JPS63299615A - 直並列型a/d変換器 - Google Patents
直並列型a/d変換器Info
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- JPS63299615A JPS63299615A JP13585987A JP13585987A JPS63299615A JP S63299615 A JPS63299615 A JP S63299615A JP 13585987 A JP13585987 A JP 13585987A JP 13585987 A JP13585987 A JP 13585987A JP S63299615 A JPS63299615 A JP S63299615A
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- JP
- Japan
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- bits
- bit
- reference voltage
- vref
- candidate
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- Pending
Links
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 41
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims abstract description 9
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 239000000872 buffer Substances 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000013139 quantization Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Analogue/Digital Conversion (AREA)
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。
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、アナログ信号をディジタル信号に変換する直
並列型A/D変換器に関する。
並列型A/D変換器に関する。
(従来の技術)
従来の直並列型A/D変換器は、変換を開始するとまず
上位ビットが確定し、その結果をD/A変換した後に入
力信号との差をアナログ的に取シ、その差に対して下位
ビットを求めるという方式か、あるいは、上位ビットが
確定した後に、D/A変換せずにマトリックススイッチ
によって下位ビット決定用の比較器群と基準電圧生成用
抵抗網な接続し、下位ビットを求める方式のいずれかで
、上位ビットの変換及び下位ビットの変換はそれぞれ完
全に並列に行なわれるが、下位ビットの変換は上位ビッ
トの変換が終了した後に開始していた。
上位ビットが確定し、その結果をD/A変換した後に入
力信号との差をアナログ的に取シ、その差に対して下位
ビットを求めるという方式か、あるいは、上位ビットが
確定した後に、D/A変換せずにマトリックススイッチ
によって下位ビット決定用の比較器群と基準電圧生成用
抵抗網な接続し、下位ビットを求める方式のいずれかで
、上位ビットの変換及び下位ビットの変換はそれぞれ完
全に並列に行なわれるが、下位ビットの変換は上位ビッ
トの変換が終了した後に開始していた。
(発明が解決しようとする問題点)
従来の技術で述べたように、これまでの直並列型A/D
変換器は上位ビットの確定後に下位ビットの変換を開始
するために、並列型A/D変換器に比べると変換速度が
遅くなる。
変換器は上位ビットの確定後に下位ビットの変換を開始
するために、並列型A/D変換器に比べると変換速度が
遅くなる。
本発明は、直並列型A/D変換器の変換速度を同じ分解
能の並列型A/D変換器の変換速度に近づけるものであ
る。
能の並列型A/D変換器の変換速度に近づけるものであ
る。
(問題点を解決するための手段)
前述の問題点を解決するために本発明が提供する直並列
型A/D変換器は、アナログ電圧を入力する端子と、比
較用基準電圧を入力する端子と、クロック信号を入力す
る端子と、前記比較用基準電圧を分圧して互いに異なる
値の複数の分圧基準電圧を生成する抵抗網と、前記アナ
ログ電圧を前記比較用基準電圧および前記分圧基準電圧
と比較して上位ビットの予想値を生成する比較器群と、
下位ビットの候補を決定する比較器群と、前記上位ビッ
ト予想値生成比較器群から出力された上位ビットの予想
値に従って前記下位ビット候補決定用の比較器と前記抵
抗網とを接続するマ) IJフックスイッチと、前記上
位ビット予想値および下位ビット候補から最終的衣デジ
タル出力を生成するエラー回復機能付きデコーダ部とか
