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JP2952931B2 - A / D converter - Google Patents
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JP2952931B2 - A / D converter - Google Patents

A / D converter

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JP2952931B2
JP2952931B2 JP2759990A JP2759990A JP2952931B2 JP 2952931 B2 JP2952931 B2 JP 2952931B2 JP 2759990 A JP2759990 A JP 2759990A JP 2759990 A JP2759990 A JP 2759990A JP 2952931 B2 JP2952931 B2 JP 2952931B2
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comparator
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はA/D変換器に関し、特に複数組の容量素子群
を備えたA/D変換器に関する。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an A / D converter, and more particularly, to an A / D converter having a plurality of groups of capacitive elements.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、この種のA/D変換器は、スイッチと容量素子、
およびコンパレータとロジック回路を用いて構成されて
いる。
Conventionally, this type of A / D converter has a switch and a capacitor,
And a comparator and a logic circuit.

第4図はかかる従来の一例を示すA/D変換器の回路図
である。
FIG. 4 is a circuit diagram of an A / D converter showing an example of such a prior art.

第4図に示すように、かかるA/D変換器は3ビットのD
/A変換部と、コンパレータ部1と、ロジック回路(L)
2とを有し、D/A変換部はそれぞれ20:20:21:22の容量比
となる容量素子C1,C2,C3,C4を備えている。これら容量
素子C1〜C4の一方の電極は共通に接続されてD/A変換部
の出力となり、また他方の電極にはそれぞれスイッチS
21,S22,S23,S24が接続されている。これらのスイッチS
21〜S24はA/D変換動作によりあらかじめ定められた動き
をし、入力電圧VINとリファレンス電圧VF +およびVF -
いずれかの電位を選択するように制御される。
As shown in FIG. 4, the A / D converter has a 3-bit D
/ A conversion unit, comparator unit 1, and logic circuit (L)
And a 2, D / A conversion unit are each 2 0: 2 0: 2 1: 2 capacitive element C 1 as a volume ratio of 2, C 2, C 3, and a C 4. One of the electrodes of these capacitive elements C 1 to C 4 is connected in common to become the output of the D / A converter, and the other electrode is connected to the switch S
21, S 22, S 23, S 24 are connected. These switches S
21 to S 24 is the movement which is predetermined by the A / D conversion operation, the input voltage V IN and the reference voltage V F + and V F - is controlled so as to select one of the potential of.

一方、コンパレータ部1は差動入力を供給される。す
なわち、一方の入力は前述した容量素子からなるD/A変
換部の出力が供給され且つ接地との間にスイッチS10
接続されている。また、他方の入力は容量素子C1,C2,
C3,C4の各容量値の総和に等しい容量値をもつ容量素子C
11およびスイッチS9が接地との間に並列に接続されてい
る。このコンパレータ1の出力Oはロジック回路2に供
給され、この出力Oの値によりロジック回路2はスイッ
チS22,S23,S24をリファレンス電圧VF +に接続するかVF -
に接続するかを決定する信号D11と、A/D変換結果D2とを
出力する。
On the other hand, the comparator unit 1 is supplied with a differential input. That is, the switch S 10 is connected between the one input the output of the D / A converter comprising a capacitor element as described above is supplied and the ground. The other inputs are capacitive elements C 1 , C 2 ,
Capacitance element C having a capacitance value equal to the sum of the capacitance values of C 3 and C 4
11 and the switch S 9 is connected in parallel between the ground. The output O of the comparator 1 is supplied to the logic circuit 2, or V F the value of the output O logic circuit 2 connects the switch S 22, S 23, S 24 to the reference voltage V F + -
A signal D 11 to determine where to connect to, and outputs the A / D conversion result D 2.

次に、かかるA/D変換器の動作について説明する。 Next, the operation of the A / D converter will be described.

