JPS62155621A - Analog-digital converter - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の属する技術分野〕
本発明はアナログ−ディジタル(以下A/D変換器記す
)変換器、特に電圧分圧器を用いた並列比較型A/D変
換器に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field to which the Invention Pertains] The present invention relates to an analog-to-digital (hereinafter referred to as an A/D converter) converter, and particularly to a parallel comparison type A/D converter using a voltage divider.
並列する比較型A/D変換器は、基準電圧入を2N分割
する電圧分圧器のそれぞれ異なった出力電圧を比較基準
とした2N−1個の比較器に同時にアナログ入力電圧V
s印加し、各々の比較器で基準値との大小を判定し、そ
の結果を符号化してティジタル出力とするものでAnd
rew G、 F、 Dingwal 1氏の論文“
Monolithic Expandable 6Bi
t 20MHzCMO8/SO8A/D Conver
ter″ IEEE Journalof 5o11d
−8tate C1rct+its、 Vol、 SC
−14,P&L6゜Dec、 1979等が知られてい
る。The parallel comparison type A/D converters simultaneously apply an analog input voltage V to 2N-1 comparators using different output voltages of voltage dividers that divide the reference voltage input by 2N as comparison standards.
s is applied, each comparator determines whether it is larger or smaller than the reference value, and the result is encoded as a digital output.
rew G, F, Dingwal 1's paper “
Monolithic Expandable 6Bi
t 20MHzCMO8/SO8A/D Converter
ter″ IEEE Journalof 5o11d
-8tate C1rct+its, Vol, SC
-14, P&L6°Dec, 1979, etc. are known.
第1図は並列比較型A/D変換器の構成の−例でN=3
の場合である。ここで、NはA/D変換器の有するビッ
ト数である。同図中10は電圧分圧器で複数の抵抗11
〜19で構成され、それらの抵抗間の接続点はそれぞれ
出力20〜26を形成している。抵抗11と抵抗19の
抵抗値はそれぞれ几/2、他の抵抗12〜18の抵抗値
はすべてRで、電圧分圧器10の全体の抵抗値は2NR
1すなわち8Rとなるように設定されている。また、電
圧分圧器10は基準電圧v8と接地電位GND間に接続
されている。さらに電圧分圧器10の複数の出力20〜
26は複数の比較器30〜36の比較基準入力端子にそ
れぞれ接続されている。50は位置検出論理回路で複数
のロジックケート40〜46で構成され、位置検出論理
回路50の出力はディジタル出力510〜512を持つ
符号変換回路51に接続されている。Figure 1 shows an example of the configuration of a parallel comparison type A/D converter with N=3.
This is the case. Here, N is the number of bits that the A/D converter has. In the figure, 10 is a voltage divider with multiple resistors 11
~19, and the connection points between these resistors form outputs 20-26, respectively. The resistance values of the resistor 11 and the resistor 19 are each Ⅰ/2, the resistance values of the other resistors 12 to 18 are all R, and the overall resistance value of the voltage divider 10 is 2NR.
1, that is, 8R. Further, the voltage divider 10 is connected between the reference voltage v8 and the ground potential GND. Furthermore, a plurality of outputs 20~ of the voltage divider 10
26 is connected to the comparison reference input terminals of the plurality of comparators 30 to 36, respectively. Reference numeral 50 denotes a position detection logic circuit, which is composed of a plurality of logic gates 40-46, and the output of the position detection logic circuit 50 is connected to a code conversion circuit 51 having digital outputs 510-512.
以下第1図に従って動作を説明する。The operation will be explained below according to FIG.
まず、アナログ入力電圧■8が異なった比較基準を持つ
複数の比較器30〜36に同時に印加される。First, analog input voltage (1) 8 is simultaneously applied to a plurality of comparators 30 to 36 having different comparison standards.
