JPS628618A - Analog-digital converting circuit - Google Patents

Analog-digital converting circuit

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JPS628618A
JPS628618A JP14863385A JP14863385A JPS628618A JP S628618 A JPS628618 A JP S628618A JP 14863385 A JP14863385 A JP 14863385A JP 14863385 A JP14863385 A JP 14863385A JP S628618 A JPS628618 A JP S628618A
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voltage
output
circuit
bits
input
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JP14863385A
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Japanese (ja)
Inventor
Toshio Sudo
須藤 敏雄
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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  • Analogue/Digital Conversion (AREA)

Abstract

PURPOSE:To decrease the number of voltage comparator circuits by applying N-bit AD conversion in two lots consisting of high-order N1 bits and low-order N2 bits. CONSTITUTION:Voltages e1, e2, e3 at P sets of voltage dividing points and an analog input voltage are compared by conducting the 1st switch means 6, 7, 8 to latch an output code of a digital signal of a decoder circuit 27 by a latch circuit 28 of two latch circuits. Then the digital signal output code of the decoder circuit is latched by the other latch circuit 29 by conducting one of the 2nd switch means 12, 13, 14, 15 and the 3rd switch means 9, 10, 11 in response to the output code. A digital signal output to an input analog voltage is obtained by using the digital signal output code of the said two latch circuits.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はAD変換回路に関する。[Detailed description of the invention] [Industrial application field] The present invention relates to an AD conversion circuit.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

AD変換回路は低速用のものから高速用のものまで色々
なタイプのものが実用化されているig1中高速用のA
D変換回路は大別すると逐次比較方式のものと並列比較
方式のものとKなる。この逐次比較方式のAD変換回路
はバイナリ−サーチの手法により基準電圧との比較を繰
り返し、逐次上位ビットから決定していく方式であシ、
精度の曳いものが得られるため、計測、制御1通信分野
に広く使用されているが、nビットのAD変換回路では
n回の比較処理が必要となる。また並列比較方式のAD
変換回路はアナログ量を同時に比較処理するので、高速
用に適している反面、量子化のレベル数だけ電圧比較回
路を必要とする。
Various types of AD conversion circuits have been put into practical use, from low speed ones to high speed ones.
D-conversion circuits can be broadly classified into those using a successive approximation method and those using a parallel comparison method. This successive approximation type AD conversion circuit uses a binary search method to repeatedly compare with a reference voltage and sequentially determines the upper bits.
It is widely used in the fields of measurement, control, and communications because it provides a high-precision reference, but an n-bit AD conversion circuit requires n comparison processing. Also, AD with parallel comparison method
Since the conversion circuit simultaneously compares and processes analog quantities, it is suitable for high-speed applications, but requires as many voltage comparison circuits as there are quantization levels.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

上述した従来の逐次比較方式のnビットのAD変換回路
ではn回の比較処理が必要となるので、高速用には適さ
ない欠点があり、−また並列比較方式のAD変換回路で
は量子化のレベル数だけ電圧比較回路を必要とするので
、ビット数の多い変換回路には適さない欠点がある。
The above-mentioned conventional n-bit AD conversion circuit using the successive approximation method requires n comparison processing, so it has the disadvantage that it is not suitable for high-speed applications. Since this method requires as many voltage comparator circuits as the number of voltage comparators, it has the disadvantage that it is not suitable for converting circuits with a large number of bits.

現在AD変換器の用途は多岐に及んでいるので、その用
途に応じて色々な変換速度のものが必要となる。例えば
逐次比較方式のものよりは高速なものが必要であるが、
並列比較方式のものほどの高速性を必要としないと4う
ときに並列比較方式の人り変換回路を使用することは、
特に集積化する場合においてはチップサイズの増大につ
ながることになって経済的ではない。
Currently, AD converters are used for a wide variety of purposes, and therefore, AD converters with various conversion speeds are required depending on the use. For example, you need something faster than a successive approximation method, but
Using a parallel comparison type conversion circuit when you do not need the same high speed as the parallel comparison type
Particularly in the case of integration, this leads to an increase in chip size, which is not economical.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明のAD変換回路は、アナログ信号をそれぞれ一方
の入力とする2N”−1個の比較手段と、上位N1ビッ
トを決定するための2N1 1個のしきい値を前記比較
手段のそれぞれ他方の入力に供給する第1の供給手段と
、前記比較手段の出力に応じて前記上位N1ビットを決
定して記憶する第1の記憶手段と、前記上位N1ビット
に応じて下位N2ビットを決定するだめの前記2N1 
1個のしきい値の1つと前記アナログ信号の差分増幅電
圧を前記比較手段の一方に供給する第2の供給手段と、
前記比較手段の出力に応じて前記下位N2ビットを決定
して記憶する第2の記憶手段とを備えている。
The AD conversion circuit of the present invention has 2N''-1 comparison means each receiving an analog signal on one input, and a 2N1 threshold value for determining the upper N1 bits on each other of the comparison means. a first supply means for supplying the input to an input; a first storage means for determining and storing the upper N1 bits according to the output of the comparing means; and a first storage means for determining the lower N2 bits according to the upper N1 bits. Said 2N1
a second supply means for supplying one of the one threshold value and the differential amplified voltage of the analog signal to one of the comparison means;
and second storage means for determining and storing the lower N2 bits in accordance with the output of the comparison means.

