JPS6261175B2 - - Google Patents

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JPS6261175B2
JPS6261175B2 JP56033358A JP3335881A JPS6261175B2 JP S6261175 B2 JPS6261175 B2 JP S6261175B2 JP 56033358 A JP56033358 A JP 56033358A JP 3335881 A JP3335881 A JP 3335881A JP S6261175 B2 JPS6261175 B2 JP S6261175B2
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JP
Japan
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clock
converter
output
analog
frequency
Prior art date
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Application number
JP56033358A
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English (en)
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JPS57147326A (en
Inventor
Takahide Ueno
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.)
NEC Corp
Original Assignee
Nippon Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Nippon Electric Co Ltd filed Critical Nippon Electric Co Ltd
Priority to JP3335881A priority Critical patent/JPS57147326A/ja
Publication of JPS57147326A publication Critical patent/JPS57147326A/ja
Publication of JPS6261175B2 publication Critical patent/JPS6261175B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M1/00Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
    • H03M1/12Analogue/digital converters
    • H03M1/14Conversion in steps with each step involving the same or a different conversion means and delivering more than one bit
    • H03M1/16Conversion in steps with each step involving the same or a different conversion means and delivering more than one bit with scale factor modification, i.e. by changing the amplification between the steps

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

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はアナログ信号をデジタル信号へすみや
かに変換するのに適したアナログ・デイジタル変
換回路(以下、A/Dコンバータ回路という)に
関する。
従来よりアナログ値をデジタル値に変換する手
段としてA/Dコンバータ回路が用いられている
が、その従来例の一例を第1図を示す。第1図の
従来例によれば、一定の周波数でクロツク信号を
発生するクロツク発生器11、アツプ、ダウンカ
ウンタ12、デイジタル・アナログ変換器(以下
D/Aコンバータという)13および2つの入力
端子を有しかつその一方に任意のアナログ信号源
に接続されたコンパレータ14とを備え、クロツ
ク発生器11の出力はアツプ・ダウンカウンタ1
2のクロツク入力端子に接続され、このアツプ・
ダウンカウンタ12の出力はD/Aコンバータ1
3のデジタルデータの各々のビツト入力に接続さ
れD/Aコンバータ13の出力はコンパレータ1
4の残る一方の入力端子に接続され、コンパレー
タ14の出力はアツプ・ダウンカウンタ12のア
ツプ・ダウンカウンタ入力端子に接続されてい
る。
次に、第1図の従来例の動作について説明す
る。第1図において、コンパレータ14へのアナ
ログ入力がD/Aコンバーター13でアナログ値
に変換された出力よりも高い時、コンパレータ1
4の出力はアツプ・ダウンカウンタ12のアツ