ら構成され、前記下位ビット候補決定用比較器群は前記
上位ビットの予想値に基づいて、下位ビットの変換を本
来必要な範囲より広い電圧値領域について行ない下位ビ
ット候補を決定し、前記エラー回復機能付きデコーダ部
は前記下位ビット候補を受けて前記予想値の正当化また
は修正を行なうことを特徴とする。
型A/D変換器は、アナログ電圧を入力する端子と、比
較用基準電圧を入力する端子と、クロック信号を入力す
る端子と、前記比較用基準電圧を分圧して互いに異なる
値の複数の分圧基準電圧を生成する抵抗網と、前記アナ
ログ電圧を前記比較用基準電圧および前記分圧基準電圧
と比較して上位ビットの予想値を生成する比較器群と、
下位ビットの候補を決定する比較器群と、前記上位ビッ
ト予想値生成比較器群から出力された上位ビットの予想
値に従って前記下位ビット候補決定用の比較器と前記抵
抗網とを接続するマ) IJフックスイッチと、前記上
位ビット予想値および下位ビット候補から最終的衣デジ
タル出力を生成するエラー回復機能付きデコーダ部とか
ら構成され、前記下位ビット候補決定用比較器群は前記
上位ビットの予想値に基づいて、下位ビットの変換を本
来必要な範囲より広い電圧値領域について行ない下位ビ
ット候補を決定し、前記エラー回復機能付きデコーダ部
は前記下位ビット候補を受けて前記予想値の正当化また
は修正を行なうことを特徴とする。
(作用)
本発明では、直並列型A/D変換器の変換速度を向上さ
せるため、従来技術のマトリックススイッチを用いる方
式を継承発展させる。第1図に示すように上位ビット決
定に用いる入力信号(時刻b )は、変換開始信号(時
刻11 )よシ前のものを用いる。すなわち、上位ビッ
トは変換開始時刻以前の入力信号に基づく予想値を用い
、下位ビットはこの予想値に基づいて変換する。それに
は。
せるため、従来技術のマトリックススイッチを用いる方
式を継承発展させる。第1図に示すように上位ビット決
定に用いる入力信号(時刻b )は、変換開始信号(時
刻11 )よシ前のものを用いる。すなわち、上位ビッ
トは変換開始時刻以前の入力信号に基づく予想値を用い
、下位ビットはこの予想値に基づいて変換する。それに
は。
上位ビット決定用の変換器群は常に作動状態にしておき
、変換開始信号(時刻is )によシマトリックススイ
ッチの切り換えを行なうとともに、下位ビットの変換を
開始すればよい。そして下位ビットが確定した時点で、
上位ビットが予想値のままであることが確認されれば、
全体のA/D変換が正当化されることになる。
、変換開始信号(時刻is )によシマトリックススイ
ッチの切り換えを行なうとともに、下位ビットの変換を
開始すればよい。そして下位ビットが確定した時点で、
上位ビットが予想値のままであることが確認されれば、
全体のA/D変換が正当化されることになる。
第2図には上位ビットと、その上位ビットの変換結果に
従って次に調べるべき下位ビットが、模式的に示されて
いる。今、第2図で■1 が上位ビットの予想値を与え
る、変換開始時刻以前のある時刻tl での入力電圧
値とし、 Vl が変換開始時刻での入力電圧値上する
と、下位ビットの変換が終了した時点でも上位ビットは
変換開始時刻のものと変わらない。すなわち、上位ビッ
トの予想値は正当化され、さらにはA/D変換全体も正
当化されることになる。ところが、変換開始時刻での入
力電圧値がv言でなくV、のような場合は、 Vsの変
換後の上位ビットは予想値と異なるから、正し−A/D
変換が行なわれない。特に時刻t1 での入力電圧値
Vt が上位ビットを変換する際の量子化のしきい値に
近いときは、このような危険性が高い。
従って次に調べるべき下位ビットが、模式的に示されて
いる。今、第2図で■1 が上位ビットの予想値を与え
る、変換開始時刻以前のある時刻tl での入力電圧
値とし、 Vl が変換開始時刻での入力電圧値上する
と、下位ビットの変換が終了した時点でも上位ビットは
変換開始時刻のものと変わらない。すなわち、上位ビッ
トの予想値は正当化され、さらにはA/D変換全体も正
当化されることになる。ところが、変換開始時刻での入
力電圧値がv言でなくV、のような場合は、 Vsの変
換後の上位ビットは予想値と異なるから、正し−A/D
変換が行なわれない。特に時刻t1 での入力電圧値
Vt が上位ビットを変換する際の量子化のしきい値に
近いときは、このような危険性が高い。
そこで、上位ビットの予想値に対して次に調べるべき下
位ビットの範囲を広く取ってやることで。
位ビットの範囲を広く取ってやることで。
この問題を回避する。第3図には、この様子が示しであ
る。すなわち、上位ビットの予想値だけでなく、その予
想値よシ(上位ビットのL8Bで )1大きい値、1小
さい値に対しても下位ビットを調べる。そうすれば例え
ば第3図で、上位ビットの予想に用いた入力電圧値がV
+ で、変換開始時刻での真の入力電圧値が■3 であ
るような場合にも、エラー回復機能付きデコーダ部にお
いて上位ビットを修正することによシ正しい変換を行な