〔本発明の作用・原理〕[Operation/principle of the present invention]

N(N=N1+N2でN 1 =N 2またはN 1 
=N 2+にN2は正の整数)と、ト分解能のAD変換
回路を実現する場合、基準電圧を任意に抵抗値設定され
た複数の分圧点An(n=1 、2 、3 、 ・−2
” −1)を有する分圧回路により分圧し、P←2N 
Ll >個の分圧点にそれぞれ電圧比較回路を接続する
N (N=N1+N2 where N 1 = N 2 or N 1
= N 2+ and N2 is a positive integer), and when realizing an AD conversion circuit with a resolution of 2
” -1) by a voltage dividing circuit, P←2N
A voltage comparator circuit is connected to each of the voltage dividing points Ll>.

さらにアナログ入力端子に2個の第1のスイッチ手段の
入力を接続し、該第1のスイッチ手段の出力にそれぞれ
前記電圧比較回路の他方の入力端子を接続することによ
り、前記アナログ入力端子の入力電圧と前記分圧点との
電圧の大きさを比較する。さらに前記P個の電圧比較回
路の出力信号を入力して、該出力信号が変化する境界点
を検出するP+1本の出力線をもつ境界検出回路を設け
る。
Further, the inputs of the two first switch means are connected to the analog input terminal, and the other input terminal of the voltage comparator circuit is connected to the output of the first switch means, respectively. The magnitude of the voltage and the voltage at the voltage dividing point are compared. Furthermore, a boundary detection circuit is provided having P+1 output lines for inputting the output signals of the P voltage comparison circuits and detecting boundary points at which the output signals change.

さらに前記P個の分圧点と接地点にそれぞれP+1個の
第2のスイッチ手段の入力を接続し、該第2のスイッチ
手段の出力は共通に差分増幅器の入力端子に接続する。
Further, the inputs of P+1 second switch means are connected to the P voltage dividing points and the ground point, respectively, and the outputs of the second switch means are commonly connected to the input terminal of the differential amplifier.

該差分増幅器の他方の入力端子には前記アナログ入力端
子の入力電圧を与えることによシ、該差分増幅器は前記
第2のスイッチ手段の共通出力端子の電圧と前記アナロ
グ入力端子の電圧の差を2N1倍に増幅した電圧を出力
する。
By applying the input voltage of the analog input terminal to the other input terminal of the differential amplifier, the differential amplifier calculates the difference between the voltage of the common output terminal of the second switching means and the voltage of the analog input terminal. Outputs a voltage amplified by 2N1.

さらに該差分増幅器の出力に2N”−1個の第3のスイ
ッチ手段の入力を共通に接続し、該第3のスイッチ手段
の出力はそれぞれ前記電圧比較回路の前記第1のスイッ
チ手段の出力が接続されている方の入力端子に接続する
。そして最後に前記境界検出回路の出力信号を入力とす
るデコーダ回路と該デコーダ回路の出力信号を入力とす
る2個のラッチ回路を設けることKよりAD変換回路を
構成する。このような構成のAD変換回路において、ま
ず第1のスイッチ手段を導通することにより前記P個の
分圧点の電圧とアナログ入力電圧とを比較して前記デコ
ーダ回路のディジタル信号出力コードを前記2個のラッ
チ回路の1つでラッチする。
Further, the inputs of 2N''-1 third switch means are commonly connected to the output of the differential amplifier, and the outputs of the third switch means are respectively connected to the outputs of the first switch means of the voltage comparison circuit. and finally, a decoder circuit that receives the output signal of the boundary detection circuit as an input, and two latch circuits that receive the output signal of the decoder circuit as input. Constructing a conversion circuit.In the AD conversion circuit having such a configuration, first, the first switch means is made conductive to compare the voltages at the P voltage division points and the analog input voltage, and convert the digital signal of the decoder circuit. The signal output code is latched by one of the two latch circuits.

