JPS63107233A - Analog and digital converting circuit - Google Patents

Analog and digital converting circuit

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Publication number
JPS63107233A
JPS63107233A JP25165086A JP25165086A JPS63107233A JP S63107233 A JPS63107233 A JP S63107233A JP 25165086 A JP25165086 A JP 25165086A JP 25165086 A JP25165086 A JP 25165086A JP S63107233 A JPS63107233 A JP S63107233A
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JP
Japan
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circuit
voltage
analog
comparison
output
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Application number
JP25165086A
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Japanese (ja)
Inventor
Katsuhisa Tachikawa
勝久 立川
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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  • Analogue/Digital Conversion (AREA)

Abstract

PURPOSE:To perform digital conversion by a very small number of comparing means as compared with resolution by using digital outputs obtained from plural cascaded unit quantizing circuits as high-order digit bits successively. CONSTITUTION:An initial-stage unit quantizing circuit ADC1 quantizes an analog input voltage in eight gradations for a full-scale voltage VFS to obtain digital signals D0 - D2 of three bits by conversion, and a trailing-stage unit quantizing circuit ADC2 uses comparison reference potentials right before and after the analog input voltage level among comparison reference potentials generated by a resistance voltage dividing circuit DR1 included in the initial-stage unit quantizing circuit ADC1 as a relative full scale and quantizes the analog input voltage in four gradations to obtain digital signals D3 and D4 of two bits by conversion. The digital signals D3 and D4 constitute low-order digit bits and thus digital conversion to five bits is performed by 12 comparing circuits.

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・ディジタル変換回路さらには並列
比較型のアナログ・ディジタル変換回路に関し、例えば
、高分解能もしくは高階調のアナログ・ディジタル変換
を必要とするようなファクシミリの信号読み取り変換部
などに適用して有効な技術に関するものである。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to an analog-to-digital conversion circuit, and more particularly, to a parallel comparison type analog-to-digital conversion circuit, and for example, the present invention relates to an analog-to-digital conversion circuit and a parallel comparison type analog-to-digital conversion circuit. The present invention relates to a technique that is effective when applied to a signal reading/converting section of a facsimile machine.

〔従来技術〕[Prior art]

並列比較型のアナログ・ディジタル変換回路は、昭和5
9年11月30日オーム社発行のrLsIハンドブック
J’P636に記載されるように、量子化レベルに対応
した数だけコンパレータを並設し、アナログ入力電圧と
これら各量子化レベルとを並列的に比較し、どのレベル
のコンパレータが動作したかによりディジタル出力を得
るようになっている。
The parallel comparison type analog-to-digital conversion circuit was developed in 1932.
As described in rLsI handbook J'P636 published by Ohmsha on November 30, 1999, comparators are arranged in parallel in the number corresponding to the quantization level, and the analog input voltage and each of these quantization levels are connected in parallel. A digital output is obtained depending on which level the comparator operates.

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

ところで、並列比較型のアナログ・ディジタル変換回路
は、その並列変換の性質上逐次比較型のアナログ・ディ
ジタル変換回路に比べ極めて高速変換動作が可能である
が、量子化レベル数(階調数)に対応する数だけコンパ
レータが必要とされる関係上、多階調化或いは高分解能
化が制約されるという問題があった。即ち、多階調化或
いは高分解能化するには、それに従ってコンパレータの
数を著しく増大しなければならなくなってスペースファ
クタの観点から制約を受けると共に、コンパレータの数
に比例して消費電力が増大してしまう。したがって、本
発明者の検討によれば、ファクシミリや複写機などの画
像形成装置において中間階調の表現やカラー化を実現し
て画像を形成する際に、原稿情報などをアナログ的に読
み取ってそれをディジタル化する際の分解能を向上させ
るとき、並列比較型のアナログ・ディジタル変換回路を
用いて高速に変換動作を行うことに支障を生ずることが
明らかにされた。
By the way, parallel comparison type analog-to-digital conversion circuits are capable of extremely high-speed conversion operations compared to successive approximation type analog-to-digital conversion circuits due to the nature of parallel conversion, but the number of quantization levels (number of gradations) Since a corresponding number of comparators are required, there is a problem in that multi-gradation or high resolution is restricted. That is, in order to increase the number of gradations or increase the resolution, the number of comparators must be significantly increased, which is a constraint from the perspective of space factor, and power consumption increases in proportion to the number of comparators. It ends up. Therefore, according to the inventor's study, when forming an image by realizing intermediate gradation expression or colorization in an image forming apparatus such as a facsimile or a copying machine, it is necessary to read the original information etc. in an analog manner. It has been revealed that when improving the resolution when digitizing data, it becomes difficult to perform high-speed conversion using a parallel comparison type analog-to-digital conversion circuit.

