット)は、正負が反転され、D/A変
換器5に印加され、ここで、アナログ信号VDAに変操
された後、抵抗R82を介して減蓮増幅器3に印加され
る。
減口増幅器3は、サンプルホールド回路2の出力電圧v
Sと、D/A変換器5からのアナログ信号VDAとを入
力し、第1の並列A/D変換器4の量子化誤差(VS−
VDA)を求め、これを増幅し、第2の並列A/D変換
器6に入力させる。
この第2の並列A/D変1条器6は、第1の並列A/D
52換器4と同様の構成であって、量子化誤差(5−V
oA)をA/D変換する。第2の並列A/D変換器6の
出力符号は、全体のディジタル出力の下位ビットとなり
、第1の並列A/D変換器4の出力符号は、上位ビット
となる。
(発明が解決しようとする問題) 、      従来の回路は、このような構成であるた
めに、□1     通常2r1ビツトの直並列形A/
D変換器を構成するには、基準電圧を分圧して参照電圧
を得るための複数個の抵抗やコンパレータ及びnビット
確度でn/2ビツト分解能のD/A変換器等を必要とし
、構成が複雑になるという問題があった。
本発明は、このような従来回路の問題点に鑑みてなされ
たもので、その目的は、高速かつ高分解能なA/D変換
器を簡単な構成で実現づることにある。
(問題点を解決するための手段) このような問題点を解決する本発明は、入力信号をサン
プルホールドするサンプルホールド回路と、このサンプ
ルホールド回路の出ツノを入力づる利1り可変の減算増
幅器と、正、負極性のill!電圧を分圧する2”個の
等しい抵抗(nは任意の整数)及びこれらの各抵抗によ
って分圧された参照電圧と前記減口増幅器の出力電圧と
を比較する2+′I+11[1i1のコンパレータを含
み前記減算増幅器の出力電圧を量子化する並列は子化手
段と、この並列量子化手段の出力に応じて前記参照電圧
をスイッチし前期並列量子化手段のw子化値に対応した
アナログ電圧を1qるD/A変換手段と、このD/A変
換手段の出力を前記減算増幅器の入力側に与え里子化減
算を行ない、次に減算増幅器の利得を切り換える動作を
行い、これを所定回数繰り返す回路手段とを備えたこと
を特徴とするものである。
(実施例) 以下、本発明の実施例を図面を用いて詳細に説明する。
第1図は本発明に係る実施例の一例を示す構成図である
。図において、1は入力信号Vinが印加される入力端
子、2は入力信号■inをサンプルホールドするサンプ
ルホールド回路、3はサンプルホールド回路2の出力信
号vsを入力する刊冑可変の減算増幅器である。この減
算増幅器3は、入力抵抗Rh直流増幅器AMPI、帰還
低抗R,3R,12R,48R及びこれらの各帰還抵抗
を短絡するスイッチsg1〜3g3、出力電圧を切操え
て取り出すスイッチSG1〜SG4を含んで構成されて
いる。
4は減算増幅器3の出力信号VCを量子化する並列量子
化手段で、正、負極性の基準C8圧±VR及びこの基準
電圧±VRを分圧する2”<nは任意の整数で、この例
ではnは3)個の等しい抵抗RD、分圧された参照電圧
と減口増幅器3の出力電圧VCとを比較する2”+i(
ここでは9個)のコンパレータCMP1〜CMP9及び
各コンパレータの出力をラッチするフリップフロップF
F1〜FF9で構成されている。  ・ 5は並列W子化手段4の出力に応じて各参照電圧をスイ
ッチし、アナログ電圧を141で、このアナログ電圧を
減算増幅器3の入り側に与えるD/A変換手段である。
このD/A変換手段5は、参照電圧をスイッチする3個
のスイッチをひとつのグループとする9グループ(合計
で27個)のスイッーF一群SD11.5D21,5D
31〜5D19゜5D29,5D39と、各グループの
各スイッチからの信号をそれぞれ入力する3個のバッフ
ァアンプAMPd1.AMPd2.AMPd3と、これ
ら−の各バッファアンプの出力側に設けたスイッチSd
1゜Sd2. Sd3を含んで構成されており、各バッ
ファ    □アンプ△MPd1〜A M P d3の
出力は、各スイッチSd1〜Sd3及ヒ滅n用ノ土ミ低
抗R,4R,16Rを介して、減口増幅器3の入力端に
印加される。
7は制till論理回路で、各フリップフロップ回路F
F1〜FF9を介して並t11量子化手段4からの量子
化出力を入力し、D/A変換手段5の各スイッチSD1
1,5D21,5D31〜8019,5D29,5D3
9及びスイッチSd1〜Sd3を制御するとともに、サ
ンプルホールド回路2や、減算増幅器3の各スイッチを
制御する。
このように構成した本発明装置の動作を第3図の動作説
明図を参照しながら説明する。ここでは、±2BitX
 4の8bitA/D変換器を想定する。
A/D変換の開始により、まず制御論理回路7は、サン
プルホールド回路2で、入力信号■inをサンプルホー
