JPS6364413A - 逐次近似レジスタ - Google Patents

逐次近似レジスタ

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JPS6364413A
JPS6364413A JP62218992A JP21899287A JPS6364413A JP S6364413 A JPS6364413 A JP S6364413A JP 62218992 A JP62218992 A JP 62218992A JP 21899287 A JP21899287 A JP 21899287A JP S6364413 A JPS6364413 A JP S6364413A
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デイーター、ドラクセルマイル
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M1/00Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
    • H03M1/12Analogue/digital converters
    • H03M1/34Analogue value compared with reference values
    • H03M1/38Analogue value compared with reference values sequentially only, e.g. successive approximation type
    • H03M1/46Analogue value compared with reference values sequentially only, e.g. successive approximation type with digital/analogue converter for supplying reference values to converter
    • H03M1/462Details of the control circuitry, e.g. of the successive approximation register

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Analogue/Digital Conversion (AREA)
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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、各逐次比較ステップのための論理1電位の逐
次シフトのためとコンパレータにより得られるそれぞれ
の比較結果の書込みおよび記憶のために、それぞれデー
タ入力端およびデータ出力端を備えた記憶要素が設けら
れているnビット幅の比較方式によるアナログ−ディジ
タル変換器のための逐次近似レジスタに関する。
〔従来の技術〕
この種のレジスタは、とりわけ比較方式によるアナログ
−ディジタル変換器に使用される。この変換方式の場合
には、レジスタビットが逐次最上位ビットで開始して論
理1電位にセットされ、入力電圧が逐次近似レジスタの
ディジタルワードに相当する電圧よりも高いかどうか調
べられる。そうである場合にはそれはセットされ、そう
でない場合には消去される。この比較過程は、変換段階
の終端で最下位桁ビットも確定するまで、各ビットに対
して繰り返される。
アナログ−ディジタル変換は逐次近似レジスタを介して
制御される。この種のレジスタは、例えばウー、ティー
ツェ(U、Tietze)およびツェーハー、シェンク
(Ch、5chenk )著「半導体回路技術(Hal
bleiter−3chaltungstechnik
) J第7版、シュブリンガー、フェアラーク(Spr
inger−Verlag)、1985年、第767頁
以下に、特に第769頁以下に記載されている。
逐次近似レジスタはシフトレジスタを有し、このシフト
レジスタにおいて論理1電位がクロック毎に1位置だけ
シフI・される。それによって一連のビットが検査され
るように論理1電位にセラ(・される。それぞれの比較
結果は該当コンパレータ状態が読み込まれる別の記憶要
素に記憶される。
その場合に、丁度テストされる記憶要素のみ釈放される
。したがって、変換段階のために、ビット数に対して、
倍の数が記憶要素に必要である。
最下位ビットの確定後、一般にはシフトレジスタの別の
記憶要素が七ッI・され、これにより変換段階が終了し
たことが示される。
〔発明が解決しようとする問題点〕