次に該出力コードに応じて前記第2のスイッチ手段の1
つと第3のスイッチ手段を導通することにより前記デコ
ーダ回路のディジタル信号出力コードを前記他のラッチ
回路でラッテする。該2個のラッチ回路のディジタル信
号出力コードにより入力アナログ電圧に対応するディジ
タル信号出力を得ることができる。
Next, one of the second switch means according to the output code.
Then, by making the third switch means conductive, the digital signal output code of the decoder circuit is latched by the other latch circuit. A digital signal output corresponding to the input analog voltage can be obtained by the digital signal output codes of the two latch circuits.

〔実施例〕〔Example〕

次に、本発明について図面を参照して説明する。 Next, the present invention will be explained with reference to the drawings.

第1図は本発明の人り変換回路の一実施例を示すプロ、
り図、第2図は第1図における動作を示す信号の波形図
、第3図および第4図はそれぞれ第1図における境界検
出回路およびデコーダ回路の一例を示す回路図である。
FIG. 1 shows an embodiment of the human conversion circuit of the present invention.
2 is a signal waveform diagram showing the operation in FIG. 1, and FIGS. 3 and 4 are circuit diagrams showing examples of the boundary detection circuit and decoder circuit in FIG. 1, respectively.

第1図において、AD変換回路はアナログ信号入力端子
1と、任意に抵抗値が設定された分圧回路抵抗2.〜5
と、例えば電界効果トランジスタで構成されたスイ、チ
ロ、〜15と、スイ、チロ、9の共通出力端子16と、
スイ、チア、10の共通出力端子17と、スイッチ8,
11の共通出力端子18と、スイッチ12.〜15の共
通出力端子19と、インバータ20と、差分増幅器21
と、分圧回路抵抗2.〜5により基準電圧VRIFが段
階的に分圧された各分圧点の分圧電圧el t et 
t ”8と共通出力端子16,17,18の電圧とをそ
れぞれ比較する電圧比較回路2−2.23.24と、電
圧比較回路22.23.24の出力信号を入力してその
「0」。
In FIG. 1, the AD conversion circuit includes an analog signal input terminal 1, a voltage divider circuit resistor 2. ~5
and, for example, a common output terminal 16 of Sui, Chiro, 15, and Sui, Chiro, 9, which are constructed of field effect transistors,
Common output terminal 17 of Sui, Chia, 10, switch 8,
11 common output terminal 18 and switch 12. -15 common output terminal 19, inverter 20, and differential amplifier 21
and voltage divider circuit resistance 2. The divided voltage at each voltage dividing point where the reference voltage VRIF is divided stepwise by ~5
The voltage comparison circuit 2-2.23.24 which compares the voltages of the common output terminals 16, 17, and 18 respectively and the output signals of the voltage comparison circuits 22.23.24 are input and the output signal is "0". .

「1」  の境界を検出する境界検出回路25と、境界
検出回路25の出力を入力とするう、子回路26および
デコーダ回路27と、デコーダ回路27のデコード結果
を記憶するラッチ回路2N.29と、制御信号入力端子
30.〜32と、出力端子33.〜36とを備えている
A boundary detection circuit 25 that detects the boundary of "1", a child circuit 26 and a decoder circuit 27 that receive the output of the boundary detection circuit 25, and a latch circuit 2N. 29, and a control signal input terminal 30. 32, and an output terminal 33. ~36.