本発明の目的は、階調数もしくは分解能に比べはるかに
少ない数の比較手段を用いて並列的にアナログ信号をデ
ィジタル変換することができるアナログ・ディジタル変
換回路を提供することを目的とするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an analog-to-digital conversion circuit that can convert analog signals into digital signals in parallel using a much smaller number of comparing means than the number of gradations or resolution. be.

本発明の上記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は1
本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう
The above and other objects and novel features of the present invention are as follows:
It will become clear from the description of this specification and the accompanying drawings.

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

本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば下記の通りである。
A brief overview of typical inventions disclosed in this application is as follows.

すなわち、印加電圧を所定の刻みで分圧出力する分圧手
段、その分圧手段から出力される各分圧電圧とアナログ
入力信号とを並列的に比較する複数の比較手段、及び、
それら比較手段による比較結果に基づいてディジタル出
力を得るバイナリ変換手段から成る複数の単位量子化回
路が、前段の単位量子化回路に含まれる分圧手段で形成
される分圧電圧のうちアナログ入力信号レベルの直近に
おける前後の分圧電圧を、前段の単位量子化回路に含ま
れる比較手段による比較結果に基づいて次段の単位量子
化回路に含まれる分圧手段に出力する電圧出力手段を介
して従属接続されて成るものである。
That is, a voltage dividing means that divides and outputs the applied voltage at predetermined intervals, a plurality of comparing means that compares each divided voltage output from the voltage dividing means and an analog input signal in parallel, and
A plurality of unit quantization circuits consisting of binary conversion means that obtain digital outputs based on the comparison results of the comparison means convert analog input signals from among the divided voltages formed by the voltage division means included in the unit quantization circuit in the previous stage. The voltage output means outputs the divided voltages immediately before and after the level to the voltage dividing means included in the next stage unit quantization circuit based on the comparison result by the comparison means included in the previous stage unit quantization circuit. They are connected in a subordinate manner.

〔作 用〕[For production]

上記した手段によれば従属接続された複数の単位量子化
回路の夫々から得られるディジタル出力が順次上位のビ
ットとされることにより、各単位量子化回路に含まれる
比較手段の夫々の数の積に等しい数の階調数が得られ、
それによって、tltY調数もしくは分解能に比べては
るかに少ない数の比較手段を用いて並列的にアナログ信
号をディジタル変換することを達成するものである。
According to the above-mentioned means, the digital output obtained from each of a plurality of unit quantization circuits connected in series is sequentially set as the upper bit, so that the product of the respective numbers of comparison means included in each unit quantization circuit is calculated. The number of tones equal to is obtained,
This achieves parallel analog signal digital conversion using a much smaller number of comparing means than the tltY scale or resolution.

〔実施例〕〔Example〕

第1図は本発明に係るアナログ・ディジタル変換回路の
1実施例を示す回路図である。同図に示されるアナログ
ディジタル変換回路は、特に制限されないが、ファクシ
ミリや複写機などにおいて、原稿などに対する光学的な
走査によって得られる光電変換信号としてのアナログ信
号を所定の分解能若しくは階調数をもってディジタル変
換するものである。
FIG. 1 is a circuit diagram showing one embodiment of an analog-to-digital conversion circuit according to the present invention. The analog-to-digital conversion circuit shown in the figure is used in facsimile machines, copying machines, etc., to convert an analog signal, which is a photoelectric conversion signal obtained by optically scanning a document, into a digital signal with a predetermined resolution or number of gradations, although there is no particular limitation. It is something that converts.

第1図に示されるアナログ・ディジタル変換回路は、分
解能が5ビツト、言い換えるならアナログ入力信号を3
2階調でディジタル化するものであり、特に制限されな
いが、2段の単位量子化回路ADC1及びADC2によ
って構成される。
The analog-to-digital conversion circuit shown in Figure 1 has a resolution of 5 bits, in other words, it converts an analog input signal into 3 bits.
It performs digitization in two gradations, and is composed of two-stage unit quantization circuits ADC1 and ADC2, although this is not particularly limited.