するとアナログ入力電圧vsが比較基準よシ大きい比較
器の出力は低レベル、すなわち“0”となり、逆にアナ
ログ入力電圧VSが比較基準よシ小さい比較器の出力は
高レベルすなわち“1″となる。従って、複数の比較器
30〜36はアナログ入力電圧V8の値によってその出
力が“0#になる比較器と“1”になる比較器に分けら
れる。そこで位置検出論理回路50は出力が“0”にな
っている比較器と“1”になっている比較器の境界を検
出し、ロジックゲート40〜46のうち境界に対応した
ゲートの出力を“1″とする。この位置検出論理回路5
0の出力を符号変換回路51によって符号化し、ディジ
タル出力を得ている。Then, the output of the comparator where the analog input voltage VS is higher than the comparison reference becomes a low level, that is, "0", and conversely, the output of the comparator whose analog input voltage VS is smaller than the comparison reference becomes a high level, that is, "1". . Therefore, the plurality of comparators 30 to 36 are divided into comparators whose output is "0#" and comparators whose output is "1" depending on the value of the analog input voltage V8. ” and the comparator that is “1” are detected, and the output of the gate corresponding to the boundary among the logic gates 40 to 46 is set to “1”. This position detection logic circuit 5
The output of 0 is encoded by a code conversion circuit 51 to obtain a digital output.
ところで、この並列比較方式は先に述べたように、A/
D変換器の有するビット数をNとすると2N−1個の比
較器を有し、Nを増して変換精度を上げるに従って数多
くの、例えばNを1増すごとに以前の約2倍の比較器を
必要とし、しかも高分解能を持った比較器を必要とする
ため、このような比較器は必然的に回路が複雑となシ並
列比較方式のA/D変換器をモノリシック集積回路化す
る場合にチップ面積や消費電力が増大するという欠点が
あった。By the way, as mentioned earlier, this parallel comparison method
Letting the number of bits of a D converter be N, it has 2N-1 comparators, and as N increases to improve conversion accuracy, the number of comparators increases.For example, each time N increases by 1, approximately twice as many comparators as before are installed. Moreover, since a comparator with high resolution is required, such a comparator inevitably has a complex circuit. This has the drawback of increasing area and power consumption.
本発明の目的は、基準電圧を供給する電圧分圧器を構成
する抵抗列の両端に位置する抵抗をそれぞれ可変とする
ことによってわずかの比較器を追加するだけでA/D変
換器の有するビット数Nを増すことができ、構成も簡単
でしかもMOSトランジスタ構造だけで構成されたモノ
リシック集積回路化に適した高分解能な並列比較形A/
D変換器を提供することにある。An object of the present invention is to increase the number of bits of an A/D converter by making variable the resistances located at both ends of a resistor string constituting a voltage divider that supplies a reference voltage. A high-resolution parallel comparison type A/
The purpose of the present invention is to provide a D converter.
本発明によるA/D変換器は、アナログ入力信号の入力
手段と、第1の基準電圧と第2の基準電圧との間に接続
された電圧分圧器と、前記電圧分圧器からの出力を比較
基準値とする複数の比較器と、前記比較器の出力を受け
る位置検出論理回路と、前記位置検出論理回路の出力を
受けてディジタル値に変換する符号変換回路とで構成さ
れた並列比較型A/D変換器において、ディジタル符号
化のための比較器とは別にオーバレンジ検出のための比
較器を有することを特徴とし、前記電圧分圧器が複数の
抵抗から成る抵抗列で構成され、しかも前記抵抗列の両
端に位置する抵抗の抵抗値がそれぞれ可変できるように
構成され、前記抵抗列の両端に位置する抵抗の抵抗値を
それぞれ変化させて複数回のA/D変換を行ない、それ
ら複数回のA/D変換結果を前記符号変換回路で合成す
ることにより高精度のA/D変換結果を得るようにした
ことを特徴とする。The A/D converter according to the present invention includes an input means for an analog input signal, a voltage voltage divider connected between a first reference voltage and a second reference voltage, and an output from the voltage voltage divider. A parallel comparison type A comprising a plurality of comparators used as reference values, a position detection logic circuit that receives the output of the comparator, and a code conversion circuit that receives the output of the position detection logic circuit and converts it into a digital value. The /D converter is characterized in that it has a comparator for over-range detection in addition to a comparator for digital encoding, and the voltage divider is constituted by a resistor string consisting of a plurality of resistors, and It is configured such that the resistance values of the resistors located at both ends of the resistor array can be varied, and A/D conversion is performed multiple times by changing the resistance values of the resistors located at both ends of the resistor array, respectively. The present invention is characterized in that a highly accurate A/D conversion result is obtained by combining the A/D conversion results of the above in the code conversion circuit.