本発明の目的は、できるだけ僅かの数の記憶要素でもっ
て構成され、且つ特に集積MO3技術で簡単に製作でき
る逐次近似レジスタを提供することにある。
〔問題点を解決するだめの手段] 上記目的は、本発明によれば、冒頭に述べた如き逐次近
似レジスタにおいて、n個の記憶要素にそれぞれデータ
入力端側でデータ出力端により論理要素を介して制御さ
れるマルチプレクサを設けることによって達成される。
〔作用および効果〕
本発明による逐次近似レジスタは、ビット個所が集積M
O3技術で非常に簡単に転送ゲートから構成されるとい
う利点を有する。
〔実施例〕
以下、図面を参照しながら、本発明を実施例について更
に詳細に説明する。
図によれば、本発明にしたがって、逐次近似レジスタは
記憶要素としてn個のフリップフロップFF1〜FFn
を持ち、これらのフリップフロップはそれぞれ変換すべ
きワードのnビット幅に応じて2進の重みに対応する。
フリップフロップFF1〜FFnは、各クロックパルス
でデータ入力端りにあるディジタル情報がデータ出力端
Qに引き渡されるD形フリップフロップとして構成され
ている。すべてのフリップフロップFFI〜FFDはそ
れぞれ入力端Cを介してクロック制御され、それぞれ入
力端Rを介してリセット可能である。
各フリップフロップFF1〜FFnにはデータ入力端側
に、それぞれ2つの制御入力端S1およびS2とそれぞ
れ3つのデータ入力端とを備えたマルチプレクサM1〜
Mnが設けられている。制御入刃端における論理電位に
依存してマルチプレクサのデータ入力端が選択的に後続
のフリップフロップの出力端もしくは入力端に接続され
る。図によれば、マルチプレクサの下方のデータ入力端
はデータのシフトのためのシフト入力端として、中央の
データ入力端はデータ書込みのための書込み入力端とし
て、上方のデータ入力端はデータの記憶のため記憶入力
端として用いられる。
マルチプレクサM1のシフト入力端は論理1電位にあり
、これに対して他のマルチプレクサのシフト入力端はそ
れぞれ前置された高い方の2進重みに対応するフリップ
フロップのデータ出力端に接続されている。マルチプレ
クサのすべての書込み入力端は共通にコンパレータにの
出力端と接続されていて、コンパレータにはアナログ−
ディジタル変換器に設けられている。それぞれのマルチ
プレクサの記憶入力端は、記憶入力端の導通時にその都
度のフリップフロップのデータ出力端Qにおける論理電
位が再びフリップフロップのデータ入力端に導かれるよ
うに、それぞれに対応したフリップフロップのデータ出
力端に接続されている。
マルチプレクサの制御は図による実施例においてはOR
論理要素01〜Onの補助によって行われ、その場合に
マルチプレクサを備えた各フリップフロップに丁度1つ
の0Riliii+理要素が付属している。各OR論理
要素の出力は、それぞれ該当の位に対応したマルチプレ
クサの制御入力端S1および次の高位に対応したマルチ
プレクサの制御入力端S2を制御する。例えばOR論理
要素02の出力はマルチプレクサM1の制御入力端とマ
ルチプレクサM2の制御入力端を制御する。OR論理要
素01の出力は、高位のフリップフロップがないために
、マルチプレクサM1の制御入力端S1にのみ接続され
ている。OR論理要素01〜Onの入力端は、それぞれ
対応したフリップフロップのデータ出力端Qとすぐ次の
下位側のフリップフロップに付属したOR論理要素の出
力端とに接続されている。例えば、要素01の第1の入
力端はフリップフロップFFIのデータ出力端Qに接続
され、要素o1の第2の入力端は要素02の出力端に接
続されている。
マルチプレクサMnの制御入力端S2およびフリップフ
ロップFFnのデータ出力端Qと接続されていないOR
論理要素Onの入力端は、逐次近似レジスタに後続接続
されたステータス・フリップフロップFFSの出力によ
り制御される論理0電位か論理1電位かのいずれかであ
る同じ電位にある。図によれば、ステータス・フリップ
フロップFFSの入力側は、最下位のビットのためのフ
リップフロップFFnの出力端Qと接続されていて、そ
の場合にフリップフロップFFSとしては実施例におけ
るようにRSフリップフロ・ンプを使用することができ
、このRSフリップフロ・ンプはセット入力端Sが論理
1電位の後に再び0電位をとったときに出力状態を変化
しない。
逐次近似レジスタの動作説明のために、すべてのフリッ
プフロップが変換開始時にリセ・ントされ−11= でいるものとする。これは、すべての出力端Qが論理0
電位にあって、すべてのマルチプレクサは制御入力端S
1およびS2の00状態に応じてシフト入力端が導通し
たことを意味する。それによりマルチプレクサM1のシ
フト入力端における論理1電位が各クロックパルスで1
