JPS59207731A - Analog digital conversion - Google Patents

Analog digital conversion

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Publication number
JPS59207731A
JPS59207731A JP8311183A JP8311183A JPS59207731A JP S59207731 A JPS59207731 A JP S59207731A JP 8311183 A JP8311183 A JP 8311183A JP 8311183 A JP8311183 A JP 8311183A JP S59207731 A JPS59207731 A JP S59207731A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
converter
comparison
bit
register
output
Prior art date
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Pending
Application number
JP8311183A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Teruo Shinya
新矢 輝雄
Kenji Yamada
健治 山田
Takahiro Okuno
奥野 貴裕
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP8311183A priority Critical patent/JPS59207731A/en
Publication of JPS59207731A publication Critical patent/JPS59207731A/en
Pending legal-status Critical Current

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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

Landscapes

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

Abstract

PURPOSE:To perform A/D conversion at high speed without causing malfunction by increasing clock pulse frequency of a successive comparison type A/D converter continuously from high order side bit to low order side bit. CONSTITUTION:An analog signal from a terminal 7 is added with output from a DA converter 5 by an adder 1 and the result of addition is impressed to a comparator 2 that judges positive or negative of the polarity, and inputted to a successive comparison register 3 that set the content basing on the result of comparison. The DA converter 5 outputs binary weighted analog value to the adder 1 basing on digital output 4 of the register 3. Clock pulse CP from a clock oscillator 6 is processed by a controlling circuit 8, and frequency is changed to lower frequency for comparison of high order bit side and to higher frequency for comparison of low order bit side. The CP is impressed to the register 3 and comparison time is set longer in high order side bit.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、アナログデジタル変換方法、特に、逐次近似
アナログデジタル変換方法に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to an analog-to-digital conversion method, particularly to a successive approximation analog-to-digital conversion method.

従来例の構成とその問題点 逐次近似式のアナログデジタル(AD)変換器は、周知
のように、デジタルアナログ(DA)変換器を帰還回路
として使用し、とODA変換器から出力されるアナログ
値と、AD変換するべきアナログ入力値とが一致するよ
うにレジスタ内容を2ベー−り 上位桁から設定し、2進コードを求めるように動作する
Conventional configuration and its problems As is well known, the successive approximation type analog-to-digital (AD) converter uses a digital-to-analog (DA) converter as a feedback circuit, and the analog value output from the ODA converter. The contents of the register are set from the upper digits of 2 bases so that the value and the analog input value to be AD-converted match, and the binary code is obtained.

第1図は、かかる逐次近似式AD変換器の構成例を示す
図であり、加算器1と、同加算器の加算結果が加えられ
、その極性の正負を判定する比較器2と、比較結果に基
いて内容設定がなされる逐次比較レジスタ3と、同レジ
スタのデジタル出力4に基いて2進の重みづけがなされ
たアナログ値を加算器へ出力するDA変換器6と、クロ
ック発生器6とによって構成されている。なお、7は被
変換アナログ入力が加わる端子である。
FIG. 1 is a diagram showing an example of the configuration of such a successive approximation type AD converter, and includes an adder 1, a comparator 2 to which the addition result of the adder is added and determining whether the polarity is positive or negative, and a comparison result. a successive approximation register 3 whose contents are set based on the register, a DA converter 6 which outputs an analog value weighted in binary based on the digital output 4 of the register to an adder, and a clock generator 6. It is made up of. Note that 7 is a terminal to which an analog input to be converted is added.