うことができる。
る。すなわち、上位ビットの予想値だけでなく、その予
想値よシ(上位ビットのL8Bで )1大きい値、1小
さい値に対しても下位ビットを調べる。そうすれば例え
ば第3図で、上位ビットの予想に用いた入力電圧値がV
+ で、変換開始時刻での真の入力電圧値が■3 であ
るような場合にも、エラー回復機能付きデコーダ部にお
いて上位ビットを修正することによシ正しい変換を行な
うことができる。
上位ビットがmビット、下位ビットがnビット、計量
+nビットのA/D変換を行なう場合を考えてみると、
本変換方式に必要な比較器の数は2111+3・2fi
であり、従来の直並列型A/D変換器の場合が、2ff
i+2” の程度であることを考えると、はぼ2n+
1程度の比較器が余分に必要になるが、m−)−nビッ
トの並列型A/D変換器に比べればはるかに少ない数の
比較器で済むことKなる。
+nビットのA/D変換を行なう場合を考えてみると、
本変換方式に必要な比較器の数は2111+3・2fi
であり、従来の直並列型A/D変換器の場合が、2ff
i+2” の程度であることを考えると、はぼ2n+
1程度の比較器が余分に必要になるが、m−)−nビッ
トの並列型A/D変換器に比べればはるかに少ない数の
比較器で済むことKなる。
この″ような変換方式によって、上位ビットの変換に要
する変換時間が省け、高速化が達成できる。
する変換時間が省け、高速化が達成できる。
それとともに、上位ビットの変動に伴なう誤動作を大幅
に減少する事ができる。
に減少する事ができる。
(実施例)
第4図は本発明の実施例であり、上位ビット、下位ビッ
トともに2ビツトの場合が示しである。
トともに2ビツトの場合が示しである。
lはアナログ電圧信号入力端子Min、2は比較用基準
電圧入力熾子Vref、3はクロック信号入力端子で1
本発明で最低限必要な入力電子はこの3つである。また
、74〜78はA/D変換された結果の4ビツトとエラ
ーを表わすための1ビツトである。Vrefの電圧は1
6個の等しい抵抗4〜19によって分割され、16個の
基準電圧を作る。
電圧入力熾子Vref、3はクロック信号入力端子で1
本発明で最低限必要な入力電子はこの3つである。また
、74〜78はA/D変換された結果の4ビツトとエラ
ーを表わすための1ビツトである。Vrefの電圧は1
6個の等しい抵抗4〜19によって分割され、16個の
基準電圧を作る。
その中で、Vref s (3/ 4 )Vref 、
(1/2)Vref 。
(1/2)Vref 。
(1/ 4 ) Vref を基準電圧として上位ビッ
ト用比較器群24〜27が構成され、その出力はエラー
回復機能付きデコーダ部73に入力されるとともにマト
リックススイッチ48の制御信号として使われる。下位
ビットは、このマトリックススイッチ48により必要な
基準電圧が比較器の入力端子49〜60に接続された後
、Vinとの比較により求められる。例えば、上位ビッ
トが(1/2)Vrefである場合を考えると、比較器
の入力端子と基準電圧は次のように接続される。
ト用比較器群24〜27が構成され、その出力はエラー
回復機能付きデコーダ部73に入力されるとともにマト
リックススイッチ48の制御信号として使われる。下位
ビットは、このマトリックススイッチ48により必要な
基準電圧が比較器の入力端子49〜60に接続された後
、Vinとの比較により求められる。例えば、上位ビッ
トが(1/2)Vrefである場合を考えると、比較器
の入力端子と基準電圧は次のように接続される。
入力端子 基準電圧 入力端子 基準電圧49 ←
3255 ← 41 50 ← 3656 ← 45 51 ← 4057 ← 34 52 ← 4458 ← 38 53 ← 3359 ← 42 54 ← 3760 ← 46 上位ビット、下位ビットは最終的にデコーダ部73で4
ピツ)Kデジタル化される。その際に1Vin ) V
refの場合はオーバー70−の意味でエラービットを
立てる。また、下位ビット用の比較結果である61がO
Nかあるいは72がOFF の時も、エラービットを立
てる。
3255 ← 41 50 ← 3656 ← 45 51 ← 4057 ← 34 52 ← 4458 ← 38 53 ← 3359 ← 42 54 ← 3760 ← 46 上位ビット、下位ビットは最終的にデコーダ部73で4
ピツ)Kデジタル化される。その際に1Vin ) V
refの場合はオーバー70−の意味でエラービットを
立てる。また、下位ビット用の比較結果である61がO
Nかあるいは72がOFF の時も、エラービットを立
てる。
第5図にはエラー回復機能付きデコーダ部73のブロッ
ク図が示しである。上位ビット用比較器群の出力28〜
31のうち最下位の1ビツトを除く28〜30をデコー
ダ80で2ビツトの2進数に変換する。この時、デコー
ダの最上位入力は常にOFFにしておく。これによシデ
コーダ80の出力側には、真の上位ビットより1だけ小
さな2進変換値が現われる。一方、下位ビット用比較器
群の出力61〜72はデコーダ85で4ピツトの2進数