なお、スイ、チロ、 7.8は制御信号入力端子30の
入力信号が「1」レベルの時、アナログ信号゛入力端子
10入力電圧C0をそれぞれ共通出力端子16゜17.
18に伝え、スイッチ9,10.11は制御信号入力端
子30の入力信号を反転するインバータ20の出力信号
が「1」レベルの時、スイッチ9.10,11は差分増
幅器21の出力電圧e’oMれぞれ共通出力端子16.
17.18に伝える。ところで差分増幅器21は共通出
力端子19の出力電圧e4とアナログ信号入力端子10
入力電圧e0の差電圧を4倍に増幅した電圧e’6=4
 (e、−e、)を出力する。またスイッチ12,13
,14,15はそれぞれラッチ回路26の出力D4.D
3.D2゜Dlが「1」レベルの時、基準電圧VRI?
 *分圧電圧elye!w’lをそれぞれ共通出力端子
19に伝える。電圧比較回路22,23,24の出力信
号は共通出力端子16,17.18の電圧がそれぞれ分
圧電圧e1 t ’!t eBより大きい時「1」レベ
ルを出力し、小さい時rOJレベルを出力する特性のも
のである。う、子回路26はそのクロ、り信号入力端子
CKの入力信号が「1」レベルからrOJレベルに変化
する時、境界検出回路25の出力信号をラッチし、その
出力信号はスイッチ12 、13゜14.15  の導
通、非導通を制御する制御信号となる。またラッチ回路
2N.29はそのクロック信号入力端子CKの入力信号
が「1」レベルの時デコーダ回路27の出力信号を読み
込んでrOJレベルでラッチする。
In addition, in Sui, Chiro, and 7.8, when the input signal of the control signal input terminal 30 is at the "1" level, the analog signal "input voltage C0 of the input terminal 10 is outputted to the common output terminals 16, 17.
When the output signal of the inverter 20 is at the "1" level, the switches 9, 10, 11 invert the input signal of the control signal input terminal 30. oM each common output terminal 16.
I will tell you on 17.18. By the way, the differential amplifier 21 uses the output voltage e4 of the common output terminal 19 and the analog signal input terminal 10.
Voltage e'6 = 4, which is amplified by 4 times the difference voltage of input voltage e0
Outputs (e, -e,). Also, switches 12 and 13
, 14, 15 are the outputs D4., 14, and 15 of the latch circuit 26, respectively. D
3. When D2゜Dl is at "1" level, the reference voltage VRI?
*Divided voltage elye! w'l is transmitted to the common output terminal 19, respectively. The output signals of the voltage comparison circuits 22, 23, 24 are the voltages of the common output terminals 16, 17.18, respectively, which are the divided voltages e1 t'! It has a characteristic of outputting the "1" level when it is larger than t eB, and outputting the rOJ level when it is smaller. When the input signal of the black signal input terminal CK changes from the "1" level to the rOJ level, the child circuit 26 latches the output signal of the boundary detection circuit 25, and the output signal is transmitted to the switches 12 and 13 degrees. 14.15 This is a control signal that controls conduction and non-conduction. In addition, the latch circuit 2N. 29 reads the output signal of the decoder circuit 27 and latches it at the rOJ level when the input signal of the clock signal input terminal CK is at the "1" level.

上記のように構成された本実施例において、制御信号入
力端子30,31.32にはそれぞれ第2図[3) 、
 (b) 、 (C)に示すような波形の信号が入力さ
れる。第2図(a)K示すように時刻TムからTCまで
の量制御信号入力端子30の入力信号がrlJレベルの
時スイッチ6.7.8は導通状態となるが、インバータ
20の出力信号は「0」レベルになるので、スイッチ9
,10.11は非導通状態である。
In this embodiment configured as described above, the control signal input terminals 30, 31, and 32 have the terminals shown in FIG. 2 [3], respectively.
Signals with waveforms as shown in (b) and (c) are input. As shown in FIG. 2(a)K, when the input signal of the quantity control signal input terminal 30 from time Tm to TC is at the rlJ level, the switches 6, 7, 8 are in a conductive state, but the output signal of the inverter 20 is Since it becomes "0" level, switch 9
, 10.11 are in a non-conducting state.

従って共通出力端子16.17.18にはアナログ信号
入力端子1に与えられた入力電圧e、が伝えられ、この
入力電圧e0と分圧電圧e110* t elの大きさ
がそれぞれ電圧比較回路22 、23 、24によって
比較され、eo> 61 s et> eo> et 
ea、)e6”>e3. es>eoの時、電圧比較回
路22゜23.24 の3ビット並列の出力信号はそれ
ぞれ(111)、(011)、(001)、(000)
となる。境界検出回路25の入力(A3 、A2 、A
I )と出力(B4.B3.B2.Bl)の関係は第1
表に示す通りであり、これは例えば第3図に示すような
インバータ37,38.39とノアゲート40.41か
らなる境界検出回路により実現される。
Therefore, the input voltage e applied to the analog signal input terminal 1 is transmitted to the common output terminals 16, 17, and 18, and the magnitudes of this input voltage e0 and the divided voltage e110* tel are determined by the voltage comparator circuit 22, 23, 24, eo > 61 s et > eo > et
ea, )e6''>e3. When es>eo, the 3-bit parallel output signals of the voltage comparison circuit 22゜23.24 are (111), (011), (001), (000), respectively.
becomes. Inputs of the boundary detection circuit 25 (A3, A2, A
The relationship between I ) and output (B4.B3.B2.Bl) is the first
As shown in the table, this is realized, for example, by a boundary detection circuit consisting of inverters 37, 38, 39 and NOR gates 40, 41 as shown in FIG.