ルドし、このホールド電圧vSをA/D変換する。
最初に、減算増幅器3のスイッチSG1及びスイッチS
g1が閉じられており、ホールド電圧■Sの一1倍の電
圧VCが並列mft手段4に与えられ、これが量子化さ
れる(第1串子化)。並列a子化手段4からの?n子化
1直出力Qo〜Q±4は、制御論理回路7に加えられて
おり、この制御論理回路7は、量子化(01に従ってQ
 、/A変換手段5のスイッチ5DII〜5D19の何
れかを閉じ、滑子化アナログ電圧■d1をバッファアン
プ△1ylp+J1に印加させる。ここでスイッチSd
1が閉じられ、量子化アナログ電圧Vd1は、抵抗Rを
通して減算増幅器3に入力され、減算が行なわれる。以
上の動作によって、減算増幅器3の出力端には、第1足
子化値のm子化誤差(VS−Vd1)が15られる。
次に、スイッチSG1及びスイッチSg1を開き、スイ
ッチSG2及びスイッチS92を閉じ、これによって減
算増幅器3の利19を切り換え、■C−(VS−Vd1
)x4を並列端子化手段4に入力させる。この電圧は、
再び並列端子化手段4によって量子化(第2旧子化)さ
れ、制m論理回路7は、その給子化出力Qo〜Q±4に
従って、スイッチ5D21〜5D29の何れかを閉じ、
第2回目の量子化アナログ電圧Vd2をバッファアンプ
△MPd2の入力端に得る。
ここで、スイッチSd2が閉じられ、この電圧は抵抗4
Rを通して、減算増幅器3に入力され、第2回目の減筒
が行なわれる。
次に、スイッチSG2及びスイッチSg2を間き、スイ
ッチSG3及びスイッチ3g3を閉じ、これによって減
算増幅器3の利得を切り換え、今度は、VC= (VS
−Vd1−Vd2./4 ) x 16を並列mft手
段4に入力し、ここで、3回目の量子化(第3串子化)
がなされる。3回目のは子化アナログ電圧Vd3は、ス
イッチ3 d3.抵抗16Rを通して、減算増幅器3に
入力され、第3回目の減算が行なわれる。
次に、同様にして、スイッチSG3及びスイッチS03
を開き、スイッチSG4を閉じ、今度は、VC−(VS
−Vd1−Vd2/4−Vd3/16)×64 を並列端子化手段4に入力し、ここで、4回目の出子化
(第4ffi子化)がなされ、A/D変換動作を終了す
る。
なお、上記の実施例では、4回の量子化動作と3回の量
子化減Qを行なわ廿る場合を例にとって説明したが、こ
れらの動作を更に多く繰り返すことができるように構成
すれば、A/D変換の分解能を更に高くすることができ
る。
(発明の効果) 以上説明したように、本発明は、■子化手段が1相で構
成されるもので、本発明によれば、高速かつ高分解能な
A/D変換器を簡単な構成で実現できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明に係る実施例の一例を示す構成図、第
2図はその03作を示す動作説明図、第3図は、従来の
直並列形A/D変換器の構成図である。 1・・・入力端子 2・・・ナンプルホールド回路

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 入力信号をサンプルホールドするサンプルホールド回路
    と、このサンプルホールド回路の出力を入力する利得可
    変の減算増幅器と、正、負極性の基準電圧を分圧する2
    ^n個の等しい抵抗(nは任意の整数)及びこれらの各
    抵抗によって分圧された参照電圧と前記減算増幅器の出
    力電圧とを比較する2^n+1個のコンパレータを含み
    前記減算増幅器の出力電圧を量子化する並列量子化手段
    と、この並列量子化手段の出力に応じて前記参照電圧を
    スイッチし前期並列量子化手段の量子化値に対応したア
    ナログ電圧を得るD/A変換手段と、このD/A変換手
    段の出力を前記減算増幅器の入力側に与え量子化減算を
    行ない、次に減算増幅器の利得を切り換える動作を行い
    、これを所定回数繰り返す回路手段とを備えたA/D変
    換器。
JP20333484A 1984-09-28 1984-09-28 A/d変換器 Granted JPS6181030A (ja)

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JPH0511445B2 JPH0511445B2 (ja) 1993-02-15

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58206228A (ja) * 1982-05-27 1983-12-01 Nippon Denso Co Ltd アナログーディジタル変換方法

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