以下図面に従って本発明の詳細について説明する。The details of the present invention will be explained below with reference to the drawings.
第2図は、本発明による並列比較型A/D変換器の構成
の一例でN=3、A=1の場合である。FIG. 2 shows an example of the configuration of a parallel comparison type A/D converter according to the present invention, where N=3 and A=1.
ここでNは本発明を実施する前のA/D変換器が有する
ビット数、Aは本発明を実施することによって増加した
ビット数である。同図中100は高圧分圧器で複数の抵
抗11〜19で構成され、それらの抵抗間の接続点はそ
れぞれ出力20〜27を形成している。抵抗11と抵抗
19はそれぞれ可変抵抗で、抵抗11の抵抗値は几/2
と几とに可変することができ、抵抗19の抵抗(INは
1モ/2と0とに可変することができ、しかも抵抗11
と抵抗19のそれぞれの抵抗値の和は常に凡となるよう
に可変される。他の抵抗12〜18の抵抗値はすべて凡
て、電圧分圧器100の全体の抵抗値は2N11.。Here, N is the number of bits that the A/D converter has before implementing the present invention, and A is the number of bits increased by implementing the present invention. In the figure, reference numeral 100 denotes a high-voltage voltage divider, which is composed of a plurality of resistors 11 to 19, and the connection points between these resistors form outputs 20 to 27, respectively. Resistor 11 and resistor 19 are each variable resistors, and the resistance value of resistor 11 is 几/2.
The resistance of resistor 19 (IN can be varied between 1 mo/2 and 0, and the resistance of resistor 11
The sum of the respective resistance values of the resistor 19 and the resistor 19 is always varied so as to be average. The resistance values of all other resistors 12-18 are all 2N11. .
すなわち8B、となるように設定されている。また、電
圧分圧器100は第1の基準電圧■8と第2の基準電圧
GND間に接続されている。さらに電圧分圧器100の
複数の出力20〜27は複数の比較器30〜37の比較
基準入力端子にそれぞれ接続されている。ところで、複
数の比較器のうち比較器37はオーバレンジ検出のため
に設けられている。150は位置検出論理回路で複数の
ロジックゲート40〜47で構成され、位置検出論理回
路150の出力はディジタル出力510〜513とオー
バレンジ出力514を持つ符号変換回路151に接続さ
れている。また、110はアナログ入力信号をサンプリ
ングするサンプリング回路で、サンプリングクロックf
8に従って動作する。In other words, it is set to 8B. Further, the voltage divider 100 is connected between the first reference voltage 8 and the second reference voltage GND. Furthermore, the plurality of outputs 20-27 of the voltage divider 100 are connected to comparison reference input terminals of the plurality of comparators 30-37, respectively. By the way, the comparator 37 among the plurality of comparators is provided for overrange detection. A position detection logic circuit 150 is composed of a plurality of logic gates 40 to 47, and the output of the position detection logic circuit 150 is connected to a code conversion circuit 151 having digital outputs 510 to 513 and an overrange output 514. Further, 110 is a sampling circuit that samples an analog input signal, and a sampling clock f
8.
以下第2図に従って動作を説明する。The operation will be explained below according to FIG.
まず、を正分圧器100を構成する抵抗列の両端の抵抗
、すなわち抵抗11の抵抗値を凡/2、抵抗19の抵抗
値を几/2にそれぞれ設定する。次に、アナログ入力電
圧■8をサンプリング回路110でサンプリングして一
定期間ホールドし、ホールドされたアナログ電圧がそれ
ぞれ異なった比較基準を持つ複数の比較器30〜37に
同時に印加される。するとホールドされたアナログ電圧
が比較基準より大きい比較器の出力は低レベル、すなわ
ち“O″となり、逆にホールドされたアナログ電圧が比
較基準よシ小さい比較器の出力は高レベル、すなわち“
1″となる。従って、複数の比較器30〜37はホール
ドされたアナログ電圧の値によって、その出力が“09
になる比較器と1“になる比較器とに分けられる。そこ
で位置検出論理回路150は、出力が“0″になってい
る比較器と“1”になっている比較器の境界を検出し、
ロジックゲート40〜47のうち境界に対応したゲート
の出力を“1″とする。この位置検出論理回路150の
出力を符号変換回路151で符号化し、3bitの分解
能を持つ第1の変換結果を得る。First, the resistances at both ends of the resistor string constituting the positive voltage divider 100, that is, the resistance value of the resistor 11 is set to about /2, and the resistance value of the resistor 19 is set to about /2. Next, the analog input voltage (1) 8 is sampled by the sampling circuit 110 and held for a certain period of time, and the held analog voltage is simultaneously applied to a plurality of comparators 30 to 37 each having a different comparison standard. Then, the output of the comparator whose held analog voltage is greater than the comparison reference becomes a low level, that is, "O", and conversely, the output of the comparator whose held analog voltage is smaller than the comparison reference becomes a high level, that is, "
Therefore, the output of the plurality of comparators 30 to 37 becomes "09" depending on the value of the held analog voltage.