プ・ダウン入力端子をアツプ側とし、アツプ・ダ
ウンカウンタ12へのクロツク入力と共にアツ
プ・ダウンカウンタ12は1つ進み、かつD/A
コンバータ13は先の出力より1ビツト分高いア
ナログ出力を出す。そこで、コンパレータはこの
新たなD/Aコンバータ13の出力とアナログ入
力を比較することになり、従つてアナログ入力が
D/Aコンバータ13の出力よりも高い間は、上
述のようにD/Aコンバータ13の出力はクロツ
ク入力に従つて増加を続ける。
第2図は第1図のA/Dコンバータ出力を示す
図で、上述した出力状態は第2図のT1の期間で
示される状態である。
次にD/Aコンバータ13の出力が増加を続け
ついにアナログ入力よりD/Aコンバータ13の
出力の方が高い値になるとコンパレータ14の出
力はアツプ・ダウンカウンタ12にダウンを指示
することになり、クロツク入力と共に、アツプ・
ダウンカウンタ12は1つ戻り、かつD/Aコン
バータ13は1ビツト低いD/Aコンバータ13
の出力を出す。変換中にアナログ入力が一定に固
定されているとすれば、D/Aコンバータ13の
出力は1クロツク前の状態すなわちアナログ入力
がD/Aコンバータ13の出力よりも高い状態と
なる。
そこで、さらに次のクロツク入力ではアツプ・
ダウンカウンタ12の内容は1つ増加し、コンパ
レータ14はダウンを指示することになり、以降
コンパレータ14は1クロツクごとにアツプ指示
ダウン指示を繰り返し、D/Aコンバータ13の
出力はアナログ入力値のわずかに高い値と低い値
との2つの値を交互に取ることになる。この状態
を表わしたのが、第2図のT2の期間であり、こ
の状態をもつてA/Dコンバータが収束したと言
う。
上述した説明はD/Aコンバータ13が低いと
ころから高いところへ向かつて収束する場合であ
るが、D/Aコンバータ13が高いところから低
いところへ向かつて収束する場合も同様であるの
で、詳細な説明は割愛する。
従つて、従来の変換回路ではD/Aコンバータ
13及びコンパレータ14を含めた応答速度を
Toとし、クロツクの周波数をcとすればTo
1/cとしなければならず、アツプ・ダウンカ
ウンタ12がMビツト(M=1,2,3……)で
できている場合、変換時間の最小値はTo=1/
cとした時でも1/c(2M−1)となる。また To>1/cすなわちクロツク周波数がD/A
コンバータ13及びコンパレータ14の応答速度
を越えると、1クロツクパルスの到来後次のクロ
ツクパルスの到来までにアツプ・ダウンの方向が
決定されえない。
従つて、コンパレータ14は時間To前の比較
結果を出力しているので、 N+1/T>c>N/T(N=1,2,3……) で示されるクロツク周波数cに対してはNクロ
ツク前の結果を示しており、A/Dコンバータと
しての動作はNクロツク分遅れることになる。
いま、N=1を例にとれば、第3図に示すよう
に1クロツクの誤変換が行なわれることになる。
本発明は上記の従来例と同じ応答速度を有する
D/Aコンバータ及びコンパレータを用い、かつ
変換時間の短縮が可能である好適なA/Dコンバ
ータ回路を提供することを目的とする。
本発明によれば出力が収束する前のクロツク周
波数は収束後のクロツク周波数の2倍であるアナ
ログ・デイジタル変換器、もしくはクロツク周波
数が周期的に変るアナログ・デイジタル変換器を
得る。
以下に第4図を参照してこの発明の一実施例を
詳細に説明する。第4図の一実施例はクロツク周
波数の周期的に変化するクロツクコントローラ2
1と、アツプ・ダウンカウンタ22と、D/Aコ
ンバータ23と2つの入力端子を有しかつその一
方の入力端子に任意のアナログ信号線を接続され
たアナログ・コンパレータ24とを備え、クロツ
クコントローラ21のクロツク出力はアツプ・ダ
ウンカウンタ22のクロツク入力端子に接続さ
れ、アツプ・ダウンカウンタ22の各ビツト出力
は、D/Aコンバータ23のデジタル・データの
各々のビツト入力に接続され、D/Aコンバータ
23の出力はコンパレータ24の残る一方の入力
端子に接続され、コンパレータ24の出力はアツ
プ・ダウンカウンタ22のアツプ・ダウン入力端
子に接続される。
第4図の一実施例も、アナログ入力信号をデジ
タル信号に変換する動作はほぼ第1図の実施例と
同様であり、アツプ・ダウンカウンタ22の出力
が求める値に向かつて収束するのであるが、この
収束する期間の中でクロツク周波数を変化させる
ことにより変換時間を短縮することを特徴として
いる。
以下にクロツク周波数が第1図の従来例で用い
られたcに対してcと2cの2つの周波数
を用いたときの第4図の一実施例を改善点につい
て説明する。
D/Aコンバータ23及びコンパレータ24の
応答時間をToとして変換時間を求めることにす
る。第4図の一実施例においても変換に要するク
ロツク数は(2M−1)であるが、このうちK1
ロツクは2倍の周波数2cで、K2クロツクは
周波数cで変換すると、 K1+K2=2M−1 であり、第1図の従来例で収束に要する時間Tと
第4図の実施例での収束に要する時間T′とを比
較すると、 T−T′=1/c(K1+K2)−(K/2c+K
/c) =1/c(K1−K/2) =K/2c となることから第4図の実施例における方が
K1/2cだけ速くなる。そこで、このような
システムでは第1図の従来例において問題とされ
