FR2522904A1 - METHOD AND DEVICE FOR RAPID ANALOGUE-DIGITAL CONVERSION - Google Patents

METHOD AND DEVICE FOR RAPID ANALOGUE-DIGITAL CONVERSION Download PDF

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FR2522904A1
FR2522904A1 FR8303421A FR8303421A FR2522904A1 FR 2522904 A1 FR2522904 A1 FR 2522904A1 FR 8303421 A FR8303421 A FR 8303421A FR 8303421 A FR8303421 A FR 8303421A FR 2522904 A1 FR2522904 A1 FR 2522904A1
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bits
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analog
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FR8303421A
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Donald Jon Sauer
John Armer
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RCA Corp
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RCA Corp
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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
    • H03M1/42Sequential comparisons in series-connected stages with no change in value of analogue signal

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Analogue/Digital Conversion (AREA)

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN DISPOSITIF DE CONVERSION ANALOGIQUE-NUMERIQUE POUR LA PRODUCTION D'UN MOT NUMERIQUE REPRESENTATIF DU NIVEAU D'UN SIGNAL ANALOGIQUE. SELON L'INVENTION, IL COMPREND UNE SOURCE 114 DE SIGNAUX D'HORLOGE; UN MOYEN D'ECHANTILLONNAGE 112; DES COMPARATEURS C1, C2, C4, C8; DES MOYENS DE STOCKAGE SR2, SR4, SR8 ET DES CONVERTISSEURS DAC1, DAC2, DAC3 ET DAC4 AINSI QUE DES MOYENS B1, B2, B4 ET B8 DEVELOPPANT LE MOT NUMERIQUE. L'INVENTION S'APPLIQUE NOTAMMENT AUX CONVERTISSEURS ANALOGIQUES-NUMERIQUES RAPIDES.THE INVENTION RELATES TO AN ANALOGUE-DIGITAL CONVERSION DEVICE FOR THE PRODUCTION OF A DIGITAL WORD REPRESENTATIVE OF THE LEVEL OF AN ANALOGUE SIGNAL. ACCORDING TO THE INVENTION, IT INCLUDES A SOURCE 114 OF CLOCK SIGNALS; A SAMPLING MEANS 112; COMPARATORS C1, C2, C4, C8; STORAGE MEANS SR2, SR4, SR8 AND DAC1, DAC2, DAC3 AND DAC4 CONVERTERS AS WELL AS B1, B2, B4 AND B8 MEANS DEVELOPING THE DIGITAL WORD. THE INVENTION APPLIES IN PARTICULAR TO FAST ANALOGUE-DIGITAL CONVERTERS.

Description

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La présente invention se rapporte à des convertis-  The present invention relates to converts

seurs analogiques-numériques et en particulier à des convertisseurs analogiques-numériques o les bits du mot  analog-to-digital and especially to analog-to-digital converters o the word bits

numérique sont développés séquentillement.  are developed sequentially.

L'allure à laquelle des signaux analogiques peuvent être convertis en mots numériques correspondants est limitée  The pace at which analog signals can be converted into corresponding digital words is limited

par la vitesse à laquelle peuvent être faites les comparai-  the speed with which comparisons can be made

sons des signaux On dispose actuellement de convertisseurs analogiquesnumériques (ADC) o des conversions très rapides sont obtenues par "conversion éclair" Dans un convertisseur éclair, un comparateur est employé pour chaque état possible de sortieet un nombre égal de tensions analogiques de comparaison doit être développé Ainsi, un ADC à N bits nécessite 2 N-1 comparateurs et 2 N-1 tensions de comparaison Par exemple, un convertisseur éclair à huit bits nécessite 255 comparateurs dont chacun compare le signal analogique à une portion m/256 de la tension de  Sounds of Signals At the moment, there are digital analog converters (ADCs) where very fast conversions are obtained by "flash conversion." In a flash converter, a comparator is employed for each possible output state and an equal number of analogue comparator voltages must be developed. Thus, an N-bit ADC requires 2 N-1 comparators and 2 N-1 comparator voltages. For example, an eight-bit flash converter requires 255 comparators, each of which compares the analog signal to an m / 256 portion of the voltage.

référence (o m est un nombre entier entre 1 et 255 inclus).  reference (where m is an integer between 1 and 255 inclusive).

Des circuits logiques numériques de combinaison développent  Digital Combination Logic Circuits Develop

le mot numérique à huit bits résultant des niveaux numé-  the eight-bit numeric word resulting from the numeric

riques à la sortie des 255 comparateurs.  at the exit of the 255 comparators.

Les convertisseurs éclairs développent un nouvel échantillon numérique pour chaque cycle d'une horloge d'échantillonnage Comme ils nécessitent autant de  The flash converters develop a new digital sample for each cycle of a sampling clock as they require as much

comparateurs et de tensions de comparaison, les convertis-  comparators and comparator voltages, converts

seurs éclairs ont tendance à nécessiter de très grandes surfaces sur un circuit intégré Cela a tendance à rendre le circuit intégré plus coûteux et plus difficile à produire De tels convertisseurs analogiquesnumériques éclairs peuvent également nécessiter des quantités sensibles  Lightning tends to require very large areas on an integrated circuit. This tends to make the integrated circuit more expensive and more difficult to produce. Such flash digital analog converters may also require significant quantities.

de courant électrique pour fonctionner.  of electric current to operate.

Par ailleurs, des ADC à approximation successive ne nécessitent qu'un comparateur et déterminent le mot numérique à raison d'un bit à la fois Tandis que les bits sont déterminés, ils sont appliqués à un convertisseur  Moreover, successive approximation ADCs only require one comparator and determine the digital word one bit at a time. While the bits are determined, they are applied to a converter.

numérique-analogique (DAC) dans une connexion de contre-  Digital-Analog (DAC) in a counter-connection

réaction pour développer la tension de comparaison pour le  reaction to develop the comparison voltage for the

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bit suivant Les ADC à approximation successive sont bien plus lents que les convertisseurs éclairs parce qu'il faut N cycles d'horloge pour chaque conversion complète, avec pour résultat que la fréquence de conversion n'est que de 1/Ncbafréquence d'horloge. Par conséquent, il est nécessaire de trouver un ADC, nécessitant moins de comparateurs et de tensions de comparaison tout en produisant encore un nouvel échantillon  next bit The successive approximation ADCs are much slower than the flash converters because N clock cycles are required for each complete conversion, with the result that the conversion frequency is only 1 / Ncbclock frequency. Therefore, it is necessary to find an ADC, requiring fewer comparators and comparison voltages while still producing a new sample

numérique pour chaque cycle de l'horloge d'échantillonnage.  digital for each cycle of the sampling clock.

En conséquence, le dispositif de conversion  As a result, the conversion device

analogique-numérique selon l'invention comprend un disposi-  analog-digital device according to the invention comprises a device

tif d'échantillonnage, pour produire, à ses sorties, des échantillons d'un signal analogique retardé en réponse à un signal d'horloge Un dispositif de stockage reçoit les  sampling device, to produce, at its outputs, samples of a delayed analog signal in response to a clock signal. A storage device receives the

signaux de bitsproduits par un certain nombre de compara-  bit signals produced by a number of comparisons

teurs en réponse aux signaux analogiques échantillonnés et aux signaux respectifs de référence Les signaux de référence sont développés en réponse aux signaux stockés de bits Un dispositif de sortie développe le mot numérique  in response to the sampled analog signals and the respective reference signals Reference signals are developed in response to the stored bit signals An output device develops the digital word

à partir des signaux de bitsdéveloppés par les comparateurs.  from the bit signals developed by the comparators.

L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci  The invention will be better understood, and other purposes, features, details and advantages thereof

apparaîtront plus clairement au coursde la description  will become clearer in the description

explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant plusieurs modes de réalisation de l'invention et dans lesquels: les figures 1 et 5 sont des schémas partiellement  following explanatory reference made with reference to the accompanying schematic drawings given solely by way of example illustrating several embodiments of the invention and in which: Figures 1 and 5 are diagrams partially

sous forme de schéma-bloc, d'un dispositif selon l'inven-  in the form of a block diagram, of a device according to the invention

tion; les figures 2 et 7 montrent des formes d'onde de signaux utiles à la compréhension du fonctionnement des dispositifsdes figures 1 et 5, respectivement; la figure 3 est un schéma d'une partie du dispositif de la figure 1; la figure 4 est un organigramme se rapportant au fonctionnement du dispositif de la figure 1; et la figure 6 est un schéma représentant les niveaux d'énergie d'électrons sous une électrode de porte  tion; Figures 2 and 7 show signal waveforms useful for understanding the operation of the devices of Figures 1 and 5, respectively; Figure 3 is a diagram of part of the device of Figure 1; Fig. 4 is a flow chart relating to the operation of the device of Fig. 1; and Fig. 6 is a diagram showing the energy levels of electrons under a gate electrode

flottante dans le dispositif de la figure 5.  floating in the device of Figure 5.

Dans le mode de réalisation donné à titre d'exemple d'un dispositif comprenant le convertisseur analogique-numérique (ADC) de la présente invention que  In the exemplary embodiment of a device comprising the analog-to-digital converter (ADC) of the present invention that

l'on peut voir sur la figure 1, une conversion analogique-  we can see in Figure 1, an analog conversion-

numérique à quatre bits est accomplie dans une période de temps définie par quatre cycles d'un signal d'horloge d'échantillonnage CS Pendant tout cycle d'horloge, un mot numérique à quatre bits développé aux bornes de sortie des bits en parallèle Bl à B 8 est développé, qui représente la grandeur du signal analogique qui a été appliqué à la borne d'entrée de signaux vidéo analogiques 110 quatre  Four-bit digital is performed in a time period defined by four cycles of a sampling clock signal CS During any clock cycle, a four-bit digital word developed at the output terminals of the parallel bits B1 to B 8 is developed, which represents the magnitude of the analog signal that has been applied to the input terminal of analog video signals 110 four

cycles d'horloge plus tôt dans le temps.  clock cycles earlier in time.

Bien que quatre cycles d'horloge soient requis pour accomplir une conversion numérique-analogique, les échantillons numériques de sortie sont développés aux bornes de sortie Bl à B 8 à la fréquence de récurrence du signal d'horloge Cela est dé au fait que pendant tout cycle d'horloge, quatre conversions sont accomplies, c'est-à-dire que quatre comparaisons séparées sont faites en parallèle pour développer: le bit le plus important (MSB) de l'échantillon de valeur analogique la plus récente, le second MSB de l'échantillon de valeur analogique la seconde plus récente, le troisième MSB de l'échantillon de valeur analogique la troisième plus récente et le bit le moins important (LSB) de l'échantillon de la valeur  Although four clock cycles are required to perform a digital-to-analog conversion, the digital output samples are developed at the output terminals B1-B8 at the clock signal recurrence frequency. This is due to the fact that throughout clock cycle, four conversions are performed, ie four separate comparisons are made in parallel to develop: the most significant bit (MSB) of the most recent analog value sample, the second MSB of the analog value sample the second most recent, the third MSB of the analog value sample the third most recent and the least significant bit (LSB) of the sample value

analogique la quatrième plus récente.  analogue the fourth most recent.

Le fonctionnement détaillé du ADC de la figure 1 sera décrit en se référant aux formes d'onde de signaux de la figure 2 Le générateur 114 de signaux d'horloge d'échantillonnage développe des signaux d'horloge CS ayant une phase 01 que l'on peut voir sur la figure 2 b et une phase 02 qui est l'inversion de la phase 01 Une ligne à retard analogique à prises 112 est un dispositif de transfert de charge métal-oxyde semi-conducteur avec au moins quatre prises de sortie également espacées d'un  The detailed operation of the ADC of FIG. 1 will be described with reference to the signal waveforms of FIG. 2 The sample clock generator 114 develops CS clock signals having a phase 01 which the it can be seen in Figure 2b and a phase 02 which is the inversion of the phase 01 An analog delay line with sockets 112 is a metal-oxide semiconductor charge transfer device with at least four outlets also spaced apart

temps d'horloge d'échantillonnage sur le dispositif.  Sampling clock time on the device.

La ligne à retard 112 échantillonne le signal analogique présent à la borne d'entrée 110 pendant le temps o le signal d'horloge 01 est haut en chargeant un  The delay line 112 samples the analog signal present at the input terminal 110 during the time when the clock signal 01 is high by charging a

premier noeud interne à la tension du signal analogique.  first internal node to the voltage of the analog signal.

Quand la phase 01 devient basse et que la phase 02 devient haute, la charge au premier noeud interne est transférée à un second noeud interne La ligne à retard 112 comprend un certain nombre de ces premier et second noeuds internes le long desquels  When the phase 01 becomes low and the phase 02 becomes high, the load at the first internal node is transferred to a second internal node. The delay line 112 comprises a number of these first and second internal nodes along which

la charge est transférée en réponse au signal d'horloge CS.  the load is transferred in response to the clock signal CS.