まず最初に、スイッチS9,S10がONし、差動入力がバイ
アスされ、スイッチS21〜S24はすべて入力VINに接続さ
れる。この時、コンパレータ1の(−)側に蓄えられた
電荷の総和Q1は、 Q1=(VIN−VC)C1+(VIN−VC)C2 +(VIN−VC)C3+(VIN−VC)C4 ……(1) (但し、VCは接地(コモン)の電圧であり、C1〜C4以外
の浮遊容量は無視する。) となる。ついで、スイッチS9,S10がOFFし、スイッチS21
はVF -側に接続され、またスイッチS22,S23,S24はVF +
はVF -側に接続される。この時、変換されるビット長の
最上位ビットから順に決めるサーチ、いわゆるバイナリ
サーチを行なう。
First, the switches S 9 and S 10 are turned on, the differential input is biased, and all the switches S 21 to S 24 are connected to the input V IN . At this time, the comparator 1 (-) of the charge stored in the side sum Q 1 is, Q 1 = (V IN -V C) C 1 + (V IN -V C) C 2 + (V IN -V C ) C 3 + (V IN −V C ) C 4 (1) (However, V C is a ground (common) voltage, and stray capacitances other than C 1 to C 4 are ignored.) Then, the switches S 9 and S 10 are turned off, and the switch S 21
Is connected to the V F - side, and switches S 22 , S 23 , and S 24 are connected to the V F + or V F - side. At this time, a search that is determined in order from the most significant bit of the bit length to be converted, that is, a so-called binary search is performed.

第5図は第4図に示すスイッチの駆動信号波形図であ
る。
FIG. 5 is a drive signal waveform diagram of the switch shown in FIG.

第5図に示すように、入力電圧VINにVF -付近の電圧が
入力されると、スイッチS22,S23はVF -、スイッチS24はV
F +に接続され、入力電圧VINと(VF +−VF -)/2を比較
し、出力O(3)=0となる。次に、この出力O(3)の結果を
受け、スイッチS22,S24がVF -に、またスイッチS23がVF +
に接続されると、入力電圧VINと(VF +−VF -)/4が比較
され、出力O(2)=0を得る。次に、スイッチS23,S24がV
F -に、またスイッチS22がVF +に接続されると、(VF +−V
F -)/8と比較され、出力O(1)=0を得る。この結果、出
力O(3)O(2)O(1)=000となり、入力電圧VINのディジタル
値が得られる。この時、コンパレータ1の(−)側入力
はスイッチS9がオンした時に得られる電圧とほぼ等し
く、コンパレータ1の(−)側に蓄えられた電荷の総和
Q2は、 Q2=(VF -−VC)C1+(VA−VC)C2 +(VB−VC)C3+(VD−VC)C4 ……(2) (但し、VCは接地電圧、VA,VB,VDはVF +又はVF -のどちら
かであり、000の場合はVF +,VF -,VF -の順となる。) 従って、Q1=Q2が成立するので、前述した(1)式お
よび(2)式よりQ1−Q2=0としてこれを解く(VF -
準なので0とすると)と、 (VIN−0)C1+(VIN−VA)C2 +(VIN−VB)C3+(VIN−VD)C4=0 ……(3) となる。しかるに、C1=20C,C2=20C,C3=21C,C4=22C
であるから、上述した(3)式は、 VIN−(22VD+21VB+20VA)/8=0 となり、入力電圧VINとD/A変換部の出力とが比較され、
0となった時が変換終了であることを示している。
As shown in FIG. 5, V F to the input voltage V IN - the voltage near is input, the switch S 22, S 23 is V F -, switch S 24 is V
Is connected to the F +, the input voltage V IN and (V F + -V F -) / 2 are compared, and the output O (3) = 0. Then, on the results of the output O (3), the switch S 22, S 24 is V F - in and switch S 23 is V F +
, The input voltage V IN is compared with (V F + −V F ) / 4 to obtain an output O (2) = 0. Next, switches S 23 and S 24 are set to V
F - in and the switch S 22 is connected to V F +, (V F + -V
F ) / 8 to obtain the output O (1) = 0. As a result, the output becomes O (3) O (2) O (1) = 000, and a digital value of the input voltage V IN is obtained. At this time, the comparator 1 (-) side input substantially equal to the voltage obtained when the switch S 9 is turned on, the comparator 1 (-) sum of the charge stored in the side
Q 2 is, Q 2 = (V F - -V C) C 1 + (V A -V C) C 2 + (V B -V C) C 3 + (V D -V C) C 4 ...... ( 2) (where, V C is the ground voltage, V a, V B, V D is V F + or V F - is either a, V F + for 000, V F -, V F - order . become) Therefore, since Q 1 = Q 2 is satisfied, the above-mentioned (1) and (2) solving this equation as Q 1 -Q 2 = 0 from the equation (V F - the reference of 0 to the) and , (V IN −0) C 1 + (V IN −V A ) C 2 + (V IN −V B ) C 3 + (V IN −V D ) C 4 = 0 (3) However, C 1 = 2 0 C, C 2 = 2 0 C, C 3 = 2 1 C, C 4 = 2 2 C
Since it has been described above (3) is, V IN - (2 2 V D +2 1 V B +2 0 V A) / 8 = 0 , and the and the output of the input voltage V IN and the D / A converter comparison And
When it becomes 0, it indicates that the conversion is completed.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be solved by the invention]