以上のように構成された逐次近似式のAD変換器では、
DA変換器6から2進の重みづけがなされたアナログ値
が順次出力され、最上位ビット(MSB)から最下位ビ
ワ)(LSB)へむけてレジスタ3の内容を逐次設定す
る動作が実行される0 第2図は、たとえば、アナログ値142をデジタル変換
する動作を説明するためのタイミングチャートであり、
同図aはクロックパルス、同図b3ベー:り けアナログ人力AtとDA変換器5のアナログ出力Ao
、同図Cはデジタル出力(レジスタの内容)4をそれぞ
れ示す図である。
In the successive approximation type AD converter configured as above,
Binary weighted analog values are sequentially output from the DA converter 6, and the contents of the register 3 are sequentially set from the most significant bit (MSB) to the least significant bit (LSB). 0 FIG. 2 is a timing chart for explaining the operation of digitally converting the analog value 142, for example.
The figure a shows the clock pulse, the figure b3 b: Rike analog human power At and the analog output Ao of the DA converter 5.
, C of the same figure are diagrams showing the digital output (register contents) 4, respectively.

このタイミングチャートは8ピツ)AD変換の例であり
、先ず、フルスケールの半分のアナログ値Ao (2’
= 128 )とxB=142)が比較され、At )
 Aoの比較結果に基いて逐次比較レジスタ3の最上位
桁には“1#が設定される。次いで、DA変換器5から
2ビツト目のAo = (2’ +2’=192 )が
出力され、このAoとAiが比較され、At (Aoの
比較結果が得られ、逐次比較レジスタ3の次の桁には“
0”が設定される。DA変換器6は、Ai (Ao  
の比較結果に基き、次いで、Ao (2’+2’ −2
5= 160 )を出力する。以下比較結果に基いて、
Aoを出力し、逐次比較レジスタ3にはAt (−14
2)をあられすデジタルデータ(1ooo1110)が
設定される。
This timing chart is an example of AD conversion (8 pins). First, the analog value Ao (2'
= 128 ) and xB = 142) are compared, and At )
Based on the comparison result of Ao, "1#" is set in the most significant digit of the successive approximation register 3. Then, the 2nd bit Ao = (2' + 2' = 192) is output from the DA converter 5, This Ao and Ai are compared, and the comparison result of At (Ao is obtained, and the next digit of successive approximation register 3 is “
0'' is set.The DA converter 6 sets Ai (Ao
Based on the comparison result of Ao (2'+2' -2
5=160). Based on the comparison results below,
Ao is output, and successive approximation register 3 contains At (-14
2) Digital data (1ooo1110) is set.

逐次比較式のAD変換器では、よく知られている上記の
よう々比較動作によってAD変換がなされているが、図
示するように、比較動作を支配するクロックパルスのく
シ返し周期が常に一定であった0 ところで、かかるAD変換器を具備する各種機器の高性
能化にともなって、AD変換器の高速化が強く望まれて
いる。AD変換器の高速化は、原理的にはクロックパル
ス周波数を高めることによって達成できる。しかしなが
ら、クロックパルス周波数を高めると、被変換アナログ
入力がフルスケールの1/2近傍であるとき、DA変換
器の出力の立ち上り時間の遅れに基〈誤動が生じるおそ
れがある。たとえば、第3図aで示すように第1ビツト
の比較に際して、本来、実線で示すよりなりA変換器出
力AOが比較器へ出力されねばならないときに、破線で
示す出力Ao’が出力されると、At (Aoであるべ
き比較結果がAt ) Ao ’  となシ、第3図す
で示す逐次比較レジスタの設定がなされてしまう。
In a successive approximation type AD converter, AD conversion is performed by the well-known comparison operation as described above, but as shown in the figure, the repetition period of the clock pulse that governs the comparison operation is always constant. Incidentally, as various devices equipped with such AD converters become more sophisticated, there is a strong desire for faster AD converters. In principle, increasing the speed of the AD converter can be achieved by increasing the clock pulse frequency. However, when the clock pulse frequency is increased, when the analog input to be converted is around 1/2 of the full scale, there is a risk that an error may occur due to a delay in the rise time of the output of the DA converter. For example, as shown in FIG. 3a, when comparing the first bit, the A converter output AO shown by the solid line should normally be output to the comparator, but the output Ao' shown by the broken line is output. Then, At (the comparison result that should be Ao) is Ao', and the successive approximation register shown in FIG. 3 is set.