Comme chaque prise de sortie reçoit le signal analogique échantillonné de l'un des premiers noeuds internes lorsque la phase d'horloge 01 est haute et d'un second noeud interne correspondant quand la phase 02 est haute, le signal analogique échantillonné produit à chaque prise de sortie  Since each output socket receives the sampled analog signal from one of the first internal nodes when clock phase 01 is high and a corresponding second internal node when phase 02 is high, the sampled analog signal produces at each tap Release

est présent pendant les deux moitiés du cycle d'horloge.  is present during both halves of the clock cycle.

L'échantillon de tension analogique "se déplace" à travers les prises Tl à T 4 en réponse à des cycles successifs du  The analog voltage sample "moves" through the taps T1 to T4 in response to successive cycles of the

signal d'horloge CS.CS clock signal.

Par suite, la valeur analogique pendant un premier cycle d'horloge est, en réalité, échantillonnée et maintenue à la première prise Tl pendant ce cycle d'horloge, à la seconde prise T 2 pendant le second cycle, à la troisième prise T 3 pendant le troisième cycle d'horloge et ainsi de suite Le signal analogique donné à titre d'exemple est représenté sur la figure 2 a à une valeur de " 7 "t pendant le cycle d'horloge 2, une valeur de " 14 " pendant le cycle d'horloge 3 et une valeur de " O " pendant les cycles d'horloge 1 et 4 à 7 La séquence des valeurs échantillonnées correspondant à ce signal analogique est développée à la prise Tl, comme le montre la figure 2 c, et progresse le long de la ligne à retard 112 jusqu'aux prises successives T 2, T 3 et T 4, comme le montrent les figures 2 d, 2 e et 2 f respectivement, à des cycles successifs  As a result, the analog value during a first clock cycle is, in fact, sampled and held at the first tap T1 during this clock cycle, at the second tap T 2 during the second cycle, at the third tap T 3 during the third clock cycle and so on. The analog signal given as an example is shown in Fig. 2a at a value of "7" t during clock cycle 2, a value of "14" for the clock cycle 3 and a value of "O" during the clock cycles 1 and 4 to 7 The sequence of the sampled values corresponding to this analog signal is developed at the tap T1, as shown in FIG. 2c, and progresses along the delay line 112 to the successive taps T 2, T 3 and T 4, as shown in FIGS. 2 d, 2 e and 2 f respectively, at successive cycles

de l'horloge d'échantillonnage CS.of the CS sampling clock.

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Le LSB de l'échantillon numérique a un poids de 2 O= 1, le bit suivant un poids de 21 = 2 et ainsi de suite jusqu'au MSB qui a un poids de 23 = 8 Pour la facilité de  The LSB of the digital sample has a weight of 2 O = 1, the bit following a weight of 21 = 2, and so on until the MSB has a weight of 23 = 8.

la description qui suit, des comparateurs C, des registres  the following description, comparators C, registers

à décalage SR, des bornes de bitsde sortie B et des convertisseurs numériques-analogiques DAC sont désignés par un suffixe numérique correspondant au poids décimal du bit qu'ils sont employés à développer Par exemple, C 8, SR-8, B 8 et DAC-8 développent le MSB qui a un poids de 8  with SR offset, output bit terminals B and digital-to-analog converters DAC are designated by a numerical suffix corresponding to the decimal weight of the bit they are used to develop. For example, C 8, SR-8, B 8 and DAC -8 develop the MSB which has a weight of 8

dans le système à quatre bits décrit ici à titre d'exemple.  in the four-bit system described here by way of example.

Quatre comparateurs C 8, C 4, C 2 et C 1 reçoivent les valeurs analogiques échantillonnées des prises T 1, T 2, T 3 et T 4 respectivement, de la ligne à retard 112 à leur borne d'entrée directe Le comparateur C 8 détermine le MSB, C 4 le second MSB, C 2 le troisième MSB, et C 1 le LSB des échantillons numériques Chaque comparateur reçoit à sa borne d'entrée inverse une tension de comparaison développée à partir d'un mot numérique de comparaison Pour chaque comparateur, le mot numérique comprend un niveau haut(" 1 ") à la position du bit à déterminer, un niveau bas ("O O ")pour toutes les positions des bits moins importants (s'il y en a) et la valeur des bits réelle (" 1 " ou " O ") pour toutes les positions des bits plus importants (s'il y en a) Dans le cas présent, les valeurs réelles des bits sont les valeurs des bits d'un mot numérique qui ont été développéespendant des cycles précédents de l'horloge d'échantillonnage comme  Four comparators C 8, C 4, C 2 and C 1 receive the sampled analog values of the taps T 1, T 2, T 3 and T 4, respectively, from the delay line 112 to their direct input terminal. The comparator C 8 determines the MSB, C 4 the second MSB, C 2 the third MSB, and C 1 the LSB of the digital samples Each comparator receives at its inverse input terminal a comparison voltage developed from a digital comparison word For each comparator, the digital word includes a high level ("1") at the position of the bit to be determined, a low level ("OO") for all the positions of the less significant bits (if any) and the value of the actual bits ("1" or "O") for all the positions of the larger bits (if any) In this case, the actual values of the bits are the bit values of a digital word that have been developed during previous cycles of the sampling clock as

faisant partie du processus de conversion séquentielle.  part of the sequential conversion process.

A cette fin, les signaux de bitsà la sortie du comparateur sont stockés dans des registres à décalage SR-8, SR-4 et SR-2 en réponse au signal d'horloge CS Ces signaux de bii sont appliqués aux bornes d'entrée de registres à décalage respectifs: le comparateur C 8 au registre à décalage à trois étages SR-8, C 4 au registre à décalage à deux étages SR- 4 et C 2 au registre à décalage à un seul étage SR-2 Aucun dispositif de stockage n'est requis pour  For this purpose, bit signals at the output of the comparator are stored in shift registers SR-8, SR-4 and SR-2 in response to the clock signal CS. These bii signals are applied to the input terminals of the comparator. respective shift registers: the comparator C 8 at the three-stage shift register SR-8, C 4 at the two-stage shift register SR-4 and C 2 at the single-stage shift register SR-2 No storage device is not required for

le LSB qui est développé directement par le comparateur C 1.  the LSB which is developed directly by the comparator C 1.

Chaque bit de l'échantillon numérique est développé  Each bit of the digital sample is developed

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pendant un intervalle d'horloge subséquent dans l'ordre de son importance décroissante, c'est-à-dire le MSB d'abord, puis le second MSB et ainsi de suite jusqu'au LSB De façon correspondante, la longueur du registre à décalage pour chaque bit augmente d'un étage afin d'augmenter l'importance des bits, c'est-à-dire aucun registre à décalage pour Bl le LSB, un registre à décalage à un étage pour B 2 le bit le plus important suivant et ainsi de suite jusqu'à un registre à décalage à trois étages pour B 8 le MSB Par suite, les bits correspondant au même échantillon de valeur analogique sont toujours un nombre égal d'étages de registre à décalage retiré des bornes de sortie B 8, B 4, B 2 et Bl afin d'y développer un mot d'échantillon numérique à quatre bits en parallèle Les bornes B 8, B 4 et B 2 relient à la sortie du dernier étage de décalage du registre à  during a subsequent clock interval in the order of its decreasing importance, that is, the MSB first, then the second MSB, and so on until the LSB correspondingly, the length of the register to offset for each bit increases by one stage in order to increase the importance of the bits, i.e. no shift register for B1 LSB, a single-stage shift register for B 2 the most important bit Next, and so forth up to a three-stage shift register for B 8 the MSB. As a result, the bits corresponding to the same analog value sample are always an equal number of shift register stages removed from the output terminals B 8, B 4, B 2 and B 1 in order to develop a four-bit digital sample word in parallel B terminals B, B 4 and B 2 connect to the output of the last shift stage of the register to

décalage associé.associated shift.

En d'autres termes, le nombre de cycles d'horloge du retard numérique introduit par les registres à décalage respectifs est choisi de façon que le nombre total de cycles d'horloge du retard introduit par la ligne à retard analogique 112 et par les registres à décalage SR soit le même pour chaque bit Lorsque I est un nombre entier et 21 est le poids du signal de biu stocké dans le registre à décalage donné, le registre à décalage a I étages de décalage Par ailleurs, quand J est un nombre entier représentant le nombre de cycles d'horloge du retard associé à une prise de sortie de la ligne à retard 112, la somme I+J pour la prise de la ligne à retard et le registre à décalage associé à tout bit est identique à la somme semblable pour chacun des autres bits Par exemple, le MSB est retardé de quatre cycles d'horloge comprenant un cycle dans la ligne à retard 112 et trois cycles dans le registre à décalage SR-8; le LSB est retardé de quatre cycles dans la ligne à retard 10 et n'a pas de registre à décalage C'est-à-dire que la somme I+J est égale à  In other words, the number of clock cycles of the digital delay introduced by the respective shift registers is chosen so that the total number of clock cycles of the delay introduced by the analog delay line 112 and the registers When I is an integer and 21 is the weight of the biu signal stored in the given shift register, the shift register has 1 shift stages. Moreover, when J is an integer representing the number of clock cycles of the delay associated with an output terminal of the delay line 112, the sum I + J for the taking of the delay line and the shift register associated with any bit is identical to the sum For example, the MSB is delayed by four clock cycles including a cycle in the delay line 112 and three cycles in the shift register SR-8; the LSB is delayed by four cycles in the delay line 10 and does not have a shift register. That is, the sum I + J is equal to

quatre pour le mode de réalisation de la figure 1.  four for the embodiment of Figure 1.

Des tensions de comparaison appliquées aux entrées inverses des comparateurs C 8, C 4, C 2 et C 1 sont développées par des convertisseurs numériques-analogiques DAC-8, DAC-4, DAC-2 et DAC-1, respectivement Chaque DAC reçoit des valeurs de bit réelles, des " 1 " et des " O ", à ses connexions pondérées d'entrée désignées par 8, 4, 2 et 1  Comparative voltages applied to the inverse inputs of comparators C 8, C 4, C 2 and C 1 are developed by DAC-8, DAC-4, DAC-2 and DAC-1 digital-to-analog converters, respectively. actual bit values, "1" and "O", at its input weighted connections designated 8, 4, 2, and 1

correspondant auxpoids des positions des bits respectifs.  corresponding to the weights of the positions of the respective bits.

Chaque DAC reçoit un " 1 " à sa connexion d'entrée corres-  Each DAC receives a "1" at its corresponding input connection.

pondant à la position du bit pour lequel il développe une tension de comparaison, des " O " à ses connexions d'entrée de bitsde poids inférieur et les valeurs des bits réelles  spanning at the bit position for which it is developing a comparison voltage, "O" at its input connections of bits of lower weight and the values of the actual bits

à ses connexions d'entrée des bits de poids supérieur.  to its input connections of the higher-order bits.

Par exemple, DAC-2 développe la tension de comparaison pour le second bit (poids 2) Ainsi, la connexion d'entrée " 2 " du DAC-2 reçoit un niveau " 1 " et la connexion d'entrée " 1 " reçoit un niveau " O " La connexion d'entrée " 4 " du DAC-2 reçoit la valeur réelle précédemment déterminée du bit de poids 4 de l'avant-dernier étage du registre à décalage SR-4; la connexion d'entrée 8 reçoit la valeur réelle précédemment déterminée du bit de poids 8 de l'avant-dernier étage du SR-8 DAC-8, DAC-4 et DAC-1 sont  For example, DAC-2 develops the comparison voltage for the second bit (weight 2). Thus, the input connection "2" of the DAC-2 receives a level "1" and the input connection "1" receives a level "O" The input connection "4" of the DAC-2 receives the previously determined actual value of the weight bit 4 of the penultimate stage of the shift register SR-4; input connection 8 receives the previously determined actual value of weight bit 8 of the penultimate stage of the SR-8 DAC-8, DAC-4 and DAC-1 are

connectés de façon correspondante.  correspondingly connected.

Le fonctionnement ci-dessus décrit est de plus représenté particulièrement par la figure 2 et par le tableau I ci-dessous qui donne les signaux numériques  The operation described above is furthermore particularly represented by FIG. 2 and by table I below which gives the digital signals

présents en divers points dans le dispositif de la figure 1.  present at various points in the device of FIG.