The position detection logic circuit 150 detects the boundary between the comparator whose output is "0" and the comparator whose output is "1". ,
The output of the gate corresponding to the boundary among the logic gates 40 to 47 is set to "1". The output of this position detection logic circuit 150 is encoded by a code conversion circuit 151 to obtain a first conversion result having a resolution of 3 bits.
ところで、本発明によるA/D変換器ではオーバレンジ
検出用の比較器37を持つため、その人/D変換特性は
従来のA/D変換特性とは異なり、ディジタルコードが
変化する変換ステップが1つ多い。従って、全体の変換
特性は第3図Aに示すようにアナログ入力の(2n−1
)/ 16 (n=1.2・・・8)の各点でディジタ
ルコードが変化する第1の変換特性となる。By the way, since the A/D converter according to the present invention has a comparator 37 for overrange detection, its human/D conversion characteristics are different from conventional A/D conversion characteristics, and the number of conversion steps in which the digital code changes is 1. There are many. Therefore, the overall conversion characteristics of the analog input are (2n-1) as shown in Figure 3A.
)/16 (n=1.2...8) This is the first conversion characteristic in which the digital code changes at each point.
次に電圧分圧器100を構成する抵抗列の両端の抵抗、
すなわち抵抗11の抵抗値を几、抵抗19の抵抗値をO
にそれぞn設定する。このとき複数の比較器30〜37
には前記ホールドされたアナログ電圧が印加されたまま
であるから、それぞれの比較器の比較基準だけが変化し
たことになる。この状態で前回と同様の変換動作をくり
かえして3bitの分解能を持つ第2の変換結果を得る
。このときの変換特性は第3図Bに示すようにアナログ
入力の2n/16 (n=1.2・・・8)の各点でデ
ィジタルコードが変化する第2の変換特性となる。Next, the resistances at both ends of the resistor string configuring the voltage divider 100,
In other words, the resistance value of resistor 11 is 几, and the resistance value of resistor 19 is 0.
Set n for each. At this time, a plurality of comparators 30 to 37
Since the held analog voltage remains applied to , only the comparison reference of each comparator has changed. In this state, the same conversion operation as the previous one is repeated to obtain a second conversion result with a resolution of 3 bits. The conversion characteristic at this time becomes a second conversion characteristic in which the digital code changes at each point of 2n/16 (n=1.2...8) of the analog input, as shown in FIG. 3B.
符号変換回路151はこれら第1の変換結果と第2の変
換結果を合成することによって、第3図CK示す変換特
性を持つ4bitのディジタル信号を出力端子510〜
513に出力する。これは、電圧分圧器を構成する抵抗
列の両端の抵抗の抵抗値を可変とすることで、電圧分圧
器が従来の電圧分圧器に比べて2倍の数の、しかも等間
隔で増加する比較基準を作り出すことができるために可
能となる。また、符号変換回路151は第2の変換結果
を受けた時に、オーバレンジ検出のための比較器37の
出力が低レベル、すなわち“0”になっていたらホール
ドされたアナログ電圧が基準電圧VRよシ大きいと判断
し、オーバレンジ信号を出力端子514に出力する。The code conversion circuit 151 combines the first conversion result and the second conversion result to output a 4-bit digital signal having the conversion characteristics shown in FIG.