初段の単位量子化回路AI)C1は、量子化の基準判定
レベル(以下単に量子化レベルとも記す)を形成するた
めに入力端子VHI及びVLIから供給されるのフルス
ケール電圧VFSを概ね8等分の刻みで抵抗分圧する抵
抗分圧回路DR1,その抵抗分圧回路DRIから出力さ
れる量子化レベルとしての各分圧電圧とアナログ入力電
圧Viとを並列的に比較する8個の比較回路C0M1乃
至C0M8、及び、それら比較回路C0M1乃至C0M
8による比較結果に基づいてディジタル出力を得るバイ
ナリ変換回路BCIから構成される。
The first-stage unit quantization circuit AI)C1 divides the full-scale voltage VFS supplied from the input terminals VHI and VLI into approximately 8 equal parts to form a standard judgment level for quantization (hereinafter also simply referred to as quantization level). A resistor voltage divider circuit DR1 that divides the resistor voltage in increments of , and eight comparison circuits C0M1 to C0M1 that compare in parallel each divided voltage as a quantization level output from the resistor voltage divider circuit DRI with the analog input voltage Vi. C0M8 and their comparison circuits C0M1 to C0M
The binary conversion circuit BCI obtains a digital output based on the comparison result of 8.

上記比較回路C0M1乃至C0M8の非反転入力端子に
アナログ入力電圧Vjが供給されると、その電圧Vi以
下の量子化レベルとしての比較基準電位が供給される比
較回路は、全てハイレベルの信号を出力すると共に、逆
側の比較回路は全てロウレベルの信号を出力する。上記
バイナリ変換回路BCIは、特に制限されないが、それ
ら比較回路C0M1乃至C0M8におけるハイレベル出
力群とロウレベル出力群との出力を桁上げ信号のキャリ
ーとするような図示パイナリカウタなどによって、その
アナログ入力電圧Viを3ビツトのディジタル信号り。
When an analog input voltage Vj is supplied to the non-inverting input terminals of the comparison circuits C0M1 to C0M8, all comparison circuits to which a comparison reference potential as a quantization level lower than that voltage Vi is supplied output high-level signals. At the same time, all comparison circuits on the opposite side output low level signals. The above-mentioned binary conversion circuit BCI is configured such that its analog input voltage Vi is controlled by a pinary counter shown in the figure, which uses the outputs of the high-level output group and the low-level output group in the comparison circuits C0M1 to C0M8 as carry signals, although this is not particularly limited. is a 3-bit digital signal.

乃至D2に変換する。また、バイナリ変換回路BC1は
、バイナリカウンタを用いる構成に限定されるものでは
なく、上記比較回路COMI乃至C0M8におけるハイ
レベル出力群とロウレベル出力群の境界を図示しないゲ
ート回路によって求め、更にそれに基づいて後段の図示
しないエンコーダにより、アナログ入力電圧Viを3ビ
ツトのディジタル信号り。乃至D2に変換するように構
成することも可能である。
to D2. Furthermore, the binary conversion circuit BC1 is not limited to the configuration using a binary counter, but the boundary between the high level output group and the low level output group in the comparison circuits COMI to C0M8 is determined by a gate circuit (not shown), and based on the boundary, An encoder (not shown) at the latter stage converts the analog input voltage Vi into a 3-bit digital signal. It is also possible to configure the conversion to D2.

次段の単位量子化回路ADC2は、比較基準電位として
の量子化レベルを形成するために入力端子VH2及びV
L2から供給される入力電圧を概ね4等分の刻みで抵抗
分圧する抵抗分圧回路DR2、その抵抗分圧回路DR2
から出力される量子化レベルとしての各分圧電圧とアナ
ログ入力電圧Viとを並列的に比較する4個の比較回路
C0M9乃至C0M12、及び、それら比較回路C0M
9乃至C0M12による比較結果に基づいてディジタル
出力を得るバイナリ変換回路BC2がら構成される。上
記比較回路C0M9乃至C0M12の非反転入力端子に
アナログ入力電圧Viが供給されると、その電圧Vi以
下の量子化レベルとしての比較基準電位が供給される比
較回路は、全てハイレベルの信号を出力すると共に、逆
側の比較回路は全てロウレベルの信号を出力する。上記
バイナリ変換回路BC2は、上記バイナリ変換回路BC
Iと同様にして、それら比較回路C0M9乃至C0M1
2におけるハイレベル出力群とロウレベル出力群との出
力に基づいて、そのアナログ入力電圧Viを2ビツトの
ディジタル信号D3及びD4に変換する。
The next stage unit quantization circuit ADC2 has input terminals VH2 and VH2 to form a quantization level as a comparison reference potential.
A resistive voltage divider circuit DR2 that divides the input voltage supplied from L2 into four equal parts, and the resistive voltage divider circuit DR2.
Four comparison circuits C0M9 to C0M12 that compare in parallel each divided voltage as a quantization level output from the analog input voltage Vi, and these comparison circuits C0M
9 to C0M12, which obtains a digital output based on the comparison results. When the analog input voltage Vi is supplied to the non-inverting input terminals of the comparison circuits C0M9 to C0M12, all the comparison circuits to which the comparison reference potential as a quantization level lower than the voltage Vi is supplied output high-level signals. At the same time, all comparison circuits on the opposite side output low level signals. The binary conversion circuit BC2 is the binary conversion circuit BC2.
Similarly to I, these comparison circuits C0M9 to C0M1
The analog input voltage Vi is converted into 2-bit digital signals D3 and D4 based on the outputs of the high level output group and the low level output group at 2.