Cycle d'horlogeClock cycle

TABLEAU ITABLE I

1 21 2

3 4 5 6 73 4 5 6 7

Signaux des bits des comparateurs:Signals of the comparator bits:

C 8 O OC 8 O O

C 4 O OC 4 O O

C 2 O OC 2 O O

C 1 O OC 1 O O

Mots numériques stockés dans les registres à décalage:  Numeric words stored in shift registers:

1 O O O O1 O O O O

I 1 O O OI 1 O O O

0 1 1 O O0 1 1 O O

0 O 1 O O0 O 1 O O

SR-8 00SR-8 00

SR-4 OSR-4 O

SR-2 Mots d'entrée du DACSR-2 DAC Input Words

DAC-8 100DAC-8 100

DAC-4 0101DAC-4 0101

DAC-2 001,DAC-2 001,

DAC-1 000DAC-1000

Mot de sortie: B 8, B 4, B 2, Bl 000 0 O 0 O DO BO )1  Output word: B 8, B 4, B 2, B 0 0 0 0 0 O DO BO) 1

0 O 00000 O 0000

Les comparateurs C 8, respectivement les signaux de o  The comparators C 8, respectively the signals of o

0000 0000 0111 1110 00000000 0000 0111 1110 0000

C 4, C 2 et C 1 produisent sortie des figures 2 g, 2 h, 2 i et 2 j en réponse aux échantillons analogiques des figures 2 c, 2 d, 2 e et 2 f respectivement pour les cycles d'horloge 1 à 7 Ces signaux de sortie des comparateurs forcent les registres à décalage SR-8, SR-4 et SR-2 à stocker les mots numériques indiqués au tableau I, qui à leur tour produisent les mots d'entrée du DAC également indiqués Par suite, les mots de sortie d'échantillon numérique indiqués au tableau I sont produits comprenant quatre bits en parallèle Les figures 2 k, 21, 2 m et 2 n montrent les formes d'onde aux bornes B 8, B 4, B 2 et Bl correspondant aux mots de sortie du tableau I. Une forme générale du DAC que l'on emploie avantageusement pour le DAC-8, le DAC-4, le DAC-2 et le DAC-1 est un réseau d'échelonnage à résistancespundéré conventionnel indiqué sur la figure 3 Quand une ou plusieurs des entrées de bits de poids inférieur d'un DAC est connectée en permanence à la masse G pour recevoir un signal à un niveau " O ", la partie inférieure de la structure de réseau R-2 R peut être simplifiée Par exemple, lorsque la structure de la figure 3 est employée pour le DAC-2, la résistance pondérée Rla plus proche de la masse G et les deux résistances pondérées 2 R connectées à l'entrée " 1 " et à la masse G peuvent être combinées en une seule résistance équivalente ayant un poids de 2 R La plus grande simplification est faite pour le DAC associé au MSB qui devient un simple diviseur de tension employant deux résistances de valeur égale Le DAC-1 associé au LSB ne  C 4, C 2 and C 1 produce the output of FIGS. 2 g, 2 h, 2 i and 2 j in response to the analog samples of FIGS. 2 c, 2 d, 2 e and 2 f respectively for the clock cycles 1 to These comparator output signals force the SR-8, SR-4 and SR-2 shift registers to store the digital words shown in Table I, which in turn produce the DAC input words also indicated. the digital sample output words shown in Table I are produced with four bits in parallel. Figures 2k, 21, 2m and 2n show the corresponding B 8, B 4, B 2 and B waveforms. to the output words of Table I. A general form of the DAC which is advantageously employed for DAC-8, DAC-4, DAC-2, and DAC-1 is a conventional unweighted resistor scaling network shown on FIG. Figure 3 When one or more of the least significant bit inputs of a DAC is permanently connected to ground G in To receive a signal at a level "O", the lower part of the network structure R-2 R can be simplified. For example, when the structure of Figure 3 is used for the DAC-2, the weighted resistance Rla closest of the mass G and the two 2 R weighted resistances connected to the input "1" and to the ground G can be combined into a single equivalent resistance with a weight of 2 R The greatest simplification is made for the DAC associated with the MSB which becomes a simple voltage divider using two resistors of equal value The DAC-1 associated with the LSB does not

peut être amené à une telle simplification.  can be brought to such simplification.

L'organigramme de la figure 4 montre les étapes  The flowchart in Figure 4 shows the steps

du fonctionnement du ADC de la figure 1 décrit ci-dessus.  the operation of the ADC of Figure 1 described above.

Dans l'intervalle de temps défini par un cycle de l'horloge d'échantillonnage, le signal analogique 200 est d'abord échantillonné et maintenu en 202 et est comparé en 204 à un signal analogique représentatif de la valeur du MSB du mot numérique Le bit résultant de cette comparaison est stocké en 206 Dans chaque intervalle subséquent de temps, le processus de conversion 202, 204 et ainsi de suite commence de nouveau en 208 pour la grandeur alors présente du signal analogique tandis que le processus de conversion 210, 212 et ainsi de suite continue pour chacune des grandeurs analogiques précédemment échantillonnées et maintenues en 202 Alors, pour chaque mot numérique qui n'est pas encore totalement développé, un signal analogique  In the time interval defined by a cycle of the sampling clock, the analog signal 200 is first sampled and held at 202 and is compared at 204 to an analog signal representative of the MSB value of the digital word. bit resulting from this comparison is stored at 206 In each subsequent interval of time, the conversion process 202, 204 and so on begins again at 208 for the then present magnitude of the analog signal while the conversion process 210, 212 and so on continues for each of the analog quantities previously sampled and maintained in 202 So for each digital word that is not yet fully developed, an analog signal

représentatif de la somme pondérée 210 des bits précédem-  representative of the weighted sum 210 of the bits previously

ment-produits et stockés et du bit le moins important suivant du mot numérique est développé Le signal analogique précédemment maintenu en 202 est alors comparé en 212 à la  products and stored and the next least significant bit of the digital word is developed The analog signal previously maintained at 202 is then compared in 212 to the

valeur analogique représentative de la somme pondérée.  analog value representative of the weighted sum.

Si tous les bits d'un mot numérique donné comprenant le LSB n'ont pas encore été développés en 214, la branche NON est suivie Le bit résultant est stocké en  If all the bits of a given digital word comprising the LSB have not yet been developed at 214, the NO branch is followed. The resulting bit is stored in

25229042522904

216 et la séquence des étapes de développement 210 et de comparaison 212 est répétée en 220 pour chaque mot numérique qui est développé Si tous les bits comprenant le LSB ont été développés en 214, la branche OUI est suivie forçant le mot numérique à être développé en 218 à partir du LSB et les bits précédemment développés et stockés La séquence se répète en 220 en commençant à l'étape de développement 210 pour chaque mot numérique qui  216 and the sequence of the development steps 210 and comparison 212 is repeated at 220 for each digital word that is expanded. If all the bits comprising the LSB have been developed at 214, the YES branch is followed forcing the digital word to be expanded to 218 from the LSB and the bits previously developed and stored The sequence repeats at 220 starting at the development step 210 for each digital word that

est développé.is developed.

Comme on l'a indiqué ci-dessus, cette séquence d'étapes est accomplie dans chaque intervalle subséquent de temps Ainsi, en tout intervalle de temps donné, le MSB d'un mot numérique correspondant à la grandeur analogique présente est développé et le mot numérique complet dont le LSB est développé, est finalement développé De plus, d'autres mots numériques sont dans divers stades de développement: dans un un ADC à N bits, N-2 autres mots  As indicated above, this sequence of steps is accomplished in each subsequent interval of time. Thus, in any given time interval, the MSB of a digital word corresponding to the present analog magnitude is expanded and the word complete digital whose LSB is developed, is finally developed In addition, other digital words are in various stages of development: in an ADC to N bits, N-2 other words

numériques sont également développés.  digital are also developed.

Le mode de réalisation d'un ADC représenté sur la figure 5 emploie une circulation de données par pipeline par des voies de transfert de charge en parallèle dans un dispositif à couplage de charge (CCD) pour la mise en oeuvre de l'algorithme de conversion par approximation successive cidessus décrit La comparaison différentielle de la représentation du signal analogique reçu dans une première voie de transfert de charge à une représentation d'un signal analogique quantifié dans une seconde voie de transfert de charge plus un bit distinct d'essai dans une troisième voie de transfert de charge est facilitée en  The embodiment of an ADC shown in Figure 5 employs pipeline data flow through parallel charge transfer paths in a charge coupled device (CCD) for implementing the conversion algorithm. The following is a differential comparison of the representation of the analog signal received in a first charge transfer path to a representation of a quantized analog signal in a second charge transfer path plus a separate test bit in a third way of charge transfer is facilitated by

utilisant un processus de soustraction de charge différen-  using a different charge subtraction process

tielle à porte flottante Une batterie de registres à décalage de plus en plus courts est utilisée pour convertir la sortie numérique du ADC sur pipeline des comparateurs  Floating gate battery A shorter and faster battery of shift registers is used to convert the digital output of the ADC to the comparator pipeline

en une forme numérique à bits en parallèle.  in a digital form with bits in parallel.

L'algorithme par approximation succesive qui dérive d'un niveau standard les échantillons donnant lieu aux composantes négatives de tension sur les électrodes de détection à porte flottante FG 1, FG 2, FGN sera  The successive approximation algorithm that derives from a standard level the samples giving rise to the negative voltage components on the floating gate detection electrodes FG 1, FG 2, FGN will be

maintenant décrit en détail en se référant à la figure 5.  now described in detail with reference to FIG.

La composante positive de tension à l'électrode FG 1, lorsqu'elle fonctionne comme un détecteur à porte flottante, peut être attribuée aux paquets de chargesd'amplitude représentative du signal analogique de la source 14 injectés par l'étage d'injection de charge 12 La composante négative de tension à l'électrode FG 1, quand elle fonctionne comme un détecteur à porte flottante, peut être attribuée aux paquets de chargesnégativesd'amplitude QR/2 qui sont appliqués par le répartiteur de charge 18-1 La réponse de l'amplificateur de comparaison SA 1 au potentiel net à l'électrode FG 1 étant négative indique que l'amplitude d'un signal analogique d'échantillonnage d'un paquet de chargesnégativesreçu extrait d'un puits de stockage sous l'électrode FG 1 par la voie 16 à la transition d'horloge 01 précédant l'intervalle de détection ne peut dépasser un paquet de chargesnégativesd'amplitude QR/2 introduit dans un puits de stockage sous l'électrode FG 1 par la voie 19- 1 à la transition concurrente d'horloge 02 précédant l'intervalle de détection Cette réponse est sujette à un retard numérique DD 1 La réponse retardée PSD polarise alors en direct la porte G 1 pour drainer vers une connexion de drain, le paquet de charges négativesà la sortie de la voie de transfert de charge 19-1, plutôt que de le laisser avancer vers la voie de transfert de charge de somme partielle 20-2 pendant un cycle suivant d'horloge  The positive voltage component at the electrode FG 1, when operating as a floating gate detector, can be attributed to the amplitude packets representative of the analog signal of the source 14 injected by the charge injection stage. 12 The negative voltage component at the FG 1 electrode, when functioning as a floating gate detector, can be attributed to the QR / 2 amplitude negative charge packets that are applied by the load balancer 18-1. comparison amplifier SA 1 at the net potential at the electrode FG 1 being negative indicates that the amplitude of an analog sampling signal of a pack of negative charges is extracted from a storage well under the electrode FG 1 by the channel 16 at the clock transition 01 preceding the detection interval can not exceed a pack of negative charges of QR / 2 amplitude introduced into a storage well under the electrode FG 1 by the channel 19- 1 at the competing clock transition 02 preceding the detection interval This response is subject to a digital delay DD 1 The delayed response PSD then directly biases the gate G 1 to drain to a drain connection, the packet negative charges at the exit of the charge transfer path 19-1, rather than allowing it to advance to the partial charge transfer path 20-2 during a subsequent clock cycle

(Les initiales "PSD" utilisées dans les descriptions  (The initials "PSD" used in the descriptions

alphanumériques PSD 1, PSD 2, PS Dn des signaux appliqués aux portes G 1, G 2 e Gn pour contrôler le "vidage" d'une charge d'une voie de somme partielle indiquent "vidage somme partielle" PSD 1 est montré en trait plein sur le schéma des temps de la figure 7; et PSD 2 est superposé  alphanumeric PSD 1, PSD 2, PS Dn signals applied to the gates G 1, G 2 e Gn to control the "emptying" of a load of a partial sum channel indicate "partial sum emptying" PSD 1 is shown in a line full on the time diagram of Figure 7; and PSD 2 is superimposed

en pointillé sur le même axe des temps).  dotted on the same axis of time).

Dans le cas qui vient d'être décrit, o la charge de somme partielle de 19-1 est vidée, au cycle d'horloge qui suit, la voie de transfert de charge 19-2 déplace un  In the case just described, where the partial sum load of 19-1 is emptied, at the following clock cycle, the load transfer path 19-2 moves a

12 252290412 2522904

paquet de chargesnégativesd'amplitude QR/4 sous l'électrode de détection à porte flottante FG 2, mais la voie de transfert de charge 20-2 ne déplace pas de paquet de chargessous FG 2 La sortie ZERO du retard numérique DD 1 est avancée par un registre à décalage à (n-1) bits, SR-(n- 1) vers lasortie delt ADC sous forme de son bit le plus important (MSB), c'est-à-dire le bit indiquant si la représentation binaire pondérée de deux élevé à la puissance (n-1) ne fait pas partie du signal analogique quantifié SR-(n-1) est l'un des (n-1) registres à décalage plus courts d'un étage, en succession, dans les sections successives du ADC jusqu'au registre à décalage à un seul  Pack of QR / 4 amplitude negative charges under the FG 2 floating gate detection electrode, but the charge transfer path 20-2 does not move any charge packet FG 2 The ZERO output of the digital delay DD 1 is advanced by a (n-1) bit shift register, SR- (n-1) to the output of ADC as its largest bit (MSB), i.e. the bit indicating whether the weighted bit representation of two raised to the power (n-1) is not part of the quantized analog signal SR- (n-1) is one of the (n-1) shorter shift registers of one stage, in succession, in successive sections of the ADC up to the single shift register

étage à l'avant-dernière section (non représentée) du ADC.  floor at the penultimate section (not shown) of the ADC.