513. This is because by making the resistance values of the resistors at both ends of the resistor string that makes up the voltage divider variable, the number of voltage dividers increases by twice as many as in a conventional voltage divider, and at equal intervals. This is possible because standards can be created. Further, when the code conversion circuit 151 receives the second conversion result, if the output of the comparator 37 for overrange detection is at a low level, that is, "0", the held analog voltage is higher than the reference voltage VR. It is determined that the overrange signal is large, and an overrange signal is output to the output terminal 514.
以上説明してきたように、本来3b1【の分解能しか持
たない並列比較型A/D変換器において、電圧分圧器を
構成する抵抗列の両端の抵抗の抵抗値をそれぞれ2値の
可変とし、さらにオーバレンジを検出のための比較器を
1個追加し、位置検出論理回路及び符号変換回路を変更
するだけで分解能が1bit増えて合計4 bitの、
しかもオーツくレンジ検出機能を持った並列比較型A/
D変換器とすることができる。また、電圧分圧器を構成
する抵抗列の両端の抵抗の抵抗値を2値の可変とするた
めには、抵抗11は第4図(alに、抵抗19は第4図
(b)にそれぞれ示すように、他の抵抗12〜18と同
じ抵抗値几を持つ抵抗「とスイッチSWとだけで構成さ
れた回路を用いることができる。As explained above, in a parallel comparison type A/D converter that originally only has a resolution of 3b1, the resistance values of the resistors at both ends of the resistor string constituting the voltage divider are made variable in two values, and By simply adding one comparator to detect the range and changing the position detection logic circuit and code conversion circuit, the resolution increases by 1 bit, resulting in a total of 4 bits.
Moreover, the parallel comparison type A/ has an automatic range detection function.
It can be a D converter. In addition, in order to make the resistance values of the resistors at both ends of the resistor string constituting the voltage divider variable in two values, the resistor 11 is shown in FIG. 4 (al), and the resistor 19 is shown in FIG. 4 (b). In this way, a circuit consisting only of a resistor having the same resistance value as the other resistors 12 to 18 and the switch SW can be used.
ところで、これまでは本発明を実施する前の並列比較型
A/D変換器が有するビット数Nを3として説明してき
たが、Nが任意の整数値をとることができるのは明らか
である。また、これまでは電圧分圧器を構成する抵抗列
の両端の抵抗の抵抗値を2値の可変とすることで説明し
てきたが、4値の可変として4回の変換結果を合成する
ことによ、92bit増え、8値の可変として8回の変
換結果を合成することによp 3 bit増えるという
ように、一般に2A値の可変として2A回の変換結果を
合成することによ[Abit増えることは明らかである
。このとす、電圧分圧器を構成する抵抗列の両端に位置
する抵抗のうち最下端、すなわち第2の基準電圧に接続
されている抵抗の抵抗値は他の抵抗の抵抗値をRとする
と
(2A−k)・几/2A(k=o、1.2・・・・・・
2A−1)のように可変すれは良く、最上端、すなわち
第1の基準電圧に接続されている抵抗の抵抗値はに−R
/2A(k=0.1.2・・・・・・2A−1)のよう
に可変すれは良い。ここでAは本発明を実施することに
よって増加したビット数で、任意の整数値とすることが
できる。Incidentally, although the description has been made so far assuming that the number of bits N that the parallel comparison type A/D converter has before implementing the present invention is 3, it is clear that N can take any integer value. Also, so far we have explained that the resistance values of the resistors at both ends of the resistor string that make up the voltage divider are variable in two values, but by combining the results of four conversions as variable in four values. , 92 bits increase, p 3 bits increase by combining the conversion results of 8 times as 8-value variables, and in general, [Abit increases by combining 2A conversion results as 2A value variables it is obvious. Assuming this, the resistance value of the lowest end of the resistors located at both ends of the resistor string that constitutes the voltage divider, that is, the resistor connected to the second reference voltage, is the resistance value of the other resistors, where R is 2A-k)・几/2A(k=o, 1.2...
2A-1), the resistance value of the resistor connected to the top end, that is, the first reference voltage, is -R.
/2A (k=0.1.2...2A-1) is fine. Here, A is the number of bits increased by implementing the present invention, and can be any integer value.