第1表 デコーダ回路27は境界検出回路25の出力(B4゜B
3.B2.Bl)を入力しその入力(B4.B3゜B2
 、 El )と出力(F2 、 Fl )の関係は第
2表に示す通りであり、これは例えば第4図に示すよう
なノアゲー)42.43からなるデコーダ回路により実
現される。
The decoder circuit 27 in Table 1 is the output of the boundary detection circuit 25 (B4°B
3. B2. Bl) and its input (B4.B3゜B2
The relationship between the outputs (F2, Fl) and the outputs (F2, Fl) is as shown in Table 2, and this is realized, for example, by a decoder circuit consisting of a Noah game (42.43) as shown in FIG.

第2表 従うてアナログ信号入力端子IK与えられた電圧C0の
大きさが6. >et 、 63 >eo>at 、 
ex>e・>es * es>eoの4種類の入力条件
に応じてデコーダ回路27の出力(F2.Fl)Kそれ
ぞれ(ti)、(to)*(ox)、(oo)のディジ
タル出力を得ることができる。またラッチ回路2Nはそ
のクロック信号入力端子CKが第2図(b)に示すよう
に時刻TRIにおいて「1」レベルになシデコーダ回路
27の出力信号を2ツチする。従ってデコーダ回路27
の出力(pz、pi)の信号はラッチ回路2Nの出力(
f(4,B3)に現われ、その出力端子33および34
にディジタル出力を得ることができる。
According to Table 2, the magnitude of voltage C0 applied to analog signal input terminal IK is 6. >et, 63 >eo>at,
The outputs (F2.Fl)K of the decoder circuit 27 are digital outputs (ti), (to)*(ox), and (oo), respectively, according to four types of input conditions: ex>e・>es * es>eo. Obtainable. Further, the latch circuit 2N has its clock signal input terminal CK set to the "1" level at time TRI, as shown in FIG. 2(b), and doubles the output signal of the decoder circuit 27. Therefore, the decoder circuit 27
The output (pz, pi) signals of the latch circuit 2N (
f(4,B3) and its output terminals 33 and 34
You can get digital output.

次に第2図(a)に示すように、時刻Tcにおいて制御
信号入力端子300Å力信号が「1」レベルから「0」
レベルに変化すると、ラッチ回路26はそのクロック信
号入力端子CKが「1」レベルから「0」レベルに変化
し、入力(c4.c3.c2゜CI)の信号をその出力
(B4.B3.B2.Di)Icラッチする。従って時
刻Tc以後は境界検出回路25の出力(B4.B3.B
2.Bl)の信号がそのままラッチ回路26の出力(B
4.B3.B2.DI)に現われるが、第1表から分か
るように出力0穐。
Next, as shown in FIG. 2(a), at time Tc, the control signal input terminal 300A force signal changes from the "1" level to "0".
When the clock signal input terminal CK changes from the "1" level to the "0" level, the latch circuit 26 changes the clock signal input terminal CK from the "1" level to the "0" level, and transfers the input (c4.c3.c2°CI) signal to its output (B4.B3.B2 .Di) Latch Ic. Therefore, after time Tc, the output of the boundary detection circuit 25 (B4.B3.B
2. The signal of Bl) is directly sent to the output of the latch circuit 26 (B
4. B3. B2. DI), but as can be seen from Table 1, the output is 0.

B3.B2.Bl)の4ビツトの信号iどれか1ビ。B3. B2. 1 bit of the 4-bit signal i of Bl).

トだけが「1」レベルであるので、ラッチ回路26の出
力(B4.B3.B2.DI)もどれか1ビ。
Since only the output of the latch circuit 26 (B4.B3.B2.DI) is at the "1" level, any one of the outputs (B4.B3.B2.DI) is also 1 bit.