上述した従来のA/D変換器は、その精度がD/A変換部に
使用される容量素子の相対比で決定される。
The accuracy of the above-described conventional A / D converter is determined by the relative ratio of the capacitance elements used in the D / A converter.

しかるに、通常の個々の容量素子は形状,寸法が同じ
単位容量を必要数並べて形成することにより必要な値を
得るようにしている。このようにすると、IC製造上のオ
ーバーエッチ等から生じる誤差が各々の容量素子に同じ
ように働き、相対誤差劣化を最小限に抑えることができ
る。
However, a usual individual capacitance element is formed by arranging a required number of unit capacitors having the same shape and size to obtain a required value. In this way, an error caused by an overetch or the like in the manufacture of the IC works on each of the capacitive elements in the same manner, and the relative error deterioration can be minimized.

しかしながら、容量素子に使用している絶縁膜の厚さ
は300〜400Åあるいはそれ以下になり、SiO2分子の大き
さ1個が数Åにくらべても数十倍の距離しかない。従っ
て、製造時に行なわれる熱酸化は分子レベルでの厚さを
コントロールすることができないので、この厚さのばら
つきに起因する相対精度の悪化が起こるという欠点があ
る。
However, the thickness of the insulating film using the capacitor becomes 300~400Å or less, one size of SiO 2 molecules is only several tens of times the distance be compared to several Å. Therefore, thermal oxidation performed at the time of manufacturing cannot control the thickness at the molecular level, so that there is a disadvantage that the relative accuracy is deteriorated due to the variation in the thickness.

本発明の目的は、かかる相対精度の悪化を防止すると
ともに、高精度にして製造歩留を向上させることのでき
るA/D変換器を提供することにある。
An object of the present invention is to provide an A / D converter capable of preventing the deterioration of the relative accuracy and improving the manufacturing yield with high accuracy.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