第5図は本発明の他の実施例でN=2. A=2の場合
である。ここでNは本発明を実施する前のA/D変換器
が有するビット数、Aは本発明を実施することによって
増加したビット数である。同図中100は電圧分圧器で
複数の抵抗11〜16及び19で構成され、それらの抵
抗間の接続点はそれぞれ出力20〜23を形成している
。抵抗12と抵抗16の抵抗値は共にR/2で、抵抗1
3〜15の抵抗値はすべてRである。抵抗11と抵抗1
9はその抵抗値は60Rと103几と69 nとIRと
に可変ずることかでき、しかも抵抗11と抵抗19のそ
れぞれの抵抗値の和が6OR,28R,121(,4几
のいずれかになるように可変される。従って、電圧分圧
器100の全体の抵抗値は641(、,32R,16)
?、。FIG. 5 shows another embodiment of the present invention in which N=2. This is the case when A=2. Here, N is the number of bits that the A/D converter has before implementing the present invention, and A is the number of bits increased by implementing the present invention. In the figure, reference numeral 100 denotes a voltage divider, which is composed of a plurality of resistors 11 to 16 and 19, and the connection points between these resistors form outputs 20 to 23, respectively. The resistance values of resistor 12 and resistor 16 are both R/2, and resistor 1
All resistance values from 3 to 15 are R. Resistor 11 and Resistor 1
The resistance value of 9 can be changed to 60R, 103, 69n, and IR, and the sum of the resistance values of resistor 11 and resistor 19 is 6OR, 28R, 121 (, 4). Therefore, the overall resistance value of the voltage divider 100 is 641(,,32R,16)
? ,.
8Rのいずれかとなる。従って、電圧分圧器100を構
成する抵払列の両端の抵抗、すなわち抵抗11の抵抗値
をOR,抵抗19の抵抗値を60凡にそれぞれ設定して
電圧分圧器100の全体の抵抗値を64几とすると、変
換特性は第6図Aに示す第1の変換特性となり、また、
抵抗11の抵抗値を3−R1抵抗19の抵抗値を103
几にそれぞれ設定して電圧分圧器100の全体の抵抗値
を32Rとすると、変換特性は第6図Bに示す第2の変
換特性となシ、ステップの幅は第1の変換特性の2倍と
なる。以下抵抗11と抵抗19の抵抗値をそれぞれ順次
変えることKより変換特性は第6図Cに示す第3の変換
特性、第6図りに示す第4の変換特性のようになり、ス
テップの幅も第1の変換特性のそれぞれ4倍、8倍とな
る。従って、全体の変換特性は第6図に示すように4b
it分解能を持つ非線形な特性となる。It will be one of 8R. Therefore, by setting the resistance values of the resistors at both ends of the voltage divider array that constitute the voltage divider 100, that is, the resistance values of the resistor 11, to be OR, and the resistance value of the resistor 19 to approximately 60, the overall resistance value of the voltage divider 100 is set to 64.几, the conversion characteristic becomes the first conversion characteristic shown in FIG. 6A, and
The resistance value of resistor 11 is 3 - R1 The resistance value of resistor 19 is 103
If the overall resistance value of the voltage divider 100 is set to 32R, the conversion characteristic will be the second conversion characteristic shown in FIG. 6B, and the step width will be twice that of the first conversion characteristic. becomes. By sequentially changing the resistance values of the resistor 11 and the resistor 19, the conversion characteristics become as shown in the third conversion characteristic shown in Fig. 6C and the fourth conversion characteristic shown in Fig. 6, and the step width is also changed. They are four times and eight times the first conversion characteristic, respectively. Therefore, the overall conversion characteristic is 4b as shown in Figure 6.
It becomes a nonlinear characteristic with IT resolution.
また電圧分圧器100の複数の出力20〜23は複数の
比較器30〜33の比較基準入力端子にそれぞれ接続さ
れている。ところで比較器33はオーバレンジ検出のた
めに設けられている。150は位置検出論理回路で複数
のロジックゲート40〜43で構成され、位置検出論理
回路150の出力はディジタル出力510〜513とオ
ーバレンジ出力514とを持つ符号変換回路151に接
続されている。また、110はアナログ入力信号をサン
プリングするサンプリング回路で、サンプリングクロッ
クf8に従って動作する。Further, the plurality of outputs 20 to 23 of the voltage divider 100 are connected to comparison reference input terminals of the plurality of comparators 30 to 33, respectively. By the way, the comparator 33 is provided for overrange detection. A position detection logic circuit 150 is composed of a plurality of logic gates 40 to 43, and the output of the position detection logic circuit 150 is connected to a code conversion circuit 151 having digital outputs 510 to 513 and an overrange output 514. Further, 110 is a sampling circuit that samples the analog input signal, and operates according to the sampling clock f8.