トだけがrlJレベルで他の3ビットはrOJレベルに
なっている。すでに記述したように、アナログ信号入力
端子1の入力電圧e0がeg)e、。
Only bit bit is at rlJ level and the other 3 bits are at rOJ level. As already described, the input voltage e0 of the analog signal input terminal 1 is eg) e,.

eg>eo>eg t et>eo>es * es>
eoの時、境界検出回路25の出力(B4.B3.B2
.Bl)はそれぞれ(1000) 、 (0100) 
、 (0010) 、 (0001)になるので、スイ
ッチ12,13,14,15で時刻Tc以後に導通する
のは、el >atO時はスイッチ12 * e、 )
eo)6gの時はスイッチ13 、 e、)e、)eg
の時はスイッチ14 e es>eoの時はスイッチ1
5である。ところで差分増幅器21は共通出力端子19
の出力電圧e4と入力電圧e0の電圧差e(1)e4を
4倍増幅するように設定されており、一般に上位変換ビ
ット数がNlのときは電圧差e6−e4.を2穐1倍増
幅するように設定する。また分圧電圧CI。
eg>eo>eg t et>eo>es * es>
When eo, the output of the boundary detection circuit 25 (B4.B3.B2
.. Bl) are (1000) and (0100) respectively
, (0010), (0001), the switches 12, 13, 14, and 15 are conductive after time Tc when el > atO, switch 12 * e, )
eo) For 6g, switch 13, e,)e,)eg
When , switch 14 e When es>eo, switch 1
It is 5. By the way, the differential amplifier 21 has a common output terminal 19.
It is set to amplify the voltage difference e(1)e4 between the output voltage e4 and the input voltage e0 by four times, and generally when the number of upper conversion bits is Nl, the voltage difference e6-e4. Set to amplify by 2x1. Also, the divided voltage CI.

easemは通常、基準電圧VRgFを均等分割した分
圧電圧であり、VRIF −1!l ==el −eg
 =5.−e、=4. =RIP の関係があり、入力電圧e0がeg>eo>exこの時
、スイッチ13のみが導通するので、共通出力端子19
には分圧電圧e!が与えられ、差分増幅器21の出力電
圧ejはej=4(eo  eg)となる−et )>
oである。時刻TC以後はインバータ20の出力信号は
「1」レベルになっているので、スイ、チ9,10.1
1は導通し差分増幅器21の出力電圧eQと分圧電圧e
1 tet *emの大きさがそれぞれ電圧比較回路2
2,23.24によって比較される。入力電圧C0がe
l >eo >exの時は出力電圧ej=4 (e、 
−!、 )と分圧電圧e1 r eg t elがそれ
ぞれ比較され、4(eg  ex)>extex>4(
eo  ex)>easem)4 (eg −eg )
ies 、 e、)4 (e(1−<4 )の時、即ち
圧比較回路22,23.24の出力信号はそれぞれ(1
11)、(011)、(001)、(000)となるの
で、デコーダ回路27の出力(F2.Fl)は第1表お
よび第2表によシそれぞれ(11)、(10)。
easem is usually a divided voltage obtained by equally dividing the reference voltage VRgF, and VRIF -1! l ==el -eg
=5. −e,=4. =RIP, and the input voltage e0 is eg>eo>ex At this time, only the switch 13 is conductive, so the common output terminal 19
is the divided voltage e! is given, and the output voltage ej of the differential amplifier 21 becomes ej=4(eo eg) -et )>
It is o. Since the output signal of the inverter 20 is at the "1" level after time TC, switch 9, 10.1
1 is conductive and the output voltage eQ of the differential amplifier 21 and the divided voltage e
The magnitude of 1 tet *em is the voltage comparator circuit 2.
2, 23, and 24. Input voltage C0 is e
When l >eo >ex, the output voltage ej=4 (e,
-! , ) and the divided voltage e1 r eg t el are compared, and 4(eg ex)>extex>4(
eo ex)>easem)4 (eg -eg)
ies, e, )4 (When e(1-<4), that is, the output signals of the pressure comparator circuits 22, 23, and 24 are (1
11), (011), (001), and (000), the output (F2.Fl) of the decoder circuit 27 is (11) and (10), respectively, according to Tables 1 and 2.

(oi)、(oo)となり、入力電圧e6の電圧の大、
きさの4条件に応じてディジタル信号出力を得ることが
できる。同じように入力電圧e0がeg)eo>esの
時はスイッチ14が導通状態となるので、4(eO−e
g ))el 、e、)4(eg−es)>et 、e
g )4(eo  eg)>esseg>4(eo  
es)の状態に応じてデコーダ回路27の出力(F2.
Fl)にディジタル信号出力を得ることができる。また
e、 )e、 、 e。
(oi), (oo), the magnitude of the input voltage e6,
Digital signal output can be obtained according to four conditions of size. Similarly, when the input voltage e0 is eg)eo>es, the switch 14 becomes conductive, so 4(eO-e
g))el,e,)4(eg-es)>et,e
g)4(eo eg)>esseg>4(eo
The output of the decoder circuit 27 (F2.
A digital signal output can be obtained at Fl). Also e, )e, , e.

