JPS63262921A

JPS63262921A - Ａ／ｄ変換回路

Info

Publication number: JPS63262921A
Application number: JP9775287A
Authority: JP
Inventors: Hirofumi Sakurai; 櫻井　廣文
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1987-04-20
Filing date: 1987-04-20
Publication date: 1988-10-31

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、Ａ／Ｄ変換回路に関し、特に、スイッチドキ
ャバシター積分回路を用いたシリアル（または積分形）
Ａ／Ｄ変換回路に関する。

〔従来の技術〕

従来、この種のシリアルＡ／Ｄ変換回路は、第２図の様
な積分器で構成されている。

第２図の容量２６と、差動入力型２７からなる出力レベ
ル保持回路に、スイッチ２１とスイッチ２２およびスイ
ッチ２３とスイッチ２４を同時に１閉することによって
、一定電筒を転送する。すると出力レベル保持回路の出
力電圧は第４図の様に変化し、入力電圧と同じ電圧に達
すると、比較器３０より、一致信号が出力される。カウ
ント回路３２は、スイッチ２１，２２，２３．２４の開
閉回数をカウントし、比較器３ｏより一致信号が得られ
るとカウントを終える。カウント回数をｔ、−回の転送
で転送出来る電荷量をＱとすると、出力電圧ＶｉｎはＶ　ｉ　ｎ＜　ｔ、　Ｑ−（１）の関係があり、出力電圧はカンラント同数に変換される
、出力レベル保持回路の出力電圧は、量子化された連続
的なアナログ電圧を発生して、入力電圧と比較している
ため、アナログからディジタルに変換する分解能は、−
回の転送で、転送出来る電荷量Ｑで決まる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上述した従来のスイッチドキャパシター積分回路を用い
たシリアルＡ／Ｄ変換回路は、アナログからディジタル
に変換する分解能は、−回の転送で転送出来る電荷量を
少なくすることによって、可能であるが、式（１）に示
す様に入力電圧に達するまでのスイッチの開閉回数ｔが
多くなり、変換時間が長くなるという欠点がある。。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明のＡ／Ｄ変換回路は、一度の転送で転送できる電
荷量を切り換えることができる電荷切換回路と、電荷転
送回路の伝送電荷符号と、電荷転送量を制御する電荷転
送制御回路と、電荷転送量と転送符号に応じて、転送回
数をアップ・ダウンカウントを行うカウント回路を有し
ている。

〔実施例〕次に、本発明について、図面を参照して説明する。

第１図は本発明の一実施例の回路図である。第１図にお
いて、スイッチ２と４が閉して、スイッチ１と３が開い
ているとき逆方向積分回路となり、逆にスイッチ２と４
が開いて、スイッチ１と３が閉じているとき正方向積分
回路となる。またスイッチ５と６が同期して開閉し、ス
イッチ７と８も同期して開閉し、スイッチ５と６が閉じ
ているとき、スイッチ７と８が開き、スイッチ５と６が
開いているとき、スイッチ７と８が閉じている関係にな
る様にスイッチを動作させて、電荷を転送する。スイッ
チ９．１０の一方か、または、両方を閉じることによっ
て一度に転送出来る電荷量を切り換えることができる。

容ｆｉ１３は、容量１４のｎ倍（ｎは整数とする）とし
、スイッチ９を開き、スイッチ１０を閉じて、容量１４
でスイ・ソチ５及び６とスイッチ７と８をｎ回くり返し
て転送出来る電荷量を、スイッチ９を閉じてスイッチ１
０を開いて、容量１３で、スイッチ５，６とスイッチ７
．８を１回動作させて同じ電荷量を転送できる様にする
。比較器１７は入力電圧１１と、差動入力型増幅器１６
の出力電圧とを比較し、前記入力電圧が前記出力電圧よ
りも高いと′Ｌ”のデ・イジタル信号を出力し、低いと
“Ｈ”のディジタル信号を出力する。

電荷転送制御回路１８は、比較器１７のディジタル信号
を受けて、ＩＩ　Ｈ１１であるならば、スイッチ１〜４
を制御して、正方向積分回路に、“Ｌ″であるならばス
イッチ１〜４を制御して、逆方向積分回路にする。また
、比較器１７の出力が“Ｈ”であるならばスイッチ９を
閉じ、スイッチ１０を開いて、−回の転送電荷量を大き
くし、°“Ｌ　”であるならばスイッチ９を開き、スイ
ッチ１０を閉じて、−回の転送量を小さくする様に制御
す、る。

カウント回路１９は、電荷転送制御回路１８よりスイッ
チの制御情報を受けて、アップ・ダウンカウントを行う
。すなわちスイッチ９を開いて、スイッチ１０を閉じ、
容量１４で一回転送すると１カウントし、スイッチ９を
閉じてスイッチ１０を開いて、容量１３で一回転送する
とｎカランＩ・する。そして、スイッチ１〜４の制御よ
り、積分回路が正方向積分回路であるならば、カウント
アツプし、逆方向積分回路であるならばカウントダウン
を行う。