以下、第5図に従って動作を説明する。まず、抵抗11
をOR%抵抗19の抵抗を60几にそれぞれ設定して第
1の変換を行ない2bitの分解能を持つ第1の変換結
果を得る。第1の変換でオーバレンジが検出されたら、
抵抗11の抵抗値を旦几に、抵抗19の抵抗値を4几に
それぞれ設定して第2の変換を行ない、2bitの分解
能を持つ第2の変換結果を得る。第2の変換でオーバレ
ンジが検出されなければ、符号変換回路151は第1の
変換結果と第2の変換結果とを合成することにより4b
itのディジタル信号を出力端子510〜513に出力
する。逆に第2の変換でオーバレンジが検出されれば、
抵抗11の抵抗値をT[に1抵抗19の抵抗値を69R
にそれぞれ設定して変換をくり返す。このように、抵抗
11と抵抗19の抵抗値を順次変えなからオーバレンジ
が検出されなくなるまで変換をくシ返すことによシ第6
図に示す変換特性を持つ4 bitの分解能を持つ非線
形なA/D変換を行なうことができる。またオーバレン
ジ検出のための比較器を持つことで各変換とその次の変
換との接続がスムーズに行なわれる。The operation will be explained below according to FIG. First, resistor 11
The first conversion is performed by setting the resistance of the OR% resistor 19 to 60, respectively, to obtain a first conversion result having a resolution of 2 bits. If an overrange is detected in the first conversion,
A second conversion is performed by setting the resistance value of the resistor 11 to one value and the resistance value of the resistor 19 to four values to obtain a second conversion result having a resolution of 2 bits. If no overrange is detected in the second conversion, the code conversion circuit 151 converts the first conversion result and the second conversion result into 4b.
It outputs the digital signal of it to output terminals 510-513. Conversely, if overrange is detected in the second conversion,
Set the resistance value of resistor 11 to T[1 and set the resistance value of resistor 19 to 69R.
Set each and repeat the conversion. In this way, by sequentially changing the resistance values of resistor 11 and resistor 19 and repeating the conversion until no overrange is detected, the sixth
Nonlinear A/D conversion with 4-bit resolution can be performed with the conversion characteristics shown in the figure. Also, by having a comparator for overrange detection, each conversion can be smoothly connected to the next conversion.
ところで、第5図において抵抗11と抵抗12とをまと
めて1つの抵抗11′とし、抵抗16と抵抗19とをま
とめて1つの抵抗19′として抵抗11′と抵抗19′
とをそれぞれ可変抵抗とすることができ、また、抵抗1
1と抵抗19、もしくは抵抗11′と抵抗19′の抵抗
値の変化のやり方を変えることによって異なった変換特
性が得られるのは言うまでもない。By the way, in FIG. 5, the resistors 11 and 12 are combined into one resistor 11', and the resistors 16 and 19 are combined into one resistor 19', and the resistors 11' and 19'
and can be made variable resistances, respectively, and the resistance 1
It goes without saying that different conversion characteristics can be obtained by changing the way the resistance values of resistor 1 and resistor 19 or resistor 11' and resistor 19' are changed.
これまでに説明してきたように、本発明は従来の並列比
較型A/D変換器のように、分解能を1bit増すごと
に以前の約2倍の比較器を必要とすることもなり、シか
も他に特殊な回路を必要としないため、比較的構成の簡
単な、モノリシック集積回路として構成することが容易
な並列比較型A/D変換器を提供でき、本発明のもたら
す効果は非常に大きい。As explained above, the present invention, like the conventional parallel comparison type A/D converter, requires about twice as many comparators as before for each bit of increase in resolution. Since no other special circuit is required, it is possible to provide a parallel comparison type A/D converter that is relatively simple and easy to configure as a monolithic integrated circuit, and the effects of the present invention are very large.