Ces registres à décalage convertissent la sortie du ADC  These shift registers convert the output of the ADC

en pipeline en une forme numérique à bits en parallèle.  in pipeline into a digital form with bits in parallel.

Ces registres à décalage sont de préférence des registres CCD du type à voie de surface du fait de la plus simple interface avec un circuit à transistorsà effet de champ  These shift registers are preferably surface-channel type CCD registers because of the simplest interface with a field effect transistor circuit.

du type MOS dans les amplificateurs de détection précédents.  of the MOS type in the above sense amplifiers.

Par ailleurs, on considère le cas o la réponse retardée de l'amplificateur dedétection SA 1 par rapport au potentiel net à l'électrode FG 1 est négative, indiquant que le signal d'entrée analogique d'échantillonnage du  On the other hand, we consider the case where the delayed response of the detection amplifier SA 1 with respect to the net potential at the electrode FG 1 is negative, indicating that the analog input signal of the sampling of the

paquet de chargesnégativesa une amplitude qui dépasse QR/2.  pack of negative loads has an amplitude that exceeds QR / 2.

Cette réponse est transmise à la sortie du ADC par le registre à décalage SR-(n-1) sous forme d'un bit le plus important UN La réponse retardée appliquée par le retard numérique DD 1 à la porte G 1 anticipe le drainage de la  This response is transmitted to the output of the ADC by the shift register SR- (n-1) in the form of a largest bit. The delayed response applied by the digital delay DD 1 to the gate G 1 anticipates the drain of the

charge de la sortie de la voie de transfert de charge 19-1.  charge of the output of the charge transfer path 19-1.

Ainsi, cette charge négative d'amplitude QR/2, n'ayant pas été vidée, forme l'entrée de la voie de transfert de charge de somme partielle 20-2 pendant le cycle d'horloge suivant. Alors, pendant le cycle d'horloge suivant, la porte flottante FG 2 aura eu la charge négative totale d'amplitude QR/4 ou 30 R/4 qui sera passée sous elle pour induire la composante négative de son potentiel détecté,  Thus, this negative QR / 2 amplitude charge, which has not been cleared, forms the input of the partial sum charge transfer path 20-2 during the next clock cycle. Then, during the next clock cycle, the floating gate FG 2 will have had the total negative charge amplitude QR / 4 or 30 R / 4 which will be passed under it to induce the negative component of its detected potential,

13 252290413 2522904

selon que le bit le plus important du procédé du ADC a été déterminé comme étant un ZERO ou un UN Une combinaison par soustraction de cette composante de potentiel, avec celle répondant au signal analogique d'entrée pendant la détection parla porte flottante, forme l'entrée de l'amplificateur de détection SA 2 Sa réponse est un UN  depending on whether the most important bit of the ADC process has been determined to be ZERO or UN A combination by subtraction of this potential component, with that responding to the analog input signal during the floating gate detection, forms the input of the detection amplifier SA 2 His answer is a UN

ou un ZERO selon que QS dépasse ou ne dépasse pas l'ampli-  or a ZERO depending on whether QS exceeds or does not exceed the

tude de la charge négative induisant une composante négative de potentiel à l'électrode FG 2 Cette réponse est retardée par le retard numérique DD 2 pour produire un signal PD 52 qui contrôle le potentiel de l'électrode G 2, pour drainer la charge négative à la sortie de la voie de transfert de charge du niveau de référence 19-2 si la réponse est ZERO Si la réponse est un UN, le paquetde chargesnégativesn'est pas perturbé et avance pendant le cycle d'horloge suivant pour former l'entrée de la voie de  study of the negative charge inducing a negative potential component at the electrode FG 2 This response is delayed by the digital delay DD 2 to produce a signal PD 52 which controls the potential of the electrode G 2, to drain the negative charge at the output of the load transfer path from reference level 19-2 if the response is ZERO If the response is a ONE, the packets of negative loads are not disturbed and advance during the next clock cycle to form the input of the way of

transfert de charge de somme partielle 20-3 (non repré-  partial sum charge transfer 20-3 (not shown)

sentée) La réponse retardée du retard numérique DD 2 est encore retardée par le registre à décalage de (n-2) bits, SR-(n-2), donc le second bit le plus important du ADC à pipeline est produit en parallèle avec son bit le plus important C'est le bit décrivant si le poids binaire représentatif de deux élevé à la puissance (n-2) est ou  The delayed response of the digital delay DD 2 is further delayed by the (n-2) bit shift register SR- (n-2), so the second most important bit of the pipeline ADC is produced in parallel with its most important bit This is the bit describing whether the representative binary weight of two raised to the power (n-2) is or

n'est pas contenu dans le signal analogique quantifié.  is not contained in the quantized analog signal.

La technique d'approximation successive décrite  The successive approximation technique described

se répète à travers chaque section successive de ADC.  repeats itself through each successive section of ADC.

La nème et dernière section du ADC applique le bit le moins important de la conversion directement du retard numérique D Dn C'est le bit décrivant si le poids binaire représentatif de 1 sera ou ne sera pas contenu dans le signal analogique quantifié de sortie Si le signal analogique quantifié n'est pas requis comme une sortie du ADC, la sortie de la voie de transfert de charge 19-n peut être directement vidée vers une connexion de drain, permettant de supprimer la structure de porte Gn et le trajet vers une combinaison finale de charge comme à  The nth and last section of the ADC applies the least significant bit of the conversion directly of the digital delay D Dn It is the bit describing whether the representative bit weight of 1 will be or will not be contained in the quantized analog output signal If the quantized analog signal is not required as an output of the ADC, the output of the load transfer path 19-n can be directly dumped to a drain connection, allowing the gate structure Gn and the path to a combination to be removed final charge as to

l'entrée d'une autre voie de transfert de charge 20-(n+ 1).  the input of another charge transfer path 20- (n + 1).

14 252290414 2522904

Le fonctionnement de ce ADC diffère d'un ADC conventionnel utilisant un algorithme d'approximation successive par le fait que les comparaisons à des fractions pondérées binaires du niveau de référence ne sont pas faites à raison d'une à la fois, mais au contraire un certain nombre de comparaisons gn en nombre, sont simultanément faites sur N échantillons successifs de signaux Cela permet d'obtenir une allure rapide de conversion. Une remise à zéro automatique sur des échantillons alternés passant à travers le ADC, force l'allure de conversion analogiquenumérique ou allure effective d'échantillonnage, à être égale à la moitié de l'allure ou fréquence des signaux d'horloge appliqués aux voies de transfert de charge du ADC Une fréquence effective d'échantillonnage du signal analogique reçu égale à la fréquence d'horloge est obtenue par multiplexage par répartition dans le temps de deux des ADC de la figure 5  The operation of this ADC differs from a conventional ADC using a successive approximation algorithm in that the comparisons to binary weighted fractions of the reference level are not made one at a time, but on the contrary a a certain number of comparisons gn in number, are simultaneously made on N successive samples of signals This makes it possible to obtain a fast rate of conversion. Automatic resetting of alternating samples passing through the ADC forces the analog to digital conversion rate or effective sampling rate to be equal to half the rate or frequency of the clock signals applied to the signal channels. ADC charge transfer An effective sampling frequency of the received analog signal equal to the clock frequency is obtained by time division multiplexing of two of the ADCs of FIG.

en faisant fonctionner leurs horloges monophasées complé-  by operating their single-phase clocks complete

mentaires en opposition de phase l'une par rapport à l'autre Cependant, le temps total de conversion pour les n bits de la sortie du ADC présente un retard outemps d'attente égalàn fois le temps requis pour obtenir chaque  However, the total conversion time for the n bits of the output of the ADC has a delay waiting time equal to n times the time required to obtain each one.

bit de la conversion Par exemple, dans un ADC à dispo-  bit of the conversion For example, in an ADC at

sitif à couplage de charge à huit bits avec quatre étages par section, le temps d'attente sera de 1,6 js en supposant une fréquence d'horloge de 20 M Hz et une fréquence d'échantillonnage de 10 M Hz du signal analogique  8-bit load-coupled system with four stages per section, the waiting time will be 1.6 js assuming a clock frequency of 20 M Hz and a sampling frequency of 10 M Hz of the analog signal

de la source 14.from the source 14.

Pour la facilité, la description qui suit des  For ease, the following description of the

détails des aspects du dispositif à transfert de charge du ADC de la figure 5 est écrite en suivant la convention selon laquelle le substratsemi-conducteur dans lequel existent les voies de transfert de charge est orienté  details of the aspects of the ADC charge transfer device of Figure 5 is written following the convention that the semiconductor substrate in which the charge transfer paths exist is oriented

afin que les électrodes de porte recouvrent les voies.  so that the door electrodes cover the channels.

La figure 5 montre la première, la seconde et la dernière des "n" sections d'un convertisseur analogique-numérique  Figure 5 shows the first, second, and last of the "n" sections of an analog-to-digital converter

25229042522904

à CCD, o "n" est égal au nombre de bits de résolution que l'ADC doit produire Pour obtenir à la fois une forte résolution et une forte fréquence d'échantillonnnage, le ADC de la figure 5 montre une circulation de données par pipeline en utilisant des registres à décalage à CCD pour synchroniser les sorties des sections successives du convertisseur, de la soustraction de charge différentielle par porte flottante et des amplificateurs de détection à  to CCD, where "n" is equal to the number of resolution bits that the ADC must produce. To obtain both a high resolution and a high sampling rate, the ADC in Figure 5 shows a data flow by pipeline. using CCD shift registers to synchronize the outputs of the successive sections of the converter, the floating gate differential load subtraction and the sense amplifiers

vitesse rapide à remise à zéro automatique.  fast speed to automatic reset.

Le processus de soustraction de charge différen-  The process of differentiated charge subtraction

tielle par porte flottante, qui sera décrit maintenant en plus de détail, est facilité en utilisant des horloges monophasées complémentaires Le signal d'horloge monophasé est appliqué à une voie de CCD en appliquant une seule phase d'un signal d'horloge d'onde rectangulaire à une sur deux des portes de stockage et de transfert par paires et en appliquant, aux portes intermédiaires de stockage et de transfert par pairesun potentiel direct de référence  The floating gate, which will now be described in more detail, is facilitated by using complementary single-phase clocks. The single-phase clock signal is applied to a CCD channel by applying a single phase of a wave-clock signal. to one out of two of the paired storage and transfer gates and by applying, to the intermediate storage and transfer doors in pairs, a direct reference potential

VREF Il est facile de rendre la valeur de VREF sensible-  VREF It is easy to make the value of VREF sensible

ment égale à la valeur moyenne du signal d'horloge d'onde rectangulaire afin de créer des conditions de potentiel de chaque voie de CCD ressemblant à celles d'un agencement de signaux d'horloge à deux phases standard Les horloges monophasées complémentaires sont formées en mettant les signaux respectifs rectangulaires d'horloge dans deux voies de CCD en opposition de phase, afin que l'un soit à un potentiel élevé quand l'autre est à un potentiel bas  equal to the average value of the rectangular wave clock signal to create potential conditions of each CCD path resembling those of a standard two-phase clock signal arrangement. Complementary single-phase clocks are formed by putting the respective rectangular clock signals in two CCD channels in phase opposition, so that one is at a high potential when the other is at a low potential

et inversement.and vice versa.

La porte flottante est de façon récurrente verrouillée à VREF comme mesure de restauration du courant continu avant remise à zéro automatique Pour faciliter la remise à zéro automatique, à des cycles alternés d'horloge 01, le multiplexeur 10 applique un signal au niveau zéro à un étage d'injection de charge 12, et le multiplexeur 11 fonctionne sur les cycles d'horloge 02 suivants pour appliquer un signal au niveau zéro à un étage d'injection de charge 13 Ces signaux au niveau zéro  The floating gate is recurrently locked to VREF as a DC restoration measure before automatic reset. To facilitate automatic reset, alternating clock cycles 01, the multiplexer 10 applies a signal at the zero level to one. charge injection stage 12, and the multiplexer 11 operates on the following clock cycles 02 to apply a zero level signal to a charge injection stage 13 These signals at the zero level

-6 -2522904-6 -2522904

conditionnent les étages d'injection de charge 12 et 13 pour ne pas injecter de charge dans les voies de transfert de charge les suivant, afin de propager des puits vides d'énergie à travers les voies de transfert de charge les suivant Lorsque les étages 12 et 13 d'injection de charge sont du type remplissage et débordement, l'injection de la charge peut être inhibée par les multiplexeurs 10 et 11 choisissant une tension très négative pour application aux étages 12 et 13 Ou bien les multiplexeurs 10 et 11 peuvent être formés simplement en inhibant sélectivement des impulsions de remplissage à la source de l'étage  condition the charge injection stages 12 and 13 so as not to inject charge into the following charge transfer paths, in order to propagate empty energy wells through the following charge transfer paths When the stages 12 and 13 of charge injection are of the filling and overflow type, the injection of the charge can be inhibited by the multiplexers 10 and 11 choosing a very negative voltage for application to the stages 12 and 13 or the multiplexers 10 and 11 can be formed simply by selectively inhibiting filling pulses at the source of the stage

d'injection de charge du type remplissage et débordement.  charge injection type filling and overflow.