に変換する。この時、デコーダの上位入力4ピツトは常
に0FFKしておく。この変換値は、上位ビットが真の
上位ビットより1だけ小さく、下位ビットが0であるよ
うな電圧値を基準にして計った、入力電圧VinのA/
D変換値を表わす。
ク図が示しである。上位ビット用比較器群の出力28〜
31のうち最下位の1ビツトを除く28〜30をデコー
ダ80で2ビツトの2進数に変換する。この時、デコー
ダの最上位入力は常にOFFにしておく。これによシデ
コーダ80の出力側には、真の上位ビットより1だけ小
さな2進変換値が現われる。一方、下位ビット用比較器
群の出力61〜72はデコーダ85で4ピツトの2進数
に変換する。この時、デコーダの上位入力4ピツトは常
に0FFKしておく。この変換値は、上位ビットが真の
上位ビットより1だけ小さく、下位ビットが0であるよ
うな電圧値を基準にして計った、入力電圧VinのA/
D変換値を表わす。
その下位2ビツトは最終的に求めようとしているA/D
変換値の下位2ビツトと一致する。又、真の上位ビット
はデコーダ80の出力2ビツトと。
変換値の下位2ビツトと一致する。又、真の上位ビット
はデコーダ80の出力2ビツトと。
デコーダ85の出力の上位2ビツトを、加算器86で加
算することKよって得られる。加算器86の出力と、デ
コーダ85の出力の下位2ビツトは。
算することKよって得られる。加算器86の出力と、デ
コーダ85の出力の下位2ビツトは。
出力バッファ88にラッチされ、最終的な4ビツト出カ
フ、5〜78になる。74はエラービットである。
フ、5〜78になる。74はエラービットである。
上位ビットの比較器群はクロック入力信号3に関係なく
常時作動させておく。それに対して、マトリックススイ
ッチ、デコーダ及び出力バッファはクロック入力信号3
に同期して動作する。
常時作動させておく。それに対して、マトリックススイ
ッチ、デコーダ及び出力バッファはクロック入力信号3
に同期して動作する。
(発明の効果)
以上述べてきたように、本発明によれば比較器の数の増
加を極力抑えつつ、従来のものよシ高速な直並列型A/
D変換回路が構成できる。
加を極力抑えつつ、従来のものよシ高速な直並列型A/
D変換回路が構成できる。
第1図は入力電圧と変換後の上位ビット、下位ビットの
決定に用いられる時刻11 、1.の関係を表わす図で
ある。1.は変換開始時刻でもある。 第2図は、決定された上位ビットと下位ビットの関係を
表わす図であり、上位ビットが3ビツト、下位ビットが
3ビツト、計6ビツトの場合で、v+は上位ビットの予
想値を求めるために用いられた時刻1+での入力電圧値
、Vt 、 Vsは変換開始時刻t! での入力電圧値
である。第3図は、決定された上位ビットと下位ビット
の関係を表わす図であり、下位ビットを決定する時に上
位ビットのLSB 3つ分の電圧幅に対してA/D変
換を施す場合を示す。第4図は本発明の一笑施例な示す
ブロック回路図であり、との実施例では上位ビットが2
ビツト、下位ビットが2ピツトである。第5図は、第4
図におけるエラー回復機能付きデコーダ部の詳細を示す
ブロック回路図である。 1・・・・・・アナログ電圧信号入力端子、2・・・・
・・比較用基準電圧入力端子、3・・・・・・クロック
信号入力端子、4〜19・・・・・・基準電圧生成用抵
抗、20〜23・・・・・・上位ビット用基準電圧、2
4〜27・・・・・・上位ビット用比較器、28〜31
・・・・・・上位ビット用比較器出力、32〜47・・
・・・・下位ビット用抵抗分割電圧、48・・・・−・
マトリックススイッチ、49〜60・・・・・・下位ビ
ット用基準電圧、61〜72・・・・・・下位ビット用
比較器出力、73・・・・・・エラー回復機能付きデコ
ーダ部、74〜78・・・・・・A/D変換変換データ
端方端子9・・・・・・2ビツトデコーダ入力端子(一
部)、80・・・・・・2ビツトデコーダ、81〜84
・・・・・・4ビツトデコーダ入力端子(一部)、85
・・・・・・4ビツトデコーダ、86・・・・・・加算
器、87・・・・・・バッファ、88・・・・・・出力
ハッ7ア。 代理人 弁理士 本 庄 伸 介 1+t2 、、を第1rlA 第2図 上イ負ビット 下イtビー、
ト第3区
決定に用いられる時刻11 、1.の関係を表わす図で
ある。1.は変換開始時刻でもある。 第2図は、決定された上位ビットと下位ビットの関係を
表わす図であり、上位ビットが3ビツト、下位ビットが
3ビツト、計6ビツトの場合で、v+は上位ビットの予
想値を求めるために用いられた時刻1+での入力電圧値
、Vt 、 Vsは変換開始時刻t! での入力電圧値
である。第3図は、決定された上位ビットと下位ビット
の関係を表わす図であり、下位ビットを決定する時に上
位ビットのLSB 3つ分の電圧幅に対してA/D変
換を施す場合を示す。第4図は本発明の一笑施例な示す
ブロック回路図であり、との実施例では上位ビットが2
ビツト、下位ビットが2ピツトである。第5図は、第4
図におけるエラー回復機能付きデコーダ部の詳細を示す