>eoO時も同様である。ところでデコーダ回路27の
出力(F2.Fl)はう、子回路29の入力(G2゜G
l)に接続されており、該ラッチ回路29は制御信号入
力端子31を介してクロ、り信号入力端子CKに「1」
レベルの信号が入力されると、入力(G2 、Gl )
の信号を出力(I(2,Hl)にラッチする。第2図(
C)に示すように時刻TDにおいて制御信号入力端子3
2を介してクロック信号入力端子CKに「1」レベルの
信号が入力されると、該信号によりデコーダ回路27の
出力(F2.Fl)の信号はう、子回路29の出力(N
2 、Hl )にう、チされ、該出力(N2 、Hl 
)は出力端子35゜36に現われる。
The same applies when >eoO. By the way, the output of the decoder circuit 27 (F2.Fl) is the input of the child circuit 29 (G2゜G
l), and the latch circuit 29 outputs "1" to the black and white signal input terminals CK via the control signal input terminal 31.
When a level signal is input, the input (G2, Gl)
The signal of is latched to the output (I(2, Hl).
As shown in C), at time TD, the control signal input terminal 3
When a "1" level signal is input to the clock signal input terminal CK through the circuit 2, the signal causes the output (F2.Fl) of the decoder circuit 27 to rise, and the output (N
2, Hl), and the output (N2, Hl
) appears at output terminal 35°36.

以上説明したように本実施例の4ピツ)AD変換回路の
場合、第2図に示すように最初時刻TムからTcの間ス
イッチ6.7.8を導通することにより、アナログ信号
入力端子10入力電圧e0がe6 >et 、 el 
>eo >ex 、 el >66>eg 、 eB>
86の4状態に応じてデコードされたデコーダ回路27
の出力(F2.Fl)を時刻TBにおいてラッチ回路2
Nで2ツチして出力端子33および34に第2図(d)
に示すようなAD変換結果の上位2ビットを得ることが
できる。次に時刻Tc以後上位2ビ。
As explained above, in the case of the 4-pin AD conversion circuit of this embodiment, as shown in FIG. Input voltage e0 is e6 >et, el
>eo >ex, el >66>eg, eB>
Decoder circuit 27 decoded according to the four states of 86
The output (F2.Fl) of latch circuit 2 at time TB
Double check N and connect output terminals 33 and 34 as shown in Figure 2(d).
It is possible to obtain the upper two bits of the AD conversion result as shown in FIG. Next, the top two bits after time Tc.

トの変換結果に基づいてスイッチ12 、13 、14
゜15のいずれか1つを導通することにより、デコーダ
回路27の出力(F2.Pi)に得られたディジタル信
号を時刻TDにおいてラッチ回路29でラッチしてその
出力端子35および36に第2図(e)に示すようなA
D変換結果の下位2ビツトを得ることができる。
switches 12, 13, 14 based on the conversion result of
By making any one of F2.Pi conductive, the digital signal obtained at the output (F2.Pi) of the decoder circuit 27 is latched by the latch circuit 29 at time TD, and the digital signal is output to its output terminals 35 and 36 as shown in FIG. A as shown in (e)
The lower two bits of the D conversion result can be obtained.

本実施例の4ビットの場合、従来の並列比較方式では1
5個の電圧比較回路が必要なのに対して、3個の電圧比
較回路を用意すればよい。また本実施例では4ビツトの
偶数ビットの場合を示したが、奇数ビットの場合、つま
り例えば2m+1(mは正の整数)ビットのAD変換器
の場合には、上位m+1ビットと下位mビットに分けて
実現できることは明白であり、このとき必要な電圧比較
回路の数は2m+1 1個である。
In the case of 4 bits in this embodiment, in the conventional parallel comparison method, 1
Although five voltage comparison circuits are required, it is sufficient to prepare three voltage comparison circuits. Furthermore, although this embodiment shows the case of 4 even bits, in the case of odd bits, for example, in the case of a 2m+1 (m is a positive integer) bit AD converter, the upper m+1 bits and the lower m bits It is obvious that it can be realized separately, and the number of voltage comparison circuits required in this case is 2m+1.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように本発明は、N(=N1+N2:N1
.N2は正の整数でN1≧N2)ビットのAD変換を上
位N1ビットと下位N2ビ、)の2度に分けて行うため
、1度の比較でAD変換を行う並列比較方式のAD変換
回路より変換速度の点では少し遅くなるが、電圧比較回
路の数は少なくて済む。例えば、従来の並列比較方式の
AD変換回路ではnビット構成の場合2a−1個の電圧
比較回路が必要であるが、本発明によれば2m/!  
l(nが偶数の場合)個の電圧比較回路で済み、その数
量を大幅に減らすことができるので、集積化するときチ
ア1面積を大幅に減少させることができその経済的効果
は非常に高まる。
As explained above, the present invention provides N(=N1+N2:N1
.. N2 is a positive integer and N1≧N2) The AD conversion of the bits is performed twice: upper N1 bits and lower N2 bits. Although the conversion speed is a little slower, the number of voltage comparison circuits can be reduced. For example, in a conventional parallel comparison type AD conversion circuit, 2a-1 voltage comparison circuits are required for an n-bit configuration, but according to the present invention, 2m/!
Since only l (if n is an even number) voltage comparator circuits are required, and the number can be greatly reduced, the area of each chia can be greatly reduced when integrated, and its economical effect will be greatly increased. .