ビットだけ、もしくはエフリップフロップだけシフトさ
れる。シフトされた論理1電位にあるフリップフロップ
は付属のOR論理要素を介して付属のマルチプレクサの
制御入力端S1に論理1電位を投入する。その結果書込
み入力端がそのフリップフロップのデータ入力端に接続
され、次のクロックでコンパレータにの結果が引き渡さ
れる。同時に高いほうの2進位を持つフリップフロップ
に付属したマルチプレクサの制御入力端S1およびS2
は論理1電位にあり、したがってそのマルチプレクサの
記憶入力端が対応せるフリップフロップのデータ入力端
に接続され、それによりフリップフロップはアナログ−
ディジタル変換器の比較結果に相当する値を変換段階終
了まで、場合によってはより遅くまで記憶する。
一般に次のことが当てはまる。すなわち、論理OR要素
は出力側で、マルチプレクサMlのシフトされた論理1
電位が丁度存在しているか又は丁度存在したところで、
論理1@位にある。
もしステータス・フリップフロップFFSが設けられて
いないとすると、本発明による逐次近似レジスタのクロ
ックは、最下位のフリップフロップFFnがコンパレー
タ結果を引き渡したときに遮断されなければならない。
これに対して、最下位のフリップフロップFFnがあれ
ば、このフリップフロップはシフトされてきた論理1電
位によりセットされ、それによりマルチプレクサMnの
制御入力端S2もしくは論理要素Onの出力端を最下位
のフリップフロップFFnの比較結果に関係なく論理1
電位に置く。その結果この最下位のフリップフロップF
Fnの入力側もマルチプレクサMnの記憶入力端と接続
される。
本発明の枠内で、処理速度に高い要求がある場合に、マ
ルチプレクサの制御のために設けられた論理要素を高価
に構成することもできる。その場合に2つ以上の入力端
を持ったOR要素も使用できる。例えば、信号が非常に
都合が悪い場合に、実施例におけるすべてのOR要素の
代りに、高々2つのOR要素のみをシーケンシャルに通
過しなければならないようにすることも可能である。も
ちろん、この種のキャリー・ルック・アヘッド回路(先
見桁上げ回路)には、一般に実施例におけるよりも多く
の論理要素が必要である。
したがって、本発明による逐次近似レジスタはビット数
に相当する数の記憶要素でもって、集積MO3技術で非
常に簡単に構成されたマルチプレクサにより、非常に僅
かな構成要素にて設定された課題、すなわち丁度実行中
の変換ステップの決定、アナログ部分もしくはコンパレ
ータから供給される結果の処理および変換の残りについ
ての比較結果の記憶のための進行制御手段の構成を満た
すことができる。
【図面の簡単な説明】
図は本発明による逐次近似レジスタの実施例を示すブロ
ック図である。 FF1〜FFn・・・記憶要素、FFS・・・別の記憶
要素、M1〜Mn・・・マルチプレクサ、01〜On・
・・OR論理要素、D・・・データ入力端、Q・・・デ
ータ出力端、C・・・クロック入力端、R・・・リセ・
ント入力端、Sl、S2・・・制御入力端、T・・・ク
ロ・ンクパルス、K・・・コンパレータ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)各逐次比較ステップのための論理1電位の逐次シフ
    トのためとコンパレータによって得られるそれぞれの比
    較結果の書込みおよび記憶のために、それぞれデータ入
    力端およびデータ出力端を備えた記憶要素が設けられて
    いるnビット幅の比較方式によるアナログ−ディジタル
    変換器のための逐次近似レジスタにおいて、n個の記憶
    要素(FF1〜FFn)に、それぞれデータ入力端側で
    データ出力端(Q)により論理要素(O1〜On)を介
    して制御されるマルチプレクサ(M1〜Mn)を設けた
    ことを特徴とする逐次近似レジスタ。 2)前記記憶要素(FF1〜FFn)はクロック制御さ
    れ、それぞれのマルチプレクサ(M1〜Mn)と共に二
    進に対応させられた重みに応じて相前後して配置されて
    いることを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の逐
    次近似レジスタ。 3)前記マルチプレクサ(M1〜Mn)は、それぞれデ
    ータシフトのためのシフト入力端、データ書込みのため
    の書込み入力端およびデータ記憶のためのデータ記憶入
    力端を有し、該データ記憶入力端は該当記憶要素(FF
    1〜FFn)のデータ入力端(D)に接続可能であるこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第1項または第2項に記
    載の逐次近似レジスタ。 4)最高重みに付属したマルチプレクサ(M1)のシフ