A des cycles 01 alternés, quand le multiplexeur 10 choisit la source de signaux analogiques 14, la tension du signal analogique est accompagnée d'une composante de référence VZERO V o est la tension à laquelle l'étage 12 d'injection de charge est à la limite de ne plus injecter  At alternating cycles 01, when the multiplexer 10 selects the source of analog signals 14, the voltage of the analog signal is accompanied by a reference component VZERO V 0 is the voltage at which the charge injection stage 12 is at the limit of no longer injecting

de charge.charge.

Pendant les cycles d'horloge entre les cycles d'horloge o une remise au zéro automatique est accomplie, le multiplexeur 10 choisit la tension du signal analogique d'entrée à la source 14 pour application à l'étage d'injection de charge 12, et le multiplexeur 11 choisit  During clock cycles between clock cycles where automatic reset is accomplished, multiplexer 10 selects the voltage of the analog input signal at source 14 for application to the charge injection stage 12, and the multiplexer 11 chooses

un niveau de tension standard à la source 15 pour applica-  a standard voltage level at source 15 for application

tion à l'étage d'injection de charge 13 Le niveau de tension standard est le double d'une tension continue VUN en se rapportant à la tension à la limite o l'étage d'injection de charge 13 n'injecte plus de charge VUN correspond à la valeur de la tension appliquée par la source de signaux analogiques 14, en se référant à VZERO, qui doit être celle pour laquelle le bit le plus important à la sortie du ADC est un UN binaire tandis que les bits les moins importants sont tous des ZEROS Cette tension standard doit être quelque peu plus faible que la tension qui, quand elle est appliquée à l'un des étages d'injection de charge 12 et 13,se trouve juste en dessous de la tension pouvant provoquer un débordement du premier puits dénergie dans la voie de transfert de charge qui s'ensuit, plus faible d'au moins VZERO' Elle ne doit pas être beaucoup plus faible car une erreur au comparateur dans les processus de comparaison du convertisseur analogique-numérique en est rendue pire. L'étage d'injection de charge 12 injecte des paquets de chargesnégativesalternativement de valeur zéro et d'amplitude variable Q 8 + Q O dans une voie de transfert de charge "signal analogique" 16 aw- dessus de laquelle un-certain ncmbri numéroté par N pd'électrodes de détection à porte flottante F 01, F 02, F Gn sont disposées Q O est la charge associée à l'entrée VZERO et QS est la charge associée à la tension du signal analogique en plus de VZERO La voie 16 de transfert de charge fonctionne avec des signaux d'horloge monophasés, les portes o n'est pas appliquée VREF ayant la même phase d'horloge 01  The standard voltage level is twice as much as a DC voltage VUN with reference to the voltage at the limit where the charge injection stage 13 no longer loads the load. VUN corresponds to the value of the voltage applied by the analog signal source 14, with reference to VZERO, which must be the one for which the largest bit at the output of the ADC is a binary ONE while the least important bits are all ZEROS This standard voltage should be somewhat lower than the voltage which, when applied to one of the charge injection stages 12 and 13, is just below the voltage that can cause overflow. first energy sink in the load transfer path that follows, lower by at least VZERO 'It should not be much lower because a comparator error in comparison processes of the analog-to-digital converter is made worse . The charge injection stage 12 injects packets of negative charge alternatively of zero value and variable amplitude Q 8 + QO into an "analog signal" charge transfer path 16 above which a certain number N by number N p 0 floating gate detection electrodes F 01, F 02, F Gn are arranged QO is the load associated with the input VZERO and QS is the load associated with the voltage of the analog signal in addition to VZERO load operates with single-phase clock signals, the doors o is not applied VREF having the same clock phase 01

qui leur est appliquée.which is applied to them.

La voie de transfert de charge 16 est représentée sous forme abrégée sur la figure 5 Les seules portes représentées, étant illustrées en pointillé, sont les portes flottantes et les portes de stockage immédiatement avant et après chaque porte flottante Cela est fait pour indiquer les cadences relatives des signaux d'horloge monophasés le long des diverses voies de transfert de  The load transfer path 16 is shown in abbreviated form in FIG. 5 The only doors shown, being shown in dotted line, are the floating doors and the storage gates immediately before and after each floating gate. This is done to indicate the relative speeds. single-phase clock signals along the various channels of transfer of

charge indiquées par des lignes droites respectives.  load indicated by respective straight lines.

Les autres voies de transfert de charge qui se trouvent en dessous de chaque électrode de détection à porte flottante (comme les voies de transfert de charge 19-2 et 20-2 sous-jacentes à FG 2) fonctionnent avec un signal d'horloge monophasé complémentaire du signal  The other charge transfer paths below each floating gate detection electrode (such as the load transfer paths 19-2 and 20-2 underlying FG 2) operate with a single-phase clock signal complementary signal

d'horloge monophasé de la voie de transfert de charge 16.  single-phase clock of the charge transfer path 16.

En effet, les portes o la tension VREF n'est pas appliquée, ont la même phase d'horloge 02 opposée à la phase d'horloge 01, qui leur est appliquée Cela est fait pour accomplir la soustraction à chaque porte flottante de la réponse de potentiel aux charges dans ces voies à partir de la réponse de potentiel à la charge dans la voie 16 de  Indeed, the doors where the voltage VREF is not applied, have the same clock phase 02 opposite to the clock phase 01, which is applied to them. This is done to accomplish the subtraction at each floating gate of the response. potential to the charges in these pathways from the potential response to the load in channel 16 of

18 252290418 2522904

transfert de charge de signaux analogiques Pendant des intervalles intercalés de détection, les tensions -induites à ces portes flottantes sont détectées Chaque tension dépend de la différence entre la quantité de charge négative qui a été transférée du puits de stockage sous la porte flottante par la voie de transfert de charge 16 du signal analogique pendant une partie précédente de l'intervalle d'horloge 01 o l'intervalle de détection se produit, et la quantité de charge négative qui a été concurremment transférée dans les puits de stockage sous la porte flottante par les autres voies de transfert de charge Ce processus de soustraction ressemble à celui décrit dans le brevet US NO 4 104 543 intitulé MULTICHANNEL CCD SIGNAL SUBTRACTION SYSTEM Les voies de transfert de charge sont de préférence du type noyé ou enfoui, etelles sont dimensionnées de façon semblable sous les électrodes  Analog signal charge transfer During interposed detection intervals, the voltages -induced at these floating gates are detected. Each voltage depends on the difference between the amount of negative charge that has been transferred from the storage well under the floating gate by the channel. charge transfer 16 of the analog signal during a previous portion of the clock interval 01 o the detection interval occurs, and the amount of negative charge that has been concurrently transferred in the storage wells under the floating gate by the other charge transfer paths This subtraction process resembles that described in US Pat. No. 4,104,543 entitled MULTICHANNEL CCD SIGNAL SUBTRACTION SYSTEM The charge transfer paths are preferably of the embedded or buried type, and they are dimensioned in a similar manner under the electrodes

à porte flottante.with floating door.

En réponse à l'application de deux fois V l'étage 13 d'injection de charge injecte des paquets de chargesnegativesd'amplitude uniforme X dans une voie de transfert de charge qui est l'entrée d'un premier, 18-1, d'une connexion en cascade 18 de répartiteurs de charge 18-1, 18-2, 18-n, dont chacun divise la charge négative reçue à son entrée en moitiés égales apparaissant  In response to the two-fold application V the charge injection stage 13 injects packets of uniform negative charge packets X into a charge transfer path which is the input of a first, 18-1, d a cascade connection 18 of load balancers 18-1, 18-2, 18-n, each of which divides the negative load received at its input into equal halves appearing

à ses première et seconde sorties Chacun de ces réparti-  at his first and second outings Each of these

teurs ou diviseurs de charge à l'exception du nème, c'est-  load splitters or splitters with the exception of the nth, that is

à-dire le dernier, a sa première sortie connectée à l'entrée du diviseur de charge suivant Ainsi, les secnndes entrées fournissent progressivement des charges négatives de plus en plus petites avec des amplitudes pondérées binaires QR/2, XR/4, QR/2 N pour une utilisation comme bits d'essai appliqués aux entrées respectives des voies de transfert de charge "bit d'essai" 19-1, 19-2, 19-n se trouvant en dessous des électrodes de détection FGJ, FG 2, * * F Gn à porte flottante respectivement. La figure 5 montre une succession 20 de trois voies de transfert de charge de "somme partielle" 20-1, -2, 20-n se trouvant en dessous des électrodes FG 1, FG 2, FG 3 La voie 20-1 de transfert de charge a un  that is, the last, at its first output connected to the input of the next load divider Thus, the input waves gradually provide smaller and smaller negative charges with binary weighted amplitudes QR / 2, XR / 4, QR / 2 N for use as test bits applied to the respective inputs of the "test bit" charge transfer paths 19-1, 19-2, 19-n located below the detection electrodes FGJ, FG 2, * * F Gn with floating door respectively. FIG. 5 shows a succession of three "partial sum" charge transfer paths 20-1, -2, 20-n located below the electrodes FG 1, FG 2, FG 3 Transfer channel 20-1 charge has a

paquet de chargesd'amplitude Q O qui a une valeur zéro.  pack of loads of magnitude Q O which has a value of zero.

Chaque voie suivante parmi ces voies de transfert de charge 20-2 à 20-n reçoit une entrée de la sortie de la  Each of the following one of these charge transfer paths 20-2 to 20-n receives an input from the output of the

voie précédente de transfert de charge de somme partielle.  previous way of partial sum load transfer.

Elle reçoit également sélectivement l'entrée de la voie de transfert de charge du bit d'essai qui passe sous la même électrode de détection à porte flottante que la voie  It also selectively receives the input of the charge transfer path of the test bit which passes under the same floating gate detection electrode as the channel.

de transfert de charge de somme partielle précédente.  previous partial sum charge transfer.

L'entrée est reçue uniquement si le paquet de charges négative dans la voie de transfert de charge du bit d'essai de l'étage ADC précédent n'a pas été drainé vers la connexion de drain, selon la commande de l'une des structures de porte G 1, G 2 ' Gn Ce drainage est le rejet du bit supposé être UN qui se présente quand le processus de comparaison différentielle indique que la signal analogique déjà quantifié et ce bit ont dépassé le signal analogique dans la voie de transfert de  The input is received only if the negative charge packet in the charge transfer path of the test bit of the previous ADC stage has not been drained to the drain connection, according to the command of one of the gate structures G 1, G 2 'Gn This drain is the rejection of the bit assumed to be ONE that arises when the differential comparison process indicates that the already quantized analog signal and this bit have exceeded the analog signal in the transfer path of

charge 16.load 16.

La figure 6 illustre le processus de soustraction de charge et il décrit les niveaux minimum d'énergie des électrons dans les trois voies de transfert de charge se trouvant en dessous d'une électrode unipotentielle à porte flottante dans tout étage du ADC Le niveau minimum d'énergie des électrons sous l'électrode à porte flottante unidirectionnelle est illustré en trait épais et est associé au potentiel le plus positif du substrat présent dans un dispositif à substrat du type p Il y a un  Figure 6 illustrates the charge subtraction process and describes the minimum energy levels of the electrons in the three charge transfer paths below a floating gate unipotential electrode in any stage of the ADC. electron energy under the unidirectional floating gate electrode is shown in thick lines and is associated with the most positive potential of the substrate present in a p-type substrate device There is a

échelon dans chaque niveau d'énergie du fait de l'implanta-  step in each energy level due to the implanta-

tion d'une barrière en dessous de la porte de transfert du second niveau, selon la pratique conventionnelle dans des  a barrier below the second-level transfer gate, in accordance with conventional practice in

CCD utilisant des signaux d'horloge monophasés ou biphasés.  CCD using single-phase or two-phase clock signals.

Les niveaux relatifs minimum d'énergie des électrons sous l'électrode flanquant celle sous l'électrode de la porte flottante sont illustrés en pointillé pour chacune des ZERO sont transférés d'en dessous de l'électrode de la porte flottante par les autres voies de transfert de charge parce que les électrodes auxquelles l'horloge 02 est appliquée sont à l'état haut ou relativement positif en potentiel Ce transfert de la charge ZERO ne provoque pas de changement du potentiel de l'électrode L'électrode de la porte flottante est alors bloquée à VRE en réponse à l'impulsion OR et le courant de déplacement ajuste le potentiel permanent entre la voie noyée ou enfouie et le substrat Les potentiels après équilibrage des charges  The relative minimum energy levels of the electrons beneath the electrode flanking that beneath the floating gate electrode are shown in dotted lines for each of the ZEROs are transferred from below the floating gate electrode through the other channels of the floating gate. charge transfer because the electrodes to which the clock 02 is applied are in the high or relatively positive state in potential This transfer of the ZERO charge does not cause a change in the potential of the electrode The electrode of the floating gate is then blocked at VRE in response to the OR pulse and the displacement current adjusts the permanent potential between the buried or buried path and the substrate Potentials after load balancing

restent tandis que le verrouillage est supprimé.  remain while the lock is removed.