上記2段の単位量子化回路ADC1及びADC2は、前
段の単位量子化回路ADC1に含まれる抵抗分圧回路D
RIで形成される比較基準電圧としての分圧電圧のうち
アナログ入力電圧Vi直近における前後の分圧電圧を、
比較回路COMI乃至C0M8による比較結果に基づい
て次段の単位量子化回路ADC2に含まれる抵抗分圧回
路DR2の入力端子に出力する電圧出力手段としてのス
イッチ回路SWを介して従属接続される。
The above-mentioned two-stage unit quantization circuits ADC1 and ADC2 are the resistor voltage divider circuit D included in the previous-stage unit quantization circuit ADC1.
Among the divided voltages as comparison reference voltages formed by RI, the divided voltages before and after the analog input voltage Vi are
Based on the comparison results by the comparator circuits COMI to C0M8, they are cascade-connected via a switch circuit SW as a voltage output means that outputs to the input terminal of a resistor voltage divider circuit DR2 included in the next stage unit quantization circuit ADC2.

上記スイッチ回路SWは、特に制限されないが、比較回
路COMI乃至C0M7の反転入力端子と上記抵抗分圧
回路DR2の一方の入力端子VH2とに夫々結合された
スイッチ素子としてのNチャンネル型MO8FETQH
I乃至QH7、及び、比較回路C0M2乃至C0M8の
反転入力端子と上記抵抗分圧回路DR2の他方の入力端
子VL2とに夫々結合されたスイッチ素子としてのNチ
ャンネル型MO8FETQL2乃至QL8を有する。
The switch circuit SW is an N-channel MO8FETQH as a switch element, which is coupled to the inverting input terminals of the comparison circuits COMI to C0M7 and one input terminal VH2 of the resistor voltage divider circuit DR2, respectively, although it is not particularly limited.
It has N-channel type MO8FETs QL2 to QL8 as switching elements connected to the inverting input terminals of the comparison circuits C0M2 to C0M8 and the other input terminal VL2 of the resistor voltage divider circuit DR2, respectively.

上記MO8FETQHI乃至QH7のゲート電極とMO
8FETQL2乃至QL8のゲート電極とは、相互に隣
合う比較回路における反転入力端子電圧を選択的に上記
抵抗分圧回路DR2の入力端子VH2及びVL2に印加
可能に結合される。即ち、MO5FETQHIのゲート
電極とMOFETQL2のゲート電極が相互に結合され
るような関係をもって相互に結合されている。
The gate electrodes of the above MO8FETQHI to QH7 and the MO8FETQHI to QH7
The gate electrodes of the 8FETs QL2 to QL8 are coupled so that the inverting input terminal voltages of mutually adjacent comparison circuits can be selectively applied to the input terminals VH2 and VL2 of the resistor voltage divider circuit DR2. That is, the gate electrode of MO5FETQHI and the gate electrode of MOFETQL2 are coupled to each other in such a relationship that they are coupled to each other.