まず、差動入力型増幅器１６の出力電圧をＡ／Ｄ変換の
最小値（最小電圧）にし、スイッチ９を閉じ、スイッチ
１０を開き、容量１３を使用して一回で転送出来る電荷
量を大きくし、スイッチ２と４を開いてスイッチ１と３
を閉じて、正方向積分回路に設定する。そして、スイッ
チ５及び６とスイッチ７及び８を開閉して、電荷を一回
転送すると、差動入力型増幅器１６の出力が第３図に示
す様に変動し、入力電圧１１と前記出力電圧か比較器１
７で比較され、仮に前記入力電圧が前記出力電圧よりも
高いとすると比較器１７は初期値と変わらず“Ｌ　＋１
になる。また、カウント回路１つは、電荷転送制御回路
１８より、スイッチの制御情報を受けて、ｎだけカウン
トアツプする。

次に、電荷転送制御回路１８は、比較器１７の出力”　
Ｌ　’”を受け、再度スイッチ５〜８を同様に開閉し、
カウント回路でｎたけカウントダウンする。ここで入力
電圧１１が、差動入力型増幅器１６の出力電圧よりも小
さくて比較器１７の出力が′“Ｈ″になったとすると、
電荷転送制御回路１８は゛スイッチ９を開き、スイッチ
１０を閉じ、容量１４を使用して一回で転送出来る電荷
を小さくし、スイッチ２と４を閉じて、スイッチ１と３
を開いて逆方向積分回路に設定する。

そして、スイッチ５及び６とスイッチ７及び８を開閉し
て、電荷を一回転送すると、差動入力型増幅器１６の出
力電圧は、第３図に示す様に減少する。入力電圧１１と
、前記出力電圧が比較器１７で比較され、仮に前記入力
が前記出力電圧よりも低いとすると比較器１７の出力は
前回と変わらす■−ピになる。またカウント回路１９は
、電荷転送制御回路１８より、スイッチの制御情報を受
けて、１だけダウンカウントする。次に、電荷転送制御
回路１８は、比較器１７の出力が“Ｆ（″を受けて再度
スイッチ５〜８を同様に開閉し、カウント回路で１だけ
カウントダウンする。前記した動作を差動入力型増幅器
１６の出力電圧が小さくなり、比較器１７の出力が“Ｌ
　”になるまで行う。そして、前記比較器出力がＬ″に
変化したときのカンウド値がディジタル変換された値と
なリディジタル出力２０が出力される。

以上の様に、１３の容量を用いて、転送電荷量を大きく
し、入力電圧の大きさに見当をつけ、その後、容量１４
を用いて転送電荷量を小さくし、分解能をあげてアナロ
グ電圧をディジタル信号に変換する。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、スイッチドキャパシター
積分回路の転送電荷符号及び電荷量を比較器の出力信号
に応じて制御することによって、最初は、分解能を低く
とり、入力電圧の大きさに見当をつけて、次に分解能を
高くして入力電圧と比較出来るので短時間に分解能の高
いＡ、　／　Ｄ変換ができ、かつ、簡単な回路構成で可
能になる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の回路図、第２図は従来のＡ
　、／　Ｄ変換回路の回路図、第３図は第１図中の出力
レベル保持回路の出力電圧の波形図、第４図は第２図中
の出力レベル保持回路の出力電圧の波形図である。１〜１０・・・スイッチ、１１・・・入力電圧、１２・
・・基準電圧、１３〜１５・・・容量、１６・・・差動
入力型増幅器、１７・・・比較器、１８・・・電荷転送
制御回路、〕９・・・カンラント回路、２０・・・ディ
ジタル出力、２１〜２４・・・スイッチ、２５〜２６・
・・容量、２７・・・差動入力型増幅器、２８・・・入
力電圧、２つ・・・基準電圧、３０・・・比較器、３１
・・・電荷転送制御回路、３２・・・カウント回路、３
３・・・ディジタル出力。代理人　弁理士　内　原　　音（入力電属￥Ｊ１回万Ｚ目第４回

Claims

【特許請求の範囲】

入力された電荷を蓄積し、前記電荷に対応する出力レベ
ルを保持する出力レベル保持回路と、一度の転送で転送
できる電荷量を切き換えることができる電荷切換回路を
持ち、かつ、前記出力レベル保持回路へ電荷を転送する
電荷転送回路と、前記電荷転送回路の転送電荷符号と、
電荷転送量を制御する電荷転送制御回路と、入力電圧と
前記保持回路の出力電圧を比較する比較器と、電荷転送
量と転送符号に応じて転送回数をアップ・ダウンカウン
トを行うカウント回路とを備えることを特徴とするＡ／
Ｄ変換回路。