本発明のA/D変換器は、複数のスイッチおよび複数の
容量素子を備え、アナログ入力電圧および複数の基準電
圧を切換えるD/A変換部と、プラス側入力およびマイナ
ス側入力をコモン電位に接続したり、解放したりする機
能を備えるとともに、前記入力電圧および前記複数の基
準電圧を比較するコンパレータと、前記コンパレータの
出力を論理変換してディジタル信号を出力するととも
に、前記D/A変換部を制御するロジック回路とを有するA
/D変換器において、複数の容量素子の一端を共通に接続
した第一の容量素子群と、前記複数の容量素子の容量と
同じ容量で形成された別の複数の容量素子の一端を共通
に接続した第二の容量素子群と、それぞれ一方が入力電
圧および少なくとも1つの基準電圧に接続され且つ他方
が前記第一の容量素子群の前記複数の容量素子の他端に
対応して接続される複数のスイッチからなる第一のスイ
ッチ手段と、それぞれ一方が入力電圧および少なくとも
1つの基準電圧に接続され且つ他方が前記第二の容量素
子群の前記別の複数の容量素子の他端に対応して接続さ
れる複数のスイッチからなる第二のスイッチ手段と、前
記第一の容量素子群および前記第二の容量素子群の共通
に接続したそれぞれの一端を前記コンパレータの前記プ
ラス側入力および前記マイナス側入力に切換えて接続す
るための入力選択手段とを有し、A/D変換精度に基いて
前記入力選択手段を駆動し、前記第一の容量素子群およ
び前記第二の容量素子群を基準電圧を発生させるか、疑
似負荷とするかを決定するように構成される。
The A / D converter of the present invention includes a plurality of switches and a plurality of capacitance elements, and connects a D / A converter that switches between an analog input voltage and a plurality of reference voltages, and connects a positive input and a negative input to a common potential. And a function to release the comparator, and a comparator that compares the input voltage and the plurality of reference voltages, and outputs a digital signal by logically converting the output of the comparator, and the D / A converter. A having a logic circuit to control
In the / D converter, one end of a plurality of capacitive elements commonly connected to one end of a plurality of capacitive elements, and one end of another plurality of capacitive elements formed with the same capacitance as the capacitance of the plurality of capacitive elements. The connected second capacitance element group, one of which is connected to the input voltage and at least one reference voltage, and the other of which is connected to the other ends of the plurality of capacitance elements of the first capacitance element group. A first switch means composed of a plurality of switches, one of which is connected to the input voltage and at least one reference voltage, and the other corresponding to the other end of the another plurality of capacitance elements of the second capacitance element group A second switch means composed of a plurality of switches connected to each other, one end of each of the first and second capacitive element groups commonly connected to the plus side input of the comparator and Input selection means for switching to and connecting to the minus side input, driving the input selection means based on A / D conversion accuracy, the first capacitance element group and the second capacitance element group To generate a reference voltage or a dummy load.

また、本発明のA/D変換器は、複数のスイッチおよび
複数の容量素子を備え、アナログ入力電圧および複数の
基準電圧を切換えるD/A変換部と、プラス側入力および
マイナス側入力をコモン電位に接続したり、解放したり
する機能を備えるとともに、前記入力電圧および前記複
数の基準電圧を比較するコンパレータと、前記コンパレ
ータの正相出力あるいは逆相出力を論理変換してディジ
タル信号を出力するとともに、前記D/A変換部を制御す
るロジック回路とを有するA/D変換器において、複数の
容量素子の一端を共通に接続し且つその共通に接続した
一端を前記コンパレータの前記マイナス側入力に接続し
た第一の容量素子群と、前記複数の容量素子の容量と同
じ容量で形成された別の複数の容量素子の一端を共通に
接続し且つその共通に接続した一端を前記コンパレータ
の前記プラス側入力に接続した第二の容量素子群と、そ
れぞれ一方が入力電圧および少なくとも1つの基準電圧
に接続され且つ他方が前記第一の容量素子群の前記複数
の容量素子の他端に対応して接続される複数のスイッチ
からなる第一のスイッチ手段と、それぞれ一方が入力電
圧および少なくとも1つの基準電圧に接続され且つ他方
が前記第二の容量素子群の前記別の複数の容量素子の他
端に対応して接続される複数のスイッチからなる第二の
スイッチ手段と、前記コンパレータの前記正相出力およ
び前記逆相出力を前記ロジック回路に切換えて接続する
ための出力選択手段とを有し、A/D変換精度に基いて前
記出力選択手段を駆動し、前記第一の容量素子群および
前記第二の容量素子群を基準電圧を発生させるか、疑似
負荷とするかを決定するように構成される。
Further, the A / D converter of the present invention includes a plurality of switches and a plurality of capacitance elements, a D / A conversion unit for switching an analog input voltage and a plurality of reference voltages, and a common input for a plus side input and a minus side input. A function of connecting the input voltage and the release voltage, and a comparator for comparing the input voltage and the plurality of reference voltages, and outputting a digital signal by logically converting a positive-phase output or a negative-phase output of the comparator. An A / D converter having a logic circuit for controlling the D / A conversion unit, wherein one ends of a plurality of capacitive elements are connected in common, and the commonly connected ends are connected to the minus input of the comparator. One end of another first capacitance element group and another plurality of capacitance elements formed with the same capacitance as the capacitances of the plurality of capacitance elements are connected in common and connected in common. A second capacitive element group having one end connected to the positive input of the comparator, and a plurality of capacitive elements each having one connected to the input voltage and at least one reference voltage and the other being connected to the first capacitive element group A first switch means composed of a plurality of switches connected in correspondence with the other end of the second capacitance element group, one of which is connected to the input voltage and at least one reference voltage, and the other of which is connected to the other of the second capacitance element group. A second switch means including a plurality of switches connected to the other ends of the plurality of capacitive elements, and an output for switching and connecting the positive-phase output and the negative-phase output of the comparator to the logic circuit; Selecting means for driving the output selecting means based on A / D conversion accuracy to generate a reference voltage for the first capacitive element group and the second capacitive element group. Configured to determine a dummy load.