このようにして相互にゲート電極が結合されたMO8F
ETQH1乃至QH7とMO3FETQL2乃至QL8
とを選択的にスイッチ制御するため、上記比較回路CO
MI乃至C0M8のうち、夫々隣合う比較回路の出力信
号を並列的に受ける7段の2入力型イクスクルッシブ・
オア回路EXORI乃至EXOR7が設けられ、それら
イクスクルッシブ・オア回路EXORI乃至EXOR7
の出力端子は、夫々に対応するMOSFETのゲートf
Fitaに結合される。即ち、イクスクルッシブ・オア
回路EXORI(7)出力端子がMO8FETQHl及
びQL2のゲート電極に結合されるような関係をもって
接続される。斯るイクスクルッシブ・オア回路EXOR
I乃至EXOR7は、その2人力がハイレベル及びロウ
レベルにされた場合にハイレベルの信号を出力する。し
たがって、上記比較回路COMI乃至C0M8の非反転
入力端子にアナログ入力電圧Viが供給されると、その
電圧Vi以下の量子化レベルとしての比較基準電位が供
給される比較回路は、全てハイレベルの信号を出力する
と共に、逆側の比較回路は全てロウレベルの信号を出力
するが、そのとき上記イクスクルッシブ・オア回路EX
ORI乃至EXOR7は、それら比較回路COMI乃至
C0M8におけるハイレベル出力群とロウレベル出力群
との境界に位置する一対の比較回路から出力される信号
を受けるものがハイレベルとされる。例えば、アナログ
入力電圧Viが抵抗分圧回路DRIのノードAの電位及
びノードBの電位の間にある場合、それらノードA及び
Bの電位を夫々比較基準電位として反転入力端子に受け
る比較回路C0M4及びC0M5の出力信号がロウレベ
ル及びハイレベルにされて、それら出力信号が入力され
るイクスクルッシブ・オア回路EXOR5の出力信号が
ハイレベルにされる結果、上記MO8FETQH5及び
MO8FETQL6がオン状態に制御され、次段の抵抗
分圧回路DR2には、ノードA及びBの電位がその入力
端子VH2及びVL2に供給される。
MO8F with gate electrodes connected to each other in this way
ETQH1 to QH7 and MO3FETQL2 to QL8
In order to selectively switch control the comparator circuit CO
Of MI to C0M8, there are 7 stages of 2-input exclusive circuits that receive the output signals of adjacent comparison circuits in parallel.
OR circuits EXORI to EXOR7 are provided, and these exclusive OR circuits EXORI to EXOR7
The output terminals of the respective MOSFET gates f
Combined with Fita. That is, the exclusive OR circuit EXORI (7) output terminal is connected to the gate electrodes of MO8FETQH1 and QL2. Such exclusive OR circuit EXOR
I to EXOR7 output a high level signal when the two outputs are set to high level and low level. Therefore, when the analog input voltage Vi is supplied to the non-inverting input terminals of the comparison circuits COMI to C0M8, all comparison circuits to which the comparison reference potential as a quantization level lower than that voltage Vi are supplied with high-level signals. At the same time, all comparison circuits on the opposite side output low level signals, but at that time, the exclusive OR circuit EX
ORI to EXOR7 are set to high level when they receive a signal output from a pair of comparison circuits located at the boundary between the high level output group and the low level output group in these comparison circuits COMI to C0M8. For example, when the analog input voltage Vi is between the potential of the node A and the potential of the node B of the resistive voltage divider circuit DRI, the comparator circuits C0M4 and C0M4 receive the potentials of the nodes A and B at their inverting input terminals as comparison reference potentials, respectively. The output signal of C0M5 is set to low level and high level, and the output signal of exclusive OR circuit EXOR5 to which these output signals are input is set to high level. As a result, MO8FETQH5 and MO8FETQL6 are controlled to be on, and the next The potentials of nodes A and B are supplied to the input terminals VH2 and VL2 of the resistive voltage divider circuit DR2 of the stage.

したがって、その場合における単位量子化回路ADC2
は、ノードA及びBの電位をさらに抵抗分圧回路DR2
で4等分して得られる夫々の量子化レベルを比較基準電
位としてアナログ入力電圧Viを量子化して2ビツトの
ディジタル信号D3及びD4に変換する。
Therefore, in that case, the unit quantization circuit ADC2
further connects the potentials of nodes A and B to resistive voltage divider circuit DR2.
The analog input voltage Vi is quantized and converted into 2-bit digital signals D3 and D4 using the respective quantization levels obtained by dividing it into four equal parts as comparison reference potentials.