た誤変換がおこるのではないかと予想されるが、
これは2cのクロツクを変換収束の前期に、
cのクロツクを変換収束の後期に供給することで
解決される。
すなわち、第6図に示されるように収束の前期
T1においては2cのクロツクが供給され、第
1図の従来例と同様に誤変換がある。しかし、収
束の後期T2においてはcのクロツクが供給さ
れ、誤変換は生じない。
そこで、A/Dコンバータ23としては収束の
後期cのクロツクを提供したのちに、変換出力
を取れば上述の問題は回避される。また、T
1/cであれば、2以上の任意の整数Nに対し
(N=2,3,4……)収束の前期にNcの周
波数のクロツクを供給すれば収束の前期における
誤変換はN以内であるので、収束の後期におい
て、cの周波数のクロツクはNクロツク以上供
給すればよい。
以上のように、本発明のA/Dコンバータを使
用することによつて動作速度の遅いD/Aコンバ
ータ及びコンパレータを用いても変換時間の短か
いA/Dコンバータが得られる。
また、第5図にはクロツクコントローラの1例
を示したが、第4図のクロツクコントローラ21
は2つの入力端子5,6を有しかつその一方の入
力端子5に周波数のクロツクパルスを加え、
そのクロツクパルスを第1のNAND回路1に加
え、他方の入力端子6には周波数のクロツク
パルスを加えるとともに第2のNAND回路2に加
えている。第1のNAND回路1の他方の入力には
クロツクコントローラ7から制御信号を与えると
ともに、第2のNAND回路2の他方の入力にはク
ロツクコントローラ7の出力をインバータ4で反
転して加えている。これら2つのNAND回路1,
2の出力はそれぞれ第3のNAND回路3の各入力
に加えられている。もつて第3のNAND回路3の
出力からはコントローラ7で制御された周波数
又はのクロツクパルスが出力される。
さらに詳細に説明すると、第5図のクロツクコ
ントローラにおいて、コントローラ7より論理
“1”または論理“0”が出力されることによつ
て、第5図のクロツクコントローラの出力が周波
かが決定されている。すなわち、周
波数をクロツク周波数cとし、周波数
を2倍のクロツク周波数2cとすると、コント
ローラ7の出力が論理“1”ならば第5図のクロ
ツクコントローラは周波数cのクロツクパルス
を出力し、また、論理“0”であれば出力は周波
数2cのクロツクパルスが出力される。
従つて、上述のように論理“1”及び“0”を
A/Dコンバーターの出力により、収束の前期な
ら論理“0”とし、収束の後期なら論理“1”と
する出力をコントローラ回路から出力することに
より、クロツクコントローラ回路21が構成され
ている。
尚、A/Dコンバーターの出力の収束期間が常
に一定であれば、論理“1”,“0”の変換は周期
的に行うようにしても良いことは明らかである。
【図面の簡単な説明】
第1図はA/Dコンバータの従来例を示すブロ
ツク図、第2図は第1図の従来例の動作を示す波
形図、第3図は第1図の従来例においてクロツク
周波数を高かくしすぎたために該変換を誘発した
場合の動作を示す波形図、第4図は本発明の一実
施例を示すブロツク図、第5図は本発明の一実施
例に用いるクロツク・コントローラの例を示す回
路構成図、第6図は本発明の一実施例の動作を示
す波形図である。 Vi……アナログ入力信号の電位、1,2,3
……2入力NAND回路、4……インバータ、5,
6……入力端子、7……コントローラ、11……
クロツク発生器、21……クロツク・コントロー
ラ、12,22……アツプ・ダウンカウンタ、1
3,23……D/Aコンバータ、14……コンパ
レータ、24……アナログ・コンパレータ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 アツプ・ダウンカウンタと、このカウンタの
    値をアナログ信号に変換するデジタル・アナログ
    コンバータと、2つの入力端子を有し一方の入力
    端子に任意のアナログ信号が入力され他方に前記
    デジタルアナログコンバータの出力が入力される
    コンバータとを備え、前記コンパレータの出力に
    よつて前記カウンタのアツプおよびダウンを行な
    うアナログ・デジタルコンバータ回路において、
    前記コンパレータの出力が第1のレベルの時は第
    1の周波数をもつクロツクで前記カウンタの動作
    を制御し、前記コンパレータの出力が第2のレベ
    ルの時は前記第1の周波数より低い第2の周波数
    をもつクロツクで前記カウンタを制御することに
    よつて、前記デジタルアナログコンバータの出力
    が収束する前は前記カウンタを高速動作せしめ、
    収束後は、低速動作せしめることを特徴とするア
    ナログ・デジタルコンバータ回路。
JP3335881A 1981-03-09 1981-03-09 Analog-to-digital converter circuit Granted JPS57147326A (en)

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JPS57147326A JPS57147326A (en) 1982-09-11
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