〔実施例〕〔Example〕

次に、本発明の実施例について図面を参照して説明す
る。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図は本発明の第一の実施例を示すA/D変換器の回
路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram of an A / D converter showing a first embodiment of the present invention.

第1図に示すように、本実施例も従来例と同様に3bit
の場合である。
As shown in FIG. 1, this embodiment also has a 3 bit
Is the case.

まず、容量比20:20:21:22の関係にある容量素子C1,
C2,C3,C4はその一方の電極が共通に接続され、他方の電
極はそれぞれスイッチS1,S2,S3,S4の一端に接続されて
第一のD/A変換部を構成している。同様に、容量素子C5,
C6,C7,C8もスイッチS5,S6,S7,S8に接続され、第一のD/A
変換器と同様の第二のD/A変換器を構成している。ま
た、コンパレータ1は差動入力を有し、それぞれの
(+)側および(−)側入力と接地間にはスイッチS9,S
10が接続されている。これらのスイッチS9,S10はプリチ
ャージ期間にオンとなり、入力のバイアスレベルを決定
するために設けられる。また、このコンパレータ1の差
動入力のうち(−)側の入力には、スイッチS11,S12
介してそれぞれ第二のD/A変換部および第一のD/A変換部
を構成する容量素子の共通端に接続される。同様に、
(+)側の入力には、スイッチS13,S14を介してそれぞ
れ第一のD/A変換部および第二のD/A変換部を構成する容
量素子の共通端に接続される。これらのスイッチS11,S
13にはセレクト信号φが、スイッチS12,S14はφ
インバータL2で反転した信号を供給している。一方、コ
ンパレータ1の出力Oはこの後ロジック回路(L)2に
供給され、出力Oの値によりスイッチS1〜S4又はスイッ
チS5〜S8をコントロールしている信号D1とA/D変換結果D
2とを出力する。
First, the capacity ratio of 2 0: 2 0: 2 1: capacitive element C 1 in 2 2 relations,
One of the electrodes C 2 , C 3 , and C 4 is commonly connected, and the other electrode is connected to one end of each of the switches S 1 , S 2 , S 3 , and S 4 to form a first D / A converter. Is composed. Similarly, the capacitive elements C 5 ,
C 6 , C 7 , C 8 are also connected to the switches S 5 , S 6 , S 7 , S 8 and the first D / A
A second D / A converter similar to the converter is configured. The comparator 1 has differential inputs, and switches S 9 and S 9 are connected between the respective (+) side and (−) side inputs and ground.
10 is connected. These switches S 9 and S 10 are turned on during the precharge period, and are provided for determining the input bias level. A second D / A conversion unit and a first D / A conversion unit are respectively formed on the (−) side input of the differential input of the comparator 1 via the switches S 11 and S 12. It is connected to the common end of the capacitive element. Similarly,
(+) Input side is connected to the common terminal of the capacitive element constituting converting section first D / A and the second D / A conversion unit respectively through the switches S 13, S 14. These switches S 11 , S
Select signal phi S to 13, switches S 12, S 14 are supplied to the signal obtained by inverting the phi S inverter L2. On the other hand, the output O of the comparator 1 is supplied to the logic circuit (L) 2 Thereafter, the signal D 1 and the A / D to control a switch S 1 to S 4 or switches S 5 to S 8 by the value of the output O Conversion result D
And 2 are output.