このように、初段の単位量子化回路ADIは、アナログ
入力電圧Viをフルスケール電圧VFSに対して8階調
で量子化して3ビツトのディジタル信号D0乃至D2に
変換し、更に、次段の単位量子化回路ADC2は、初段
の単位量子化回路ADC1に含まれる抵抗分圧回路DR
Iで形成される比較基準電位のうちアナログ入力電圧レ
ベルの直近における前後の比較基準電位を相対的なフル
スケールとしてアナログ入力電圧を4階調で量子化して
2ビツトのディジタル信号り、及びD4に変換する・単
位量子化回路ADC2における変換動作において、その
比較基準電位は、上記したように、初段の単位量子化回
路ADC1に含まれる抵抗分圧回路DRIで形成される
比較基準電位のうちアナログ入力電圧レベルの直近にお
ける前後の比較基準電位を相対的なフルスケールとして
4階調に形成されるから、その単位量子化回路ADC2
によって得られるディジタル信号D3及びD4は、初段
の単位量子化回路ADC1によって得られるディジタル
信号り。乃至D2に対して下位のビットを構成すること
になり、それによって、本実施例のアナログ・ディジタ
ル変換回路は、アナログ入力電圧Viを、12個の比較
回路C0M1乃至C0M12によって総計32階調で5
ビツトにディジタル変換可能とされる。
In this way, the unit quantization circuit ADI at the first stage quantizes the analog input voltage Vi in eight gradations with respect to the full-scale voltage VFS, converts it into 3-bit digital signals D0 to D2, and further converts it into 3-bit digital signals D0 to D2. The quantization circuit ADC2 is a resistor voltage divider circuit DR included in the first stage unit quantization circuit ADC1.
Of the comparison reference potentials formed by I, the comparison reference potentials immediately before and after the analog input voltage level are used as relative full scales, and the analog input voltage is quantized in four gradations to produce a 2-bit digital signal and D4. In the conversion operation in the converting/unit quantization circuit ADC2, the comparison reference potential is the analog input of the comparison reference potential formed by the resistive voltage dividing circuit DRI included in the first stage unit quantization circuit ADC1, as described above. The unit quantization circuit ADC2 is formed into four gradations using the comparison reference potentials immediately before and after the voltage level as a relative full scale.
The digital signals D3 and D4 obtained by are the digital signals obtained by the first stage unit quantization circuit ADC1. As a result, the analog-to-digital conversion circuit of this embodiment converts the analog input voltage Vi into 5 gradations with a total of 32 gradations by the 12 comparison circuits C0M1 to C0M12.
Can be converted into bits digitally.

上記実施例によれば以下の作用効果を得るものである。According to the above embodiment, the following effects can be obtained.

(1)初段の単位量子化回路ADIは、アナログ入力電
圧Viをフルスケール電圧VFSに対して8階調で量子
化して3ビツトのディジタル信号り。乃至D2に変換し
、更に、次段の単位量子化回路ADC2は、初段の単位
量子化回路ADC1に含まれる抵抗分圧回路DRIで形
成される比較基準電位のうちアナログ入力電圧レベルの
直近における前後の比較基準電位を相対的なフルスケー
ルとしてアナログ入力電圧Viを4階調で量子化して2
ビツトのディジタル信号D3及びD4に変換するという
作用により、その単位量子化回路ADC2によって得ら
れるディジタル信号り、及びD4は、初段の単位量子化
回路ADC1によって得られるディジタル信号り。乃至
D2に対して下位のビットを構成することになり、それ
によって、本実施例のアナログ・ディジタル変換回路は
、アナログ入力電圧Viを、12個の比較回路COMI
乃至C0M12によって総計32階調で5ビツトにディ
ジタル変換することができる。
(1) The first-stage unit quantization circuit ADI quantizes the analog input voltage Vi in 8 gradations with respect to the full-scale voltage VFS to generate a 3-bit digital signal. . The analog input voltage Vi is quantized in 4 gradations using the comparison reference potential as a relative full scale, and 2
The digital signal obtained by the unit quantization circuit ADC2 is converted into bit digital signals D3 and D4, and D4 is the digital signal obtained by the first stage unit quantization circuit ADC1. Therefore, the analog-to-digital conversion circuit of this embodiment converts the analog input voltage Vi into the 12 comparison circuits COMI
Through C0M12, it is possible to digitally convert to 5 bits with a total of 32 gradations.

(2)上記作用効果より、各単位量子化回路ADC1及
びADC2に含まれる比較回路の夫々の数の積に等しい
数の階調数を得ることができ、それによって、階調数も
しくは分解能に比べてはるかに少ない数の比較回路を用
いて並列的にアナログ信号をディジタル変換することが
できる。
(2) From the above effects, it is possible to obtain a number of gradations equal to the product of the respective numbers of comparison circuits included in each unit quantization circuit ADC1 and ADC2, and thereby, compared to the number of gradations or resolution. Analog signals can be converted to digital in parallel using a much smaller number of comparison circuits.

(3)上記作用効果より、比較回路の増大を抑制するこ
とができることにより、スペースファクタ及び低消費電
力の観点から、並列比較形式によるアナログ・ディジタ
ル変換回路の多階調化或いは高分解能化を実現すること
ができる。
(3) From the above effects, it is possible to suppress the increase in the number of comparison circuits, thereby realizing multi-gradation or high resolution analog-to-digital conversion circuits using parallel comparison format from the viewpoint of space factor and low power consumption. can do.