第1図は従来の並列比較方式によるA/D変換器の一例
を示す回路図、第2図は本発明による並列比較型A/D
変換器の回路図、第3図は第2図に示す並列比較型A/
D変換器の変換特性を示す図、第4図は可変抵抗の構成
の一例を示す回路図、第5図は本発明による並列比較型
A/D変換器の他の実施例を示す回路図、第6図は第5
図に示す並列比較型A/D変換器の変換特性を示す図で
ある。
なお同図中において
10、100 ・・・・・・・・・電圧分圧器11〜
19 ・・・・・・・・・抵抗
30〜37 ・・・・・・・・・比較器50.150
・・・・・・・・・位置検出論理回路51.151
・・・・・・・・・符号変換回路110 ・・・
・・・・・・カップリング回路である。
代理人 弁理士 内 原 五
目、
VRVs Vcc
第1図
VRV5 y6
72図
オーバ゛レンゾ
ア70り゛入力
第3図
tz
(a) (b)第4図
VRVs VC
75図FIG. 1 is a circuit diagram showing an example of an A/D converter using a conventional parallel comparison method, and FIG. 2 is a circuit diagram showing an example of a parallel comparison type A/D converter according to the present invention.
The circuit diagram of the converter, Figure 3, is the parallel comparison type A/
FIG. 4 is a circuit diagram showing an example of the configuration of a variable resistor; FIG. 5 is a circuit diagram showing another embodiment of the parallel comparison type A/D converter according to the present invention; Figure 6 is the 5th
It is a figure which shows the conversion characteristic of the parallel comparison type A/D converter shown in a figure. In addition, in the same figure, 10, 100 ...... voltage divider 11 ~
19 ......Resistance 30-37 ......Comparator 50.150
......Position detection logic circuit 51.151
...... Code conversion circuit 110 ...
......It is a coupling circuit. Agent Patent Attorney Gomoku Uchihara, VRVs Vcc Figure 1 VRV5 y6 Figure 72 Over lens 70 input Figure 3 tz (a) (b) Figure 4 VRVs VC Figure 75
Claims (1)
と第2の基準電圧間に複数の直列に接続された抵抗のそ
れぞれの接続点からの出力を比較基準値として前記アナ
ログ入力信号との大小を比較する複数の比較器と、前記
複数の比較器の出力を受ける位置検出論理回路と、前記
位置検出論理回路の出力を受ける符号変換回路とで構成
された並列比較型アナログ−ディジタル変換器において
、前記抵抗列の両端に位置する抵抗値がそれぞれ可変で
きるように構成され、しかも前記抵抗列の両端に位置す
る抵抗の抵抗値をそれぞれ変化させて複数回のアナログ
−ディジタル変換を行ない、それら複数回のアナログ−
ディジタル変換結果を符号変換回路で合成することを特
徴とする並列比較型アナログ−ディジタル変換器。(1) An input means for an analog input signal, and outputs from respective connection points of a plurality of resistors connected in series between the first reference voltage and the second reference voltage are compared with the analog input signal as a reference value. A parallel comparison type analog-to-digital conversion device comprising a plurality of comparators for comparing the magnitudes of , a position detection logic circuit that receives the outputs of the plurality of comparators, and a code conversion circuit that receives the outputs of the position detection logic circuits. The resistor is configured such that the resistance values located at both ends of the resistor string can be varied, and the resistance values of the resistors located at both ends of the resistor string are changed to perform analog-to-digital conversion multiple times, Those multiple analogs
A parallel comparison type analog-to-digital converter characterized in that digital conversion results are synthesized by a code conversion circuit.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29695285A JPS62155621A (en) | 1985-12-27 | 1985-12-27 | Analog-digital converter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29695285A JPS62155621A (en) | 1985-12-27 | 1985-12-27 | Analog-digital converter |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62155621A true JPS62155621A (en) | 1987-07-10 |
Family
ID=17840306
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP29695285A Pending JPS62155621A (en) | 1985-12-27 | 1985-12-27 | Analog-digital converter |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS62155621A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0194725A (en) * | 1987-10-06 | 1989-04-13 | Nec Corp | Ad converter |
JPH01135812U (en) * | 1988-03-11 | 1989-09-18 |
-
1985
- 1985-12-27 JP JP29695285A patent/JPS62155621A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0194725A (en) * | 1987-10-06 | 1989-04-13 | Nec Corp | Ad converter |
JPH01135812U (en) * | 1988-03-11 | 1989-09-18 |
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