    ト入力端は論理1電位に置かれていて、他のマルチプレ
    クサ(M2〜Mn)のシフト入力端はそれぞれ先行する
    高位の重みに付属した記憶要素(FF1〜FFn)のデ
    ータ出力端(Q)と接続されていて、 マルチプレクサ(M1〜Mn)の書込み入力端は共通に
    コンパレータ(K)に接続されていて、 マルチプレクサ(M1〜Mn)の記憶入力端はそれぞれ
    該当記憶要素(FF1〜FFn)のデータ出力端(Q)
    に接続されていることを特徴とする特許請求の範囲第1
    項ないし第3項のいずれかに記載の逐次近似レジスタ。 5)マルチプレクサ(M1〜Mn)の制御のための論理
    要素(O1〜On)は、記憶要素(FF1〜FFn)の
    データ出力端(Q)によって、最上位に属したマルチプ
    レクサのシフト入力端における論理1電位が逐次低位に
    属した記憶要素およびマルチプレクサに投入されるよう
    に配置されていて、そのために、データ出力端に論理1
    電位を持つその都度最も低い位に属した記憶要素に比べ
    て低い位に属したマルチプレクサにおいてシフト入力端
    が導通していて、データ出力端に論理1電位を持つその
    都度最も低い位に属した記憶要素に付属したマルチプレ
    クサが書込み入力端を導通させ、データ出力端に論理1
    電位を持つその都度最も低い位に属した記憶要素に比べ
    て低い位に付属したマルチプレクサにおいて記憶入力端
    が導通されていることを特徴とする特許請求の範囲第1
    項ないし第4項のいずれか1項に記載の逐次近似レジス
    タ。 6)前記論理要素はおOR要素(O1〜On)であり、
    その個数は記憶要素の個数に対応していることを特徴と
    する特許請求の範囲第1項ないし第5項のいずれか1項
    に記載の逐次近似レジスタ。 7)最下位に属する記憶要素(FFn)に対応している
    マルチプレクサ(Mn)の制御入力端(S2)およびO
    R要素の入力端は論理0電位にあることを特徴とする特
    許請求の範囲第1項ないし第6項のいずれか1項に記載
    の逐次近似レジスタ。 8)最下位に属する記憶要素(FFn)の後段には、最
    下位に付属した記憶要素(FFn)に対応したマルチプ
    レクサ(Mn)の制御入力端(S2)と最下位に付属し
    た記憶要素(FFn)に対応したOR要素(On)の入
    力端の1つを制御する別の記憶要素(FFS)が接続さ
    れていることを特徴とする特許請求の範囲第1項ないし
    第6項のいずれか1項に記載の逐次近似レジスタ。 9)各マルチプレクサ付き記憶要素(FF1〜FFn、
    M1〜Mn)にはOR要素(O1〜On)が設けられて
    いて、各OR要素の出力端はそれぞれ対応したマルチプ
    レクサと隣の高位側のマルチプレクサの制御入力端(S
    1、S2)を制御し、OR要素の入力端はそれぞれ対応
    した記憶要素のデータ出力端(Q)と隣の低位側に属し
    た記憶要素に対応したOR要素の出力端とに接続されて
    いることを特徴とする特許請求の範囲第1項ないし第8
    項のいずれか1項に記載の逐次近似レジスタ。 10)マルチプレクサ(M1〜Mn)の制御のための論
    理要素はキャリー・ルック・アヘッド回路として構成さ
    れていることを特徴とする特許請求の範囲第1項ないし
    第8項のいずれか1項に記載の逐次近似レジスタ。
JP62218992A 1986-09-02 1987-09-01 逐次近似レジスタ Expired - Lifetime JP2566206B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3629832.8 1986-09-02
DE3629832 1986-09-02

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JPS6364413A true JPS6364413A (ja) 1988-03-22
JP2566206B2 JP2566206B2 (ja) 1996-12-25

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EP (1) EP0258840B1 (ja)
JP (1) JP2566206B2 (ja)
AT (1) ATE113770T1 (ja)
DE (1) DE3750717D1 (ja)

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