(4)上記作用効果より、ファクシミリや複写機などの
画像形成装置において中間階調の表現やカラー化を実現
して画像を形成する際に、原稿情報などをアナログ的に
読み取ってそれをディジタル化する際の分解能を向上さ
せるとき、並列比較型のアナログ・ディジタル変換回路
を用いて高速にその変換動作を行うことができる。
(4) Based on the above effects, when image forming devices such as facsimiles and copiers realize intermediate gradation and colorization to form images, document information is read in an analog manner and digitized. When improving the resolution when converting data, a parallel comparison type analog-to-digital conversion circuit can be used to perform the conversion operation at high speed.

以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づいて
具体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定される
ものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々
変更可能である。
Although the invention made by the present inventor has been specifically explained above based on examples, the present invention is not limited to the above-mentioned examples, and various changes can be made without departing from the gist thereof.

例えば、上記実施例では、2段の単位量子化回路ADC
1及びADC2を電圧出力手段としてのスイッチ回路S
Wを介して従属接続して構成したが、第2図に示される
ように3段の単位量子化回路ADCl乃至ADC3を2
段のスイッチ回路SW1及びSW2を介して順次従属接
続して成るような3段構成、或いはそれ以上の多段構成
にすることもできる。その場合の階調数は、各単位量子
化回路に含まれる比較回路の夫々の数の積に等しい数と
される。また、単位量子化回路を3段以上従属接続して
構成する場合、第2段目のスイッチ回路の出力を第1段
目のスイッチ回路に帰還させて新たに相対的なフルスケ
ール電圧を第2段目の単位量子化回路に印加するように
構成すれば、3段目以降の回路構成を第2段目の単位量
子化回路及びスイッチ回路によって実質的に置き換える
ことができる。更に1分圧手段、バイナリ変換手段、及
び電圧出力手段は、上記実施例に限定されるものではな
く、その具体的構成を適宜変更することができる。
For example, in the above embodiment, the two-stage unit quantization circuit ADC
1 and ADC2 as voltage output means
Although the three-stage unit quantization circuits ADCl to ADC3 are connected in series through W, as shown in FIG.
It is also possible to have a three-stage configuration in which the circuits are successively connected in a cascade via the switch circuits SW1 and SW2 of the stages, or a multi-stage configuration with more stages. In this case, the number of gradations is equal to the product of the respective numbers of comparison circuits included in each unit quantization circuit. In addition, when three or more stages of unit quantization circuits are connected in series, the output of the second stage switch circuit is fed back to the first stage switch circuit, and a new relative full-scale voltage is determined as the second stage switch circuit. If the voltage is applied to the unit quantization circuit of the second stage, the circuit configuration of the third stage and subsequent stages can be substantially replaced by the unit quantization circuit and the switch circuit of the second stage. Further, the voltage dividing means, binary conversion means, and voltage output means are not limited to those in the above embodiment, and their specific configurations can be changed as appropriate.

以上の説明では主として本発明をその背景となった利用
分野である高速変換動作及び高分解能が要求されるよう
なファクシミリや複写機などに適用した場合について説
明したが、それに限定されるものではなく、アナログ・
ディジタル変換を必要とする種々の装置に適用すること
ができる1本発明は、少なくともアナログ信号を並列比
較形式によってディジタル変換する条件のものに適用す
ることができる。
In the above explanation, the present invention was mainly applied to facsimiles, copying machines, etc. that require high-speed conversion operation and high resolution, which is the field of application in which the present invention is based, but the present invention is not limited thereto. ,analog·
The present invention, which can be applied to various devices requiring digital conversion, can be applied at least to those in which analog signals are converted into digital signals in a parallel comparison format.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本願において開示される発明のうち代表的なものによっ
て得られる効果を簡単に説明すれば下記の通りである。
A brief explanation of the effects obtained by typical inventions disclosed in this application is as follows.

すなわち、印加電圧を所定の刻みで分圧出力する分圧手
段、その分圧手段から出力される各分圧電圧とアナログ
入力信号とを並列的に比較する複数の比較手段、及び、
それら比較手段による比較結果に基づいてディジタル出
力を得るバイナリ変換手段から成る複数の単位量子化回
路が、前段の単位量子化回路に含まれる分圧手段で形成
される分圧電圧のうちアナログ入力信号レベルの直近に
おける前後の分圧電圧を、比較手段による比較結果に基
づいて次段の単位量子化回路に含まれる分圧手段に出力
する電圧出力手段を介して従属接続されて成るから、従
属接続された複数の単位量子化回路の夫々から得られる
ディジタル出力が順次上位のビットとされることにより
、各単位量子化回路に含まれる比較手段の夫々の数の積
に等しい数の階調数が得られ、それによって、階調数も
しくは分解能に比べてはるかに少ない数の比較手段を用
いて並列的にアナログ信号をディジタル変換することが
できる。
That is, a voltage dividing means that divides and outputs the applied voltage at predetermined intervals, a plurality of comparing means that compares each divided voltage output from the voltage dividing means and an analog input signal in parallel, and
A plurality of unit quantization circuits consisting of binary conversion means that obtain digital outputs based on the comparison results of the comparison means convert analog input signals from among the divided voltages formed by the voltage division means included in the unit quantization circuit in the previous stage. Since the divided voltages immediately before and after the level are cascaded via voltage output means that outputs the divided voltages before and after the level to the voltage dividing means included in the next stage unit quantization circuit based on the comparison result by the comparison means, the cascade connection The digital output obtained from each of the plurality of unit quantization circuits is sequentially treated as the upper bit, so that the number of gradations equal to the product of the respective numbers of comparison means included in each unit quantization circuit is obtained. This allows analog signals to be converted to digital in parallel using a much smaller number of comparison means than the number of gray levels or resolution.