ブロック回路図である。 1・・・・・・アナログ電圧信号入力端子、2・・・・
・・比較用基準電圧入力端子、3・・・・・・クロック
信号入力端子、4〜19・・・・・・基準電圧生成用抵
抗、20〜23・・・・・・上位ビット用基準電圧、2
4〜27・・・・・・上位ビット用比較器、28〜31
・・・・・・上位ビット用比較器出力、32〜47・・
・・・・下位ビット用抵抗分割電圧、48・・・・−・
マトリックススイッチ、49〜60・・・・・・下位ビ
ット用基準電圧、61〜72・・・・・・下位ビット用
比較器出力、73・・・・・・エラー回復機能付きデコ
ーダ部、74〜78・・・・・・A/D変換変換データ
端方端子9・・・・・・2ビツトデコーダ入力端子(一
部)、80・・・・・・2ビツトデコーダ、81〜84
・・・・・・4ビツトデコーダ入力端子(一部)、85
・・・・・・4ビツトデコーダ、86・・・・・・加算
器、87・・・・・・バッファ、88・・・・・・出力
ハッ7ア。 代理人 弁理士 本 庄 伸 介 1+t2 、、を第1rlA 第2図 上イ負ビット 下イtビー、
ト第3区
Claims (1)
- アナログ電圧を入力する端子と、比較用基準電圧を入力
する端子と、クロック信号を入力する端子と、前記比較
用基準電圧を分圧して互いに異なる値の複数の分圧基準
電圧を生成する抵抗網と、前記アナログ電圧を前記比較
用基準電圧および前記分圧基準電圧と比較して上位ビッ
トの予想値を生成する比較器群と、下位ビットの候補を
決定する比較器群と、前記上位ビット予想値生成比較器
群から出力された上位ビットの予想値に従って前記下位
ビット候補決定用の比較器と前記抵抗網とを接続するマ
トリックススイッチと、前記上位ビット予想値および下
位ビット候補から最終的なデジタル出力を生成するエラ
ー回復機能付きデコーダ部とから構成され、前記下位ビ
ット候補決定用比較器群は前記上位ビットの予想値に基
づいて、下位ビットの変換を本来必要な範囲より広い電
圧値領域について行ない下位ビット候補を決定し、前記
エラー回復機能付きデコーダ部は前記下位ビット候補を
受けて前記予想値の正当化または修正を行なうことを特
徴とする直並列型A/D変換回路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13585987A JPS63299615A (ja) | 1987-05-29 | 1987-05-29 | 直並列型a/d変換器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13585987A JPS63299615A (ja) | 1987-05-29 | 1987-05-29 | 直並列型a/d変換器 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63299615A true JPS63299615A (ja) | 1988-12-07 |
Family
ID=15161436
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP13585987A Pending JPS63299615A (ja) | 1987-05-29 | 1987-05-29 | 直並列型a/d変換器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS63299615A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02202224A (ja) * | 1989-01-31 | 1990-08-10 | Sony Corp | Ad変換回路 |
JPH04196923A (ja) * | 1990-11-28 | 1992-07-16 | Sharp Corp | アナログ/デジタル変換器 |
JPH04282919A (ja) * | 1990-09-17 | 1992-10-08 | Motorola Inc | 多重クロック・サイクルを持つサブレンジ型アナログ・デジタル変換器 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS50128449A (ja) * | 1974-03-15 | 1975-10-09 | ||
JPS59119921A (ja) * | 1982-12-25 | 1984-07-11 | Toshiba Corp | アナログ・デイジタル変換器 |
JPS6184122A (ja) * | 1984-09-29 | 1986-04-28 | Nec Corp | 多値デイジタル信号判別回路 |
-
1987
- 1987-05-29 JP JP13585987A patent/JPS63299615A/ja active Pending
Patent Citations (3)
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