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

第1図は本発明のAD変換回路の一実施例を示すブロッ
ク図、第2図は第1図における動作を示す信号の波形図
、第3図および第4図はそれぞれ第1図における境界検
出回路およびデコーダ回路の一例を示す回路図である。 1・・・・・・アナログ信号入力端子、2.〜5・・・
・・・分圧回路抵抗、6.〜15・・・・・・スイッチ
、16.〜19・・・・・・共通出力端子、20,37
.〜39・・・・・・インバータ、21・・・・・・差
分増幅器、22.〜24・・・・・・電圧比較回路、2
5・・・・・・境界検出回路、26,2N,29・・・
・・・ラッチ回路、27・・・・・・デコーダ回路、3
0.〜32・・・・・・制御信号入力端子、33.〜3
6・・・・・・出力端子、40.〜43・・・・・・ノ
アゲート。 第2図 第3図        第4図
FIG. 1 is a block diagram showing one embodiment of the AD conversion circuit of the present invention, FIG. 2 is a signal waveform diagram showing the operation in FIG. 1, and FIGS. 3 and 4 are boundary detection in FIG. 1, respectively. FIG. 2 is a circuit diagram showing an example of a circuit and a decoder circuit. 1... Analog signal input terminal, 2. ~5...
...Voltage divider circuit resistance, 6. ~15...Switch, 16. ~19... Common output terminal, 20, 37
.. ~39...Inverter, 21...Differential amplifier, 22. ~24...Voltage comparison circuit, 2
5... Boundary detection circuit, 26, 2N, 29...
... Latch circuit, 27 ... Decoder circuit, 3
0. ~32... Control signal input terminal, 33. ~3
6...Output terminal, 40. ~43...Noah Gate. Figure 2 Figure 3 Figure 4

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] アナログ信号を上位N1ビットと下位N2ビットからな
るディジタル信号に変換するAD変換回路であって、前
記アナログ信号をそれぞれ一方の入力とする2^N^1
−1個の比較手段と、前記上位N1ビットを決定するた
めの2^N^1−1個のしきい値を前記比較手段のそれ
ぞれ他方の入力に供給する第1の供給手段と、前記比較
手段の出力に応じで前記上位N1ビットを決定して記憶
する第1の記憶手段と、前記上位N1ビットに応じて前
記下位N2ビットを決定するための前記2^N^1−1
個のしきい値の1つと前記アナログ信号の差分増幅電圧
を前記比較手段の一方に供給する第2の供給手段と、前
記比較手段の出力に応じて前記下位N2ビットを決定し
て記憶する第2の記憶手段とを備えることを特徴とする
AD変換回路。
2^N^1 is an AD conversion circuit that converts an analog signal into a digital signal consisting of upper N1 bits and lower N2 bits, and the analog signal is used as one input, respectively.
- one comparison means, first supply means for supplying 2^N^1-1 thresholds for determining said N1 upper bits to respective other inputs of said comparison means; a first storage means for determining and storing the upper N1 bits according to the output of the means; and the 2^N^1-1 for determining the lower N2 bits according to the upper N1 bits.
a second supply means for supplying a differential amplified voltage between one of the threshold values and the analog signal to one of the comparison means; and a second supply means for determining and storing the lower N2 bits according to the output of the comparison means. An AD conversion circuit comprising: 2 storage means.
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60170328A (en) * 1984-02-14 1985-09-03 Matsushita Electric Ind Co Ltd Analog-to-digital converting device

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60170328A (en) * 1984-02-14 1985-09-03 Matsushita Electric Ind Co Ltd Analog-to-digital converting device

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