En suivant la transition IV des horloges 01, 02 '  Following the transition IV of the clocks 01, 02 '

la condition haute est relativement positive de l'élec-  the high condition is relatively positive for electricity.

trode 01 suivant l'électrode à porte flottante permet le transfert de charge QS du puits d'énergie placé dans la voie 16 sous l'électrode à porte flottante Cela produit une composante positive de changement de potentiel à l'électrode à porte flottante En même temps, les puits d'énergie placés dans les autres voies de transfert de charge se trouvant sous l'électrode à porte flottante sont remplis d'une charge négative des puits d'énergie sous les électrodes précédentes o est appliqué un potentiel 02 faible ou relativement négatif Ce remplissage d'une charge négative des puits placés sous l'électrode à porte flottante dans les autres voies produit des composantes négatives respectives de potentiel sur l'électrode à porte flottante A la fin des transferts de charge, l'horloge 05 passe à l'état haut tandis que l'horloge O ZR reste basse et que l'amplificateur de détection détecte la somme de la composante positive du potentiel induitepar la charge qui est vidée du puits d'énergie sous l'électrode à porte flottante dans la voie de transfert de charge 16 du signal analogique et les composantes négatives de potentiel induites par la charge remplissant les puits d'énergie sous l'électrode à porte flottante dans les autres voies  trode 01 following the floating gate electrode allows the QS charge transfer of the energy sink placed in the channel 16 under the floating gate electrode This produces a positive potential change component at the floating gate electrode At the same time time, the energy wells placed in the other charge transfer paths under the floating gate electrode are filled with a negative charge of the energy wells under the previous electrodes where a low or relatively low potential 02 is applied. negative This filling of a negative charge of the wells placed under the floating gate electrode in the other channels produces respective negative potential components on the floating gate electrode At the end of the charge transfers, the clock 05 goes to the high state while the clock O ZR remains low and that the sense amplifier detects the sum of the positive component of the potential induced by the load which is vi of the energy sink under the floating gate electrode in the charge transfer path 16 of the analog signal and the negative potential components induced by the charge filling the energy wells under the floating gate electrode in the other way

de transfert de charge.charge transfer.

Il est pratique, en ce point, de se référer au schéma des temps de la figure 7, en même temps qu'à la figure 5 Les conditions "hautes" des horloges 01 et 02 sont associées au fait qu'elles sont égales à une tension de fonction +VDD qui est positive par rapport à VREF et VUN; et les conditions "basses" des horloges 01 et 02 sont associées au fait qu'elles sont égales à une tension  It is convenient at this point to refer to the timing diagram of FIG. 7, together with FIG. 5. The "high" conditions of the clocks 01 and 02 are associated with the fact that they are equal to one another. + VDD function voltage which is positive with respect to VREF and VUN; and the "low" conditions of the clocks 01 and 02 are associated with the fact that they are equal to a voltage

de la masse qui est négative par rapport à VREF et VZERO.  of the mass which is negative with respect to VREF and VZERO.

Les capteurs FG 1, FG 2, F Gn sont verrouillés de façon récurrente à VREF comme on l'a noté ci-dessus en ce qui concerne la figure 6 Les verrouillages des portes flottante FG 1, FG 2, F Gm se font par les canaux de transistors respectifs à effet de champ FET 1, FET 2 FE Tn, respectivement, en réponse à une impulsion de temporisation  The sensors FG 1, FG 2, F Gn are repeatedly locked to VREF as noted above with respect to FIG. 6. The locks of the floating doors FG 1, FG 2 and F Gm are made by the respective field effect transistor transistors FET 1, FET 2 FE Tn, respectively, in response to a delay pulse

O R appliquée à leurs portes Ces impulsions de temporisa-  O R applied to their doors These impulses of temporisa-

tion sont appliquées pendant les temps o la phase de l'horloge 01 est faible et o la phase de l'horloge 02 est haute En effet, les électrodes de porte flottante sont hautes par rapport aux électrodes de phase 01 qui les flanquent dans la voie de transfert de charge du signal analogique 16 et basses par rapport aux électrodes de phase 02 qui les flanquent dans les autres voies de  are applied during the times when the phase of the clock 01 is low and o the phase of the clock 02 is high Indeed, the floating gate electrodes are high relative to the phase electrodes 01 which flank them in the way load transfer of the analog signal 16 and low compared to the phase electrodes 02 which flank them in the other channels of

transfert de charge sous elles.charge transfer under them.

On considère le cas o la remise à zéro automatique doit suivre le verrouillage des électrodes de porte flottante FGJ, FG 2, * F Gn à VREF au temps O O R est haut pour verrouiller les électrodes Les paquets de chargesnégativessous les électrodes de porte flottante et  Consider the case where the automatic reset must follow the locking of the floating gate electrodes FGJ, FG 2, * F Gn to VREF at time O O R is high to lock the electrodes The packets of negative chargeall the floating gate electrodes and

dans la voie 16 du signal analogique sont de valeur zéro.  in channel 16 of the analog signal are of zero value.

C'est en réponse au multiplexeur 10 qui a, en des temps précédents dans le fonctionnement du pipeline, appliqué des signaux à l'étage 12 d'injection de charge inhibant son injection de charge dans la voie 16 Pendant la transition d'horloge 01 ' 02 ' II, qui se présente après passage à l'état bas de O R pour libérer les verrouillages sur les électrodes des portes flottantes, il n'y a par conséquent pas de charge à transférer d'en dessous de  It is in response to the multiplexer 10 that has, in previous times in the operation of the pipeline, applied signals to the charge injection stage 12 inhibiting its charge injection in the channel 16 During the clock transition 01 '02' II, which occurs after the low state of OR to release the locks on the electrodes of the floating doors, there is therefore no load to transfer from below

25229042522904

trois voies sous-jacentes à cette électrode, en des temps suivant immédiatement quatre transitions successives dans les horloges 01 et 02 Ces transitions, I, II, III et IV se présentent dans l'ordre de leur numérotation ordinale comme on peut le voir en se référant au schéma des temps de la figure 7 et décrivent un cycle complet de conversion  three channels underlying this electrode, in times immediately following four successive transitions in clocks 01 and 02 These transitions, I, II, III and IV are in the order of their ordinal numbering as can be seen in Referring to the timing diagram of Figure 7 and describe a complete conversion cycle

analogique-numérique comprenant la remise à zéro automa-  analog-digital system including automatic reset

tique précédant l'étape de comparaison différentielle.  prior to the differential comparison step.

La transition d'horloge II est celle qui précède le plus immédiatement une remise au zéro automatique et la transition d'horloge IV est celle précédant le plus immédiatement une comparaison différentielle pour résoudre  The clock transition II is the one that immediately precedes an automatic reset and the clock transition IV is the one immediately preceding a differential comparison to resolve

un bit de la conversion analogique-numérique.  a bit of analog-to-digital conversion.

En se référant de nouveau à la figure 6, après la transition I des horloges 01, 02 ' 01 est à l'état bas ou relativement négatif et 02 est à l'état haut ou relativement positif Avec les électrodes flanquant la porte flottante dans la voie 16 de signaux analogiques négatives par rapport à l'électrode de la porte flottante, du fait que 01 est à l'état bas, le puits d'énergie sous l'électrode de la porte flottante est rempli d'une charge négative nulle du puits d'énergie élevée sous l'électrode de la porte précédente 01 En même temps, les puits d'énergie sous l'électrode à porte flottante dans les deux autres voies se vident des paquets de chargesnégatives anciens non nuls qui s'écoulent vers les puits d'énergie abaissés sous les électrodes dès portes successives o  Referring again to FIG. 6, after the transition I of the clocks 01, 02 '01 is in the low or relatively negative state and 02 is in the high or relatively positive state With the electrodes flanking the floating gate in the channel 16 of negative analog signals with respect to the floating gate electrode, because 01 is in the low state, the energy well under the floating gate electrode is filled with a negative zero load of the floating gate. high energy well under the electrode of the previous gate 01 At the same time, the energy wells under the floating gate electrode in the other two channels are empty of the packets of non-zero old negative charges which flow towards the energy wells lowered under the electrodes from successive doors o

est appliqué un potentiel d'horloge 02 à l'état haut.  a high clock potential 02 is applied.

Ensuite, en réponse à une impulsion O R' l'électrode de la porte flottante est bloquée au potentiel VREF Le trajet pour le courant de blocage passe par trois capacités en série; plus particulièrement, la capacité d'oxyde, la capacité de la surface du substrat semi-conducteur au canal enfoui et la capacité du canal enfoui à la masse du substrat La dernière capacité est la plus faible, du fait de l'espace relativement important entre les armatures; et l'écoulement de courant de déplacement pendant un blocage ou verrouillage de la connexion en série des trois capacités sert principalement à changer le potentiel à cette dernière capacité La charge sur les capacités bien plus grandes, associées au transfert de la charge négative dans les voies de transfert de charge, est essentiellement  Then, in response to a pulse O R 'the floating gate electrode is blocked at the potential VREF The path for the blocking current passes through three capacitors in series; more particularly, the oxide capacity, the capacity of the surface of the semiconductor substrate to the buried channel and the capacity of the channel buried in the substrate mass The last capacity is the weakest, because of the relatively large space between the frames; and the displacement current flow during a blocking or locking of the series connection of the three capacitors is mainly used to change the potential to the latter capacity The load on the much larger capacities, associated with the transfer of the negative charge in the channels charge transfer, is essentially

non affectée.not affected.

Subséquemment à la transition II des horloges 01, 02 ' les électrodes flanquant l'électrode à porte flottante dans la voie 16 du signal analogique sont à un potentiel haut ou relativement positif, et celles flanquant l'électrode à porte flottante sur les autres voies de transfert de charge sont à un potentiel bas ou relativement négatif La charge négative nulle dans la voie 16 de signaux analogiques se vide dans le puits d'énergie sous l'électrode après l'électrode à porte flottante Il n'y a pas de changement appréciable du potentiel de l'électrode à porte flottante avec le transfert de la charge négative nulle En même temps, dans les deux autres voies de transfert de charge, il y a un transfert vers l'intérieur de la charge négative nulle, qui ne provoque pas de changement appréciable du potentiel de l'électrode à porte flottante L'électrode à porte flottante reste donc essentiellement à VRF pendant la remise à zéro automatique subséquente de l'amplificateur dedébactiadontelle sert d'entrée La remise à zéro automatique de l'amplificateur  Subsequent to the transition II of the clocks 01, 02 'the electrodes flanking the floating gate electrode in the channel 16 of the analog signal are at a high or relatively positive potential, and those flanking the floating gate electrode on the other channels. load transfer are at a low or relatively negative potential The negative null charge in channel 16 of analog signals is emptying into the energy well under the electrode after the floating gate electrode There is no appreciable change the potential of the floating gate electrode with the transfer of the zero negative charge At the same time, in the other two charge transfer paths, there is an inward transfer of the zero negative charge, which does not cause Substantial Change in the Potential of the Floating Gate Electrode The floating gate electrode thus remains essentially at VRF during the subsequent automatic reset of the ampli erbustingdirector serves as input The automatic reset of the amplifier

dedftedton estaloz en référence avec ce potentiel essentiel-  dedftedton estaloz in reference to this essential potential-

lement à VREF En se référant au schéma des temps de la figure 7, la remise au zéro automatique a lieu en des  VREF Referring to the timing diagram of Figure 7, the automatic reset takes place in

temps o les horloges O S et O ZR sont simultanément hautes.  time o clocks O S and O ZR are simultaneously high.

En se référant de nouveau à la figure 6, la transition III des horloges 01, 02 suit Les électrodes flanquant l'électrode à porte flottante dans la voie de signaux analogiques 16 sont à l'état bas ou relativement négatif, et un nouveau paquet de charg% négatives Qs s'écoule dans le puits d'énergie sous l'électrode à porte flottante pour provoquer un changement négatif du potentiel de l'électrode En même temps, des paquets de charg% négatives  Referring again to FIG. 6, the transition III of the clocks 01, 02 follows. The electrodes flanking the floating gate electrode in the analog signal path 16 are in the low or relatively negative state, and a new packet of charge% negative Qs flows into the energy well under the floating gate electrode to cause a negative change in electrode potential At the same time, negative charge packs

24 252290424 2522904

l'électrode à porte flottante aux puits sous les électrodes immédiatement à leur droite dans la voie de signaux  the floating gate electrode to the wells under the electrodes immediately to their right in the signal path

analogiques 16, donc les portes flottantes restent à VREF-  16, so the floating doors stay at VREF-

Pendant la transition d'horloge O,, 02 II, les paquets de chargestransférés à des positions sous les portes flottantes dans les autres voies de transfert de charge sont de valeur zéro, parce que les multiplexeurs 11 ont empêché l'étage d'injection de charge 13 d'injecter la charge dans la connexion du pipeline des diviseurs ou répartiteurs de charge Ainsi, il n'y a pas de composante négative induite dans les potentiels des électrodes à porte flottante par une charge négative dans une voie de  During the clock transition O ,, 02 II, the packets of charges transferred to positions under the floating gates in the other charge transfer paths are of zero value, because the multiplexers 11 have prevented the injection stage of charge 13 to inject the charge into the pipeline connection of the dividers or load balancers Thus, there is no negative component induced in the potentials of the floating gate electrodes by a negative charge in a way of

* transfert de charge en dessous des électrodes FG 1, FG 2 ".* charge transfer below the electrodes FG 1, FG 2 ".