次に、かかるA/D変換器の詳細な動作を説明する。 Next, a detailed operation of the A / D converter will be described.

第2図は第1図に示すスイッチの駆動信号波形図であ
る。
FIG. 2 is a drive signal waveform diagram of the switch shown in FIG.

第2図に示すように、ここではスイッチS9〜S14に加
わる信号φBと、スイッチS1〜S4およびS5〜S8の接
点電位とを示している。ここでは、セレクト信号φ
“0"であり、このためスイッチS12,S14がオン、スイッ
チS11,S13がオフとなっている。このセレクト信号φ
は特別な場合を除いて変化することはない。これに伴い
S5〜S8も接地側に接続されたままになる。
As shown in FIG. 2, is shown here signal phi B applied to the switch S 9 to S 14, and phi S, a contact potential of the switch S 1 to S 4 and S 5 to S 8. Here, a select signal phi S is "0", the order switch S 12, S 14 are turned on, the switch S 11, S 13 are turned off. This select signal φ S
Does not change except in special cases. With this
S 5 ~S 8 also remains connected to the ground side.

まず、最初にφが“1"となり、スイッチS9,S10がオ
ンとなるので、差動入力がバイアスされる。これと同時
にスイッチS1〜S4は入力VINに接続され、容量素子C1〜C
4に入力電位を記憶させる。次に、φが“0"となり、
バイアスが切れると同時にD/A変換部が基準電圧(VF +
VF -)の1/2のレベルを出力する。具体的にはスイッチS4
はVF +、またスイッチS1,S2,S3はVF -(スイッチS1のみは
バイナリサーチ期間中VF -のまま)で、その後コンパレ
ータ1の出力Oの論理値により“0"であれば(VF +
VF -)/4、また“1"であれば(VF +−VF -)×3/4にD/A変
換部がセットされるようにロジック回路(L)2で信号
処理される。
First, first phi B is "1", the switch S 9, S 10 are turned on, a differential input is biased. At the same time, the switches S 1 to S 4 are connected to the input V IN and the capacitance elements C 1 to C
4 stores the input potential. Next, φ B becomes “0”,
At the same time as the bias is cut off, the D / A conversion unit sets the reference voltage (V F +
V F -) for outputting the level of 1/2 of the. Specifically, switch S 4
Is V F +, also switches S 1, S 2, S 3 is V F - (only the switch S 1 is V F in the binary search period - remains) at by subsequent logical value of the output O of the comparator 1 "0" If (V F +
V F ) / 4, or “1”, the signal is processed by the logic circuit (L) 2 so that the D / A conversion unit is set to (V F + −V F ) × 3/4. .