すなわち、(01111110)と設定されるべき逐次
比較レジスタが(1ooooOoo)と設定され、正し
いAD変換が行なわれない問題があった。
That is, the successive approximation register that should be set to (01111110) is set to (1ooooOoo), causing a problem in which correct AD conversion is not performed.

5ベーミグ 発明の目的 本発明は、AD変換動作に誤動作を発生させることがな
く、高速でAD変換動作を実行させることができるAD
変換方法の提供を目的とするものである。
5. Purpose of the Boehmig Invention The present invention provides an AD converter that can perform AD conversion operations at high speed without causing malfunctions in AD conversion operations.
The purpose is to provide a conversion method.

発明の構成 本発明のAD変換方法の特徴は、逐次比較式AD変換器
の比較時間設定用のクロックパルス周波数を、上位側ビ
ットから下位側ビットへ向けて、連続的もしく轄階段的
に高め、比較時間を上位側ビットで長く設定するところ
にある。
Structure of the Invention The feature of the AD conversion method of the present invention is that the clock pulse frequency for setting the comparison time of the successive approximation type AD converter is increased continuously or stepwise from the upper bit to the lower bit. , the comparison time is set longer in the upper bits.

この方法によれば、DA変換器の出力の立ち上シ時間が
問題となる上位側ビットの比較に際しては、DA変換器
の出力が確実に立ち上ることのできる時間設定がなされ
、一方、下位ビット側へ向うにしたがって必要最少限度
もしくはこれに近い比較時間の設定がなされるところと
な)、全体的にみてAD変換に要する時間を短縮するこ
とができる。
According to this method, when comparing the upper bits where the rising time of the output of the DA converter is a problem, the time is set to ensure that the output of the DA converter rises, while the lower bit side (The comparison time is set to the minimum necessary limit or close to this limit as one moves toward the minimum limit.) Overall, the time required for AD conversion can be shortened.

また、側位側ビットの比較時間が十分な長さに設定され
るため、誤動作が生じる問題も排除される6ページ ところとなる。
In addition, since the comparison time for the side bits is set to a sufficient length, the problem of malfunctions is also eliminated, resulting in 6 pages.

実施例の説明 以下に、図面を参照して、本発明のAD変換方法につい
て詳しく説明する。
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS The AD conversion method of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

第4図は、本発明のAD変換方法を可能にする逐次比較
式のAD変換器の構成を示すブロック図であり、図示す
るように、AD変換器の動作を支配するクロックパルス
をクロックパルス発生器6から直接供給することを止め
、制御回路8で処理し、上位ビット側の比較用として周
波数が低く、下位ピット側の比較用として周波数が高く
なるように変化するクロックパルスcpを作り、これを
供給するようにした構成となっている。この点を除けば
、AD変変換換器全体構成ならびにAD変換動作は従来
のAD変換器と同じである。
FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of a successive approximation type AD converter that enables the AD conversion method of the present invention. As shown in the figure, the clock pulses governing the operation of the AD converter are The clock pulse CP is processed by the control circuit 8, and the clock pulse CP changes so that the frequency is low for comparison on the upper bit side and high for comparison on the lower pit side. The structure is designed to supply the following. Other than this point, the overall configuration and AD conversion operation of the AD converter are the same as those of the conventional AD converter.

ところで、上記の制御回路8は、プログラマブルリード
オンメモリ(FROM)で構成し、周波数設定を自由に
プログラムできるようにすることが好ましい。
By the way, it is preferable that the control circuit 8 described above is configured with a programmable read-on memory (FROM) so that the frequency setting can be freely programmed.

第6図は、上記のようなりロックパルスによつ7ペー:
り てAD変換動作を支配するようにしたAD変換器の動作
を説明するだめのタイミングチャートであり、同図aは
クロックパルス、同図すはアナログ入力A1とDA変換
器の出力Ao、同図Cはデジタル出力を示す図である。
Figure 6 shows page 7 with the lock pulse as shown above:
This is a timing chart for explaining the operation of the AD converter that controls the AD conversion operation. C is a diagram showing digital output.