F Gn En conséquence, les électrodes flottantes restent  As a result, the floating electrodes remain

au potentiel de VREF.to the potential of VREF.

La remise à zéro automatique est accomplie sur l'impulsion OS qui suit la transition d'horloge II, les impulsions alternées O S sur lesquelles une remise à zéro automatique est accomplie étant marquées par ZR sur la figure 7 Les entrées décalées des étages d'entrée du comparateur différentiel des amplificateurs de détection SA 1, SA 2, S An, c'est-àdire les entrées qui ne sont pas connectées à des électrodes respectivesà porte flottante FG 1, FG 2, F Gn sont alors ajustées de façon que les comparateurs basculent si les potentiels aux électrodes à porte flottante doivent passer par le niveau  The automatic reset is accomplished on the OS pulse following the clock transition II, the OS alternate pulses on which an automatic reset is accomplished being marked by ZR in Fig. 7 The input stage staggered inputs of the differential comparator of the sense amplifiers SA 1, SA 2, S An, that is, the inputs which are not connected to respective floating gate electrodes FG 1, FG 2, F Gn are then adjusted so that the comparators switch if the potentials at the floating gate electrodes have to go through the level

de VR.VR.

On considère maintenant le cas o l'évaluation des paquets de chargesnégativesdécrivant les échantillons du signal analogique de la source 14 doit suivre le verrouillage des électrodes à porte flottante FG 1, FG 2, F Gn à VREF Les paquetsde charg% négativessous ces portes flottantes et dans la voie 16 de signaux analogiques décrivent le multiplexeur 10 ayant choisi en des temps successifs des échantillons de la tension du signal analogique reçu pour application à l'étage 12 d'injection de charge Ala suite de la transition IV d'horloge 1, 02  We now consider the case where the evaluation of the packets of negative chargedescribing the samples of the analog signal of the source 14 must follow the locking of the floating gate electrodes FG 1, FG 2, F Gn to VREF The packets of charge negativessous these floating doors and in the channel 16 of analog signals describe the multiplexer 10 having chosen in successive times samples of the voltage of the analog signal received for application to the load injection stage 12 Ala following the transition IV clock 1, 02

25229042522904

après passage à l'état bas de OR pour libérer le verrouil-  after going to the low state of OR to release the lock.

lage sur les électrodes à porte flottante, les paquets de chargesnégativesdécrivant ces échantillons successifs sont transférés aux électrodes successives dans une voie de signaux analogiques 16 pour induire, sur les électrodes à porte flottante FG 1, FG 2, F Gn des composantes positives de potentiel décrivant des échantillons successifs de signaux analogiques A la suite de la même transition IV d'horloge 01, 02, les paquets de chargesnégativesdécrivant des fractions pondérées binaires successives de Q sont transférés sous les électrodes à porte flottante FG 1, FG 2, F Gn par les voies de transfert de charge 19-1, 192, 19-n; et les paquets de charge négative décrivant la somme partielle des étages précédents de conversion sont transférés sous les électrodes de porte flottante FG 1, FG 2, F Gn par les voies de transfert de charge 20-1, -2, 20-n Ces paquets de charge négative induisent les composantes négatives des potentiels sur les électrodes  On the floating gate electrodes, the negative charge packets describing these successive samples are transferred to the successive electrodes in an analog signal path 16 to induce, on the floating gate electrodes FG 1, FG 2, F Gn positive potential components describing successive samples of analog signals Following the same clock transition IV 01, 02, the packets of negative charges describing successive binary weighted fractions of Q are transferred under the floating gate electrodes FG 1, FG 2, F Gn by the charge transfer paths 19-1, 192, 19-n; and the negative charge packets describing the partial sum of the preceding conversion stages are transferred under the floating gate electrodes FG 1, FG 2, F Gn by the charge transfer paths 20-1, -2, 20-n These packets of negative charge induce the negative components of the potentials on the electrodes

à porte flottante.with floating door.

Les potentiels résultants sur les électrodes à porte flottante FG 1, FG 2, FG, sont alors comparés à  The resulting potentials on the floating gate electrodes FG 1, FG 2, FG are then compared to

VREF par les amplificateurs de détection SA 2, SA 2, SA.  VREF by the detection amplifiers SA 2, SA 2, SA.

respectivement pour déterminer si les composantes positives répondant à des échantillons de signal analogique ont dépassé ou n'ont pu dépasser les composantes négatives respectives La combinaison linéaire des composantes négatives et positives de la tension aux portes flottantes est très précise, et la forte résolution du ADC de la figure 5 dépend en grande mesure de cette précision On peut s'attendre à des précisions de plus de 0,2 % pour un temps de détection de 20 ns, avec ce processus de soustraction. Il est important de noter que la présente invention n'est pas limitée au ADC à résolution à quatre bits décrit ici Des ADC à résolution de plus ou moins quatre bits sont faciles à réaliser en diminuant ou en augmentant respectivement le nombre de prises de la ligne à retard 112  respectively to determine if the positive components responding to analog signal samples have exceeded or could not exceed the respective negative components The linear combination of the negative and positive components of the voltage at the floating gates is very accurate, and the high resolution of the ADC Figure 5 depends to a large extent on this accuracy. More than 0.2% accuracy can be expected for a detection time of 20 ns, with this subtraction process. It is important to note that the present invention is not limited to the four-bit resolution ADC described herein. ADCs with plus or minus four bit resolution are easily accomplished by decreasing or increasing the number of taps in the line, respectively. delay 112

2; 229042; 22904

et le nombre de comparateurs C, de registres à décalage SR  and the number of comparators C, shift registers SR

et de convertisseurs numériques-analogiques DAC employés.  and DAC digital-to-analog converters employed.

Ainsi, un ADC à N bits nécessite une ligne à retard analogique à N prises, N comparateurs et DAC et N-1 registres à décalage, dont le plus long a N1 étages  Thus, an N-bit ADC requires an N-tap analog delay line, N comparators, and DAC and N-1 shift registers, the longest of which has N1 stages.

de décalage.offset.

Des modifications du mode de réalisation ci-dessus décrit sont envisagées comme faisant partie du cadre de l'invention Par exemple, les registres à décalage SR peuvent être remplacés par une mémoire de lecture-écriture o les bits de sortie développés par les comparateurs C sont stockés Les bits stockés sont lus en des temps appropriés pendant la séquence de conversion et appliqués aux bornes respectives d'entrée des DAC respectifs à la  Modifications of the embodiment described above are envisaged as forming part of the scope of the invention. For example, the shift registers SR may be replaced by a read-write memory where the output bits developed by the comparators C are The stored bits are read at appropriate times during the conversion sequence and applied to the respective input terminals of the respective DACs at the same time.

façon décrite ici.as described here.

De plus, un dispositif d'utilisation recevant le mot numérique à la sortie des bornes de sortie B 8, B 4, B 2, Bl de la figure 1 peut nécessiter que les transitions  In addition, a user device receiving the digital word at the output of the output terminals B 8, B 4, B 2, B 1 of FIG. 1 may require that the transitions

des signaux des bits s'y produisent sensiblement simulta-  bits signals occur there substantially simultaneously

nément A cette fin, un registre à décalage SR-1 (non représenté) est interposé entre le comparateur C 1 et la borne Bl pour retirer la transition du signal de bit retardé du LSB due aux retards de propagation du DAC-1  For this purpose, a shift register SR-1 (not shown) is interposed between the comparator C 1 and the terminal B 1 to remove the transition of the delayed bit signal from the LSB due to propagation delays of the DAC-1.

et de C 1 SR-1 doit seulement avoir un étage de décalage.  and C 1 SR-1 must only have one shift stage.

Afin que tous les bits de chaque mot numérique de sortie continuent à être développés pendant le même cycle d'horloge, chaque registre à décalage SR-8, SR-4 et SR-2  In order that all the bits of each output digital word continue to be developed during the same clock cycle, each shift register SR-8, SR-4 and SR-2

est allongé d'un étage de décalage Cet étage supplémen-  is extended by a shift stage This additional floor

taire de décalage est interposé entre le dernier étage de décalage actuel et la borne de sortie correspondante, B 8, B 4 et B 2 Une modification semblable peut être apportée par rapport aux registres à décalage SR-(n-1) , SR-(n-2) et ainsi de suite de la figure 5 par rapport aux bornes 2 (n-1) , 2 (n-2, 2 Dans le mode de réalisation de la figure 5, le déclenchement des paquets de charge négative sous les électrodes à porte flottante est tel que les échantillons aient des échantillons du signal analogique tel que quantifié jusqu'à maintenant et des échantillons de bit d'essai qui en sont soustraits D'autres modes de réalisation sont envisagés o le déclenchement des paquets de chargesnégativessous les portes flottantes est tel que l'ansoustrait des échantillons du signal analogique des échantillons additionnés du signal analogique tel que quantifié et des échantillons de bit d'essai, une inversion  Offset is interposed between the last current offset stage and the corresponding output terminal, B 8, B 4 and B 2. A similar change can be made with respect to the shift registers SR- (n-1), SR- ( n-2) and so on in Fig. 5 with respect to terminals 2 (n-1), 2 (n-2, 2 In the embodiment of Fig. 5, triggering of negative charge packets under the electrodes The floating gate is such that the samples have samples of the analog signal as quantized to date and test bit samples which are subtracted from them. Other embodiments are contemplated where the triggering of the packets of negative charges across the gates is envisaged. The floating point is such that the analog signals of the analog samples of the analogue signal as quantized and the samples of the test bit are inverted.

logique appropriée étant incorporée dans chaque amplifica-  appropriate logic being incorporated into each amplification

teur de détection.detector.

Comme autre exemple, la linéarité de l'étage d'injection de charge 12 peut être améliorée par inclusion d'une source 34 de "zéro gras", du multiplexeur 30 et de l'étage d'injection de charge 32 de la figure 5 Dans l'opération de "zéro gras", un paquet de chargesde grandeur QP est injecté dans la voie de transfert de charge 2 Oi QN pendant les temps o le multiplexeur 10 choisit la source analogique 14 pour compenser la charge non nulle  As another example, the linearity of the charge injection stage 12 can be improved by inclusion of a source 34 of "zero fat", the multiplexer 30 and the charge injection stage 32 of FIG. In the "zero fat" operation, a charge size packet QP is injected into the charge transfer path 2 Oi QN during the times when the multiplexer 10 selects the analog source 14 to compensate the non-zero charge

injectée par l'étage 12 en réponse à VZERO Les multi-  injected by stage 12 in response to VZERO

plexeurs 10 et 30 choisissent la source de niveau zéro  plexers 10 and 30 choose the zero level source

en même temps.at the same time.