ところで、本実施例のように3bitの低分解能のA/D変
換器の場合は問題にならないが、8〜10bitあるいはそ
れ以上のA/D変換器ではD/A変換部に使用している容量素
子の相対精度が問題になってくる。このため、通常の10
bitA/D変換器では、5%前後の不良が発生する。そこ
で、上述したような動作をさせて、もし特性が規格を満
たさない場合には、セレクト信号φを変化させて“1"
とする。すると、第一のD/A変換部に代わって第二のD/A
変換部が切り換えられてコンパレータ1の(−)側入力
に接続される。それと共に今までスイッチS1〜S4が行な
ってきた動作をスイッチS5〜S8が行ない、反対にスイッ
チS5〜S8が行なってきた動作をスイッチS1〜S4が行な
う。このようにして、それ迄差動入力の同相信号除去比
を高めるために接続されていた容量素子C5〜C8をD/A変
換部のレベル発生用に代え且つ精度が出なかった容量素
子C1〜C4を疑似負荷用に代えることにより、不良の発生
率を(5%)=0.25%に激減させることができる。
In the case of a 3-bit low-resolution A / D converter as in the present embodiment, no problem occurs. However, in an A / D converter of 8 to 10 bits or more, the capacity used in the D / A conversion unit The relative accuracy of the elements becomes a problem. Because of this, the usual 10
In the bitA / D converter, a defect of about 5% occurs. Therefore, by the above-described operation, if the if the characteristic does not satisfy the standard, by changing the select signal φ S "1"
And Then, instead of the first D / A converter, the second D / A
The conversion unit is switched and connected to the (−) side input of the comparator 1. The work with the switches S 1 to S 4 until now it has been done subjected switch S 5 to S 8, the operation of switches S 5 to S 8 have been carried out on the opposite switch S 1 to S 4 is performed. In this way, it until capacity the capacitor C 5 -C 8 that were connected in order to increase the common-mode rejection ratio of the differential input not out and accurately place for level generation of the D / A converter By replacing the elements C 1 to C 4 with the dummy load, the failure rate can be drastically reduced to (5%) 2 = 0.25%.

この時、セレクト信号φは通常PROMにより設定で
き、IC製造時に一度測定し規格内ならばそのまま、不良
の場合はPROMにデータを書き込むことにより信号の極性
を変えることができる。
At this time, the select signal phi S normally be set by the PROM, as if once measured within specifications during IC manufacture, in the case of failure can change the polarity of the signal by writing data the PROM.

第3図は本発明の第二の実施例を示すA/D変換器の回
路図である。
FIG. 3 is a circuit diagram of an A / D converter showing a second embodiment of the present invention.

第3図に示すように、本実施例は容量素子C1〜C4およ
びスイッチS1〜S4から成る第一のD/A変換部と、容量素
子C5〜C8およびスイッチC5〜C8から成る第二のD/A変換
部とは前述した第一の実施例とまったく同じである。ま
た、コンパレータ1の入力側も同様にφが“1"の時に
オンするスイッチS9,S10が接地間に接続されている。
Third, as shown in FIG., The embodiment is the capacitive element C 1 -C 4 and the first D / A converter unit comprising a switch S 1 to S 4, the capacitive element C 5 -C 8 and Switches C 5 ~ the second D / a conversion section consisting of C 8 is exactly the same as the first embodiment described above. The switch S 9, S 10 the input side of the comparator 1 is also the same as phi B is turned on when "1" is connected between the ground.

本実施例が前述した第一の実施例と異なる点は、コン
パレータ1の(−)入力が第一のD/A変換部の出力に、
また(+)入力が第二のD/A変換部の出力にそれぞれ直
接接続されていることにある。また、コンパレータ1の
出力は(+)出力にスイッチS15が接続され、しかも
(−)出力にスイッチS16が接続されている。これらス
イッチS15,S16の反対側はまとまってコンパレータ1の
出力端子Oとなっている。これらのスイッチS16,S15
は、それぞれセレクト信号φと、インバータI2で反転
した反転信号▲▼とが入力される。従って、セレク
ト信号φが“