本発明のAD変換方法では、第6図aで示すように、ク
ロックパルスのくり返し時間をみると、TからT8へ向
けて、すなわち、上位ビット側から下位ビット側へ向け
て順次短くなっている。したがって、DA変換器5め−
アナログ出力Aoが比較的大きなところでは、十分々長
さの比較時間の設定がなされ、この時間内でDA変換器
の出力A。
In the AD conversion method of the present invention, as shown in FIG. 6a, the repetition time of the clock pulse becomes shorter from T to T8, that is, from the upper bit side to the lower bit side. . Therefore, the fifth DA converter
Where the analog output Ao is relatively large, a sufficiently long comparison time is set, and the output A of the DA converter is adjusted within this time.

が確実に立ち上り、誤りのない比較結果が得られる。そ
して、以下順次に逐次比較レジスタ4の設定がなされ、
例えば、アナログ入力Atがたとえば142であるもの
とすると、これに対応するデジタル出力(10oo11
o)が得られる。
is established reliably, and error-free comparison results can be obtained. Then, successive approximation register 4 is set in sequence,
For example, if the analog input At is 142, the corresponding digital output (10oo11
o) is obtained.

ところで、上記のAD変換に要する時間は、パルス間隔
が一定な従来の方法よりも短くなる。
Incidentally, the time required for the above AD conversion is shorter than in the conventional method in which the pulse interval is constant.

発明の効果 本発明のAD変換方法によれば、AD変換器の応答速度
に合った比較時間の設定がなされるため、誤りのないA
D変換動作が実行されることは勿論のこと、AD変換に
要する時間を短縮されるところとなり、高速、高性能の
AD変換器が実現される。
Effects of the Invention According to the AD conversion method of the present invention, since the comparison time is set in accordance with the response speed of the AD converter, error-free A
Not only can the D conversion operation be performed, but the time required for AD conversion can be shortened, and a high-speed, high-performance AD converter can be realized.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

グチヤード、第4図は、本発明のAD変換方法を可能に
する逐次比較AD変換器の構成を示すブロック図、第6
へVts本発明のAD変換方法を説明するためのタイミ
ングチャートである。 1・・−・・・加算器、2・・・・・・比較器、3・・
・・・・逐次比較レジスタ、4・・・・・・デジタル出
力、5・・・・・・・・・DA変換器、6・・・・・・
クロック発生器、7・・・・・・アナログ入力印加端子
、8・・・・・・制御回路。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名第2
図 (a) 第3図 (2L) (b)
FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of a successive approximation AD converter that enables the AD conversion method of the present invention, and FIG.
2 is a timing chart for explaining the AD conversion method of the present invention. 1...Adder, 2...Comparator, 3...
...Successive approximation register, 4...Digital output, 5...DA converter, 6...
Clock generator, 7...analog input application terminal, 8...control circuit. Name of agent: Patent attorney Toshio Nakao and 1 other person 2nd
Figure (a) Figure 3 (2L) (b)

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 逐次比較式アナログデジタル変換器の比較時間設定用の
クロックパルス周波数を、上位側ビットから下位側ビッ
トへ向けて、連続的もしくは階段的に高め、比較時間を
上位側ビットで長く設定することを特徴とするアナログ
デジタル変換方法。
The feature is that the clock pulse frequency for setting the comparison time of a successive approximation type analog-to-digital converter is increased continuously or stepwise from the upper bit to the lower bit, and the comparison time is set longer in the upper bit. An analog-to-digital conversion method.
JP8311183A 1983-05-11 1983-05-11 Analog digital conversion Pending JPS59207731A (en)

Priority Applications (1)

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JP8311183A JPS59207731A (en) 1983-05-11 1983-05-11 Analog digital conversion

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JP (1) JPS59207731A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62120724A (en) * 1985-11-20 1987-06-02 Akai Electric Co Ltd Sequential comparison type analog-digital converter

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62120724A (en) * 1985-11-20 1987-06-02 Akai Electric Co Ltd Sequential comparison type analog-digital converter

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