28 252290428 2522904

Claims (13)

R E V E N D I C A T I 0 N SR E V E N D I C A T I 0 N S 1. Dispositif de conversion analogique-numérique pour produire un mot numérique représentatif du niveau d'un signal analogique, caractérisé par: une source ( 114) de signaux d'horloge; un moyen d'échantillonnage ( 112) répondant audit signal analogique et audit signal d'horloge pour développer un certain nombre d'échantillons retardés en succession dudit signal analogique, la présence desdits échantillons étant retardée en succession d'un nombre de cycles dudit signal d'horloge par rapport à sa présence à l'entrée dudit moyen d'échantillonnage; un certain nombre de comparateurs (Cl, C 2, C 4, C 8) recevant, à des entrées correspondantes (+),un échantillon  An analog-to-digital conversion device for producing a digital word representative of the level of an analog signal, characterized by: a source (114) of clock signals; sampling means (112) responsive to said analog signal and said clock signal for developing a number of delayed samples in succession of said analog signal, the presence of said samples being delayed in succession by a number of cycles of said signal; clock with respect to its presence at the input of said sampling means; a number of comparators (Cl, C 2, C 4, C 8) receiving, at corresponding entries (+), a sample retardé dudit signal analogique dudit moyen d'échantillon-  delayed said analog signal of said sample means nage pour produire des bits à des sorties desdits compara-  to produce bits at outputs of those comparisons teurs;tors; un moyen (SR 2, SR 4, SR 8) pour stocker les repré-  means (SR 2, SR 4, SR 8) for storing the sentations des bits ainsi produits; un moyen (DAC 1, DAC 2, DAC 3, DAC 4) répondant à la représentation des bits ainsi stockés pour développer un certain nombre de niveaux de référence qui sont appliqués aux entrées correspondantes (-) desdits comparateurs, les niveaux développés de référence, quand ils sont comparés aux échantillons retardés correspondants, produisant les bits à la sortie du comparateur qui établissent la valeur dudit mot numérique comme étant celle qui représente le niveau du signal analogique échantillonné; et un moyen (BI, B 2, B 4, B 8) répondant auxdits bits  the bits thus produced; means (DAC 1, DAC 2, DAC 3, DAC 4) corresponding to the representation of the bits thus stored to develop a number of reference levels which are applied to the corresponding inputs (-) of said comparators, the developed reference levels, when compared to the corresponding delayed samples, producing the bits at the comparator output which set the value of said digital word to be that which represents the level of the sampled analog signal; and means (BI, B 2, B 4, B 8) responsive to said bits pour en développer ledit mot numérique.  to develop said digital word. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen précité pour stocker (SR 2, SR 4, SR 8) comprend un certain nombre de registres à décalage, chacun ayant une entrée respective à laquelle sont couplés les bits produits par l'un des comparateurs  2. Device according to claim 1, characterized in that the aforementioned means for storing (SR 2, SR 4, SR 8) comprises a number of shift registers, each having a respective input to which are coupled the bits produced by the one of the comparators 29 252290429 2522904 (C 1, C 2, C 4, C 8) précités et chacun desdits registres à décalage reçoit le signal d'horloge (CS-01) pour décaler  (C 1, C 2, C 4, C 8) and each of said shift registers receives the clock signal (CS-01) to shift lesdits bits.said bits. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que chaque registre à décalage (SR 2, SR 4, SR 8) comprend I étages de décalage, o I est un nombre entier choisi de façon que 21 soit le poids des bits du  3. Device according to claim 2, characterized in that each shift register (SR 2, SR 4, SR 8) comprises I offset stages, where I is an integer selected so that 21 is the weight of the bits of the mot numérique précité stocké dans ledit registre à décalage.  aforementioned digital word stored in said shift register. 4. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que chaque registre à décalage (SR 2, SR 4, SR 8) comprend I étages de décalage, o I est un nombre entier choisi de façon que la somme de I + J pour chaque position d'un bit dudit mot numérique soit égale à la même valeur entière, et J est le nombre de cycles d'horloge du retard associé à l'échantillon à la sortie du moyen d'échantillonnage ( 112) précité correspondant à ladite  4. Device according to claim 2, characterized in that each shift register (SR 2, SR 4, SR 8) comprises I shift stages, where I is an integer chosen so that the sum of I + J for each one bit position of said digital word is equal to the same integer value, and J is the number of clock cycles of the delay associated with the sample at the output of said sampling means (112) corresponding to said position du bit.bit position. 5. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen (DAC 1, DAC 2, DAC 4, DAC 8) précité répondant aux représentations des bits ainsi stockés comprend un certain nombre de moyens de conversion numérique-analogique, chacun étant associé à l'un des comparateurs précités (C 1, C 2, C 4, C 8) pour développer les  5. Device according to claim 1, characterized in that said means (DAC 1, DAC 2, DAC 4, DAC 8) corresponding to the representations of the bits thus stored comprises a certain number of digital-analog conversion means, each being associated to one of the abovementioned comparators (C 1, C 2, C 4, C 8) for developing the niveaux de référence précités.reference levels. 6 Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le moyen de conversion (DAC 1, DAC 2, DAC 4, DAC 8) associé aux oemparateurs (C 1, C 2, C 4, C 8) précités développant les bits ayant un poids de 2 dans le mot numérique précité a N bornes d'entrée ( 1, 2, 4, 8) pour recevoir des signaux ayant des poids de 2 I, o I est un nombre entier compris ente O I 4 N-1, ledit moyen de conversion comprenant: un moyen pour appliquer un signal logiquement vrai (" 1 ") à ladite borne d'entrée pondérée à 21; un moyen pour appliquer un signal logiquement faux (MASSE) à toutes lesdites bornes d'entrée pondérées à moins de 21, et  6 Device according to claim 5, characterized in that the conversion means (DAC 1, DAC 2, DAC 4, DAC 8) associated with oemparers (C 1, C 2, C 4, C 8) above developing the bits having a weight of 2 in the abovementioned numerical word to N input terminals (1, 2, 4, 8) for receiving signals having weights of 2 I, where I is an integer of OI 4 N-1, said means conversion apparatus comprising: means for applying a logically true signal ("1") to said weighted input terminal at 21; means for applying a logically false signal (MASS) to all said weighted input terminals to less than 21, and -30 2522904-30 2522904 un moyen pour appliquer les bits du signal stocké ayant des poids de plus de 21 à celles des bornes d'entrée  means for applying the bits of the stored signal having weights greater than 21 to those of the input terminals ayant des poids correspondants.having corresponding weights. 7. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen d'échantillonnage ( 112) précité comprend une voie de dispositif de transfert de charge ( 16) comprenant: un moyen ( 14, 10, 12) pour lui appliquer des paquets respectifs de charge à chaque cycle successif d'horloge, lesdits paquets de chargesreprésentant des échantillons du signal analogique à des cycles d'horloge de numéro pair et d'un niveau zéro à des cycles d'horloge de numéro impair, et un certain nombre d'électrodes de porte (FG 1, FG 2, F Gn) proches de ladite voie pour répondre auxdits paquets de chargesafin de produire les échantillons du signal  Apparatus according to claim 1, characterized in that said sampling means (112) comprises a charge transfer device path (16) comprising: means (14, 10, 12) for applying respective packets thereto. each successive cycle of the clock, said packets of loads representing samples of the analog signal at even-numbered and zero-level clock cycles to odd-numbered clock cycles, and a number of gate electrodes (FG 1, FG 2, F Gn) close to said path for responding to said load packets to produce the signal samples analogique retardé.delayed analog. 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que le moyen précité pour développer un certain nombre de niveaux de référence (DAC 1, DAC 2, DAC 4, DAC 8) comprend: une seconde voie ( 18, 19) de dispositif de transfert de charge comprenant un moyen ( 15, 11, 13) pour lui appliquer des paquets respectifs de chargesà chaque cycle d'horloge successif, lesdits paquets de chargesreprésentant un niveau de référence sur lesdits cycles d'horloge de numéro pair et un niveau zéro sur lesdits cycles d'horloge de numéro impair, les niveaux respectifs de référence étant en rapport en pondération sensiblement binaire avec des niveaux de référence progressivement de plus en plus petits  8. Device according to claim 7, characterized in that the aforementioned means for developing a number of reference levels (DAC 1, DAC 2, DAC 4, DAC 8) comprises: a second channel (18, 19) of charge transfer comprising means (15, 11, 13) for applying respective packets of charges thereto at each successive clock cycle, said packets of charges representing a reference level on said even-numbered clock cycles and a zero level on said odd-numbered clock cycles, the respective reference levels being in substantially binary weighting relationship with progressively smaller reference levels. qui sont appliqués aux entrées des comparateurs correspon-  which are applied to the inputs of the comparators correspon- dant à des bits progressivement de moins en moins impor-  to bits progressively less and less important tants dudit mot numérique.of said digital word. 9 Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que les électrodes de porte (FG 1, FG 2, F Gn) sont proches de la seconde voie pour également répondre aux paquets de chargesreprésentant les niveaux précités de référence.  9 Device according to claim 8, characterized in that the gate electrodes (FG 1, FG 2, F Gn) are close to the second channel to also respond to the packets of loadsreprésentant the aforementioned levels of reference. 10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que le moyen précité pour stocker (SR 2, SR 4, SR 8) comprend une troisième voie de transfert de charge comprenant un moyen (G 1, G 2, Gn) répondant aux bits du signal pour appliquer les paquets de chargesreprésentant10. Device according to claim 9, characterized in that the aforementioned means for storing (SR 2, SR 4, SR 8) comprises a third charge transfer path comprising a means (G 1, G 2, G n) responding to the bits. the signal to apply the packets of loadsrepresentative les niveaux précités de référence au troisième canal.  the aforementioned levels of reference to the third channel. 11. Procédé de développement de mots numériques successifs à partir des grandeurs successives de façon correspondante d'un signal analogique, caractérisé par les étapes de: dans un intervalle donné de temps (a) échantillonner la grandeur dudit signal analogique; (b) développer un premier niveau analogique représentatif de la valeur de la position du bit le plus important du mot numérique; (c) comparer la grandeur du signal analogique échantillonné obtenu à l'étape (a) audit premier niveau analogique pour développer la valeur tu bit le plus important du mot numérique représentant la grandeur du signal analogique échantillonné indiqué à l'étape (a); (d) stocker une représentation du bit ainsi développé à l'étape (c); et (e) répéter les étapes (a) à (d) pour la grandeur du signal analogique qui se présente dans chaque intervalle subséquent de temps; et en ce qu'on accomplit de plus les étapes qui suivent: (f) développer, pour chaque mot numérique donné qui n'est pas totalement développé, un niveau analogique représentant la somme pondérée des représentations des bits stockés dans des intervalles de temps précédents pour chaque mot numérique donné et de la valeur de la position de son bit suivant le moins important qui n'est pas encore déterminé; (g) comparer, pour chaque mot numérique donné qui n'est pas totalement développé, la grandeur du signal analogique échantillonné correspondant au niveau analogique développé à l'étape (f) pour développer la valeur de son bit le moins important suivant (h) si le bit le moins important suivant développé à l'étape (g) n'est pas le bit le moins important, alors stocker une représentation du bit ainsi développe à l'étape (g); et (i) si le bit le moins important suivant développé à l'étape (g) est le bit le moins important, alors développer ledit mot numérique donné à partir du bit le moins important et à partir des autres bits dudit mot numérique qui ont été développés à des intervalles de temps  11. A method of developing successive digital words from successively corresponding quantities of an analog signal, characterized by the steps of: in a given time interval (a) sampling the magnitude of said analog signal; (b) developing a first analog level representative of the value of the position of the largest bit of the digital word; (c) comparing the magnitude of the sampled analog signal obtained in step (a) with said first analog level to develop the largest tu bit value of the digital word representing the magnitude of the sampled analog signal indicated in step (a); (d) storing a representation of the bit so developed in step (c); and (e) repeating steps (a) through (d) for the magnitude of the analog signal occurring in each subsequent interval of time; and further accomplishing the steps of: (f) developing, for each given numerical word that is not fully developed, an analog level representing the weighted sum of the representations of bits stored in previous time intervals for each given numeric word and the value of the position of its next least significant bit which has not yet been determined; (g) comparing, for each given numerical word that is not fully developed, the magnitude of the sampled analog signal corresponding to the analog level developed in step (f) to develop the value of its next least significant bit (h) if the next least important bit developed in step (g) is not the least important bit, then storing a representation of the bit thus developed in step (g); and (i) if the next least significant bit developed in step (g) is the least significant bit, then developing said given digital word from the least significant bit and from the other bits of said digital word which have been developed at intervals of time précédents.precedents. 12. Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que l'étape (f) comprend, pour chaque mot numérique donné qui n'est pas encore totalement développé, les étapes de: (j) développer un signal logiquement vrai à la  The method according to claim 11, characterized in that step (f) comprises, for each given digital word which is not yet fully developed, the steps of: (j) developing a signal logically true to the position du bit d'un mot numérique de comparaison corres-  bit position of a comparison digital word corresponding to pondant à la position du bit du bit le moins important suivant; (k) développer des signaux logiquement faux dans  spanning at the bit position of the next least significant bit; (k) develop logically false signals in toutes les positions des bits du mot numérique de comparai-  all the bit positions of the digital word of comparison son de moindre importance que la position du bit définie à l'étape (j); ( 1) appliquer la représentation des bits dudit mot numérique donné qui n'est pas encore totalement développé, stockés dans les intervalles de temps précédents, aux positions correspondantes des bits du mot numérique de comparaison, lesdites positions des bits étant celles de plus grande importance que la position du bit indiquée à l'étape (j); et (m) convertir ledit mot numérique de comparaison  its lesser importance than the position of the bit defined in step (j); (1) applying the representation of the bits of said given numerical word which is not yet fully developed, stored in the preceding time intervals, to the corresponding positions of the bits of the digital comparison word, said bit positions being those of greatest importance that the position of the bit indicated in step (j); and (m) converting said digital comparison word en un niveau analogique.in an analog level. 13. Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que: l'étape (d) comprend l'étape de: (j) stocker le premier niveau analogique comme la représentation du bit développé à l'étape (c) si ledit bit ainsi développé à l'étape (c) est un signal logiquement vrai;et en ce que l'étape (h) comprend l'étape de: (k) combiner pour chaque mot numérique donné qui n'est pas totalement développé, les niveaux analogiques développés à des intervalles de temps précédents o le bit développé était un signal logiquement vrai; et ( 1) stocker ledit niveau analogique combiné pour produire la somme pondérée pour l'intervalle de temps  The method according to claim 11, characterized in that: step (d) comprises the step of: (j) storing the first analog level as the representation of the bit developed in step (c) if said bit developed in step (c) is a logically true signal, and in that step (h) comprises the step of: (k) combining for each given digital word that is not fully developed, the analog levels developed at previous time intervals the developed bit was a logically true signal; and (1) storing said combined analog level to produce the weighted sum for the time interval subséquent.subsequent.
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