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

第1図は本発明に係るアナログ・ディジタル変換回路の
1実施例を示す回路図、 第2図は本発明の他の実施例を概略的に示す回路図であ
る。 ADCl及びADC2・・・単位量子化回路、DRl及
びDR2・・・抵抗分圧回路、COMI乃至COM12
・・・比較回路、BCI及びBC2・・・バイナリ変換
回路、SW・・・スイッチ回路、QHI乃至QH7・・
・MOSFET、QL2乃至QL8−“°MO8FET
、EXORI乃至E X OR7−・・イクスクルッシ
ブ・オア回路、Vi・・・アナログ入力電圧、VFS・
・・フルスケール電圧、D、乃至D4・・・ディジタル
信号。
FIG. 1 is a circuit diagram showing one embodiment of an analog-to-digital conversion circuit according to the present invention, and FIG. 2 is a circuit diagram schematically showing another embodiment of the present invention. ADCl and ADC2...unit quantization circuit, DR1 and DR2...resistance voltage divider circuit, COMI to COM12
...Comparison circuit, BCI and BC2...Binary conversion circuit, SW...Switch circuit, QHI to QH7...
・MOSFET, QL2 to QL8-“°MO8FET
, EXORI to EXOR7-... Exclusive OR circuit, Vi... Analog input voltage, VFS...
...Full scale voltage, D to D4...Digital signal.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、印加電圧を所定の刻みで分圧出力する分圧手段、そ
の分圧手段から出力される各分圧電圧とアナログ入力信
号とを並列的に比較する複数の比較手段、及び、それら
比較手段による比較結果に基づいてディジタル出力を得
るバイナリ変換手段から成る複数の単位量子化回路が、
前段の単位量子化回路に含まれる分圧手段で形成される
分圧電圧のうちアナログ入力信号レベルの直近における
前後の分圧電圧に等しい電圧を、上記比較手段による比
較結果に基づいて次段の単位量子化回路に含まれる分圧
手段に出力する電圧出力手段を介して従属接続されて成
ることを特徴とするアナログ・ディジタル変換回路。 2、上記電圧出力手段は、夫々隣合う比較手段の出力信
号を受ける2入力型のイクスクルッシブ・オア回路と、
夫々のイクスクルッシブ・オア回路の入力端子に結合さ
れている比較手段に供給される分圧電圧を、当該イクス
クルッシブ・オア回路の出力信号に基づいて出力可能と
するスイッチ素子とを備えるものであることを特徴とす
る特許請求の範囲第1項に記載のアナログ・ディジタル
変換回路。
[Scope of Claims] 1. Voltage dividing means that divides and outputs the applied voltage at predetermined intervals, and a plurality of comparing means that compares each divided voltage outputted from the voltage dividing means with an analog input signal in parallel. , and a plurality of unit quantization circuits comprising binary conversion means for obtaining a digital output based on the comparison results by the comparison means,
Of the divided voltages formed by the voltage dividing means included in the unit quantization circuit in the previous stage, a voltage equal to the divided voltages immediately before and after the analog input signal level is applied to the next stage based on the comparison result by the comparing means. An analog-to-digital conversion circuit characterized in that the analog-to-digital conversion circuit is cascade-connected via voltage output means for outputting to voltage dividing means included in a unit quantization circuit. 2. The voltage output means includes a two-input exclusive OR circuit that receives output signals from adjacent comparison means, respectively;
A switch element that enables output of the divided voltage supplied to the comparison means coupled to the input terminal of each exclusive OR circuit based on the output signal of the exclusive OR circuit. The analog-to-digital conversion circuit according to claim 1, characterized in that:
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0250618A (en) * 1988-08-12 1990-02-20 Sanyo Electric Co Ltd A/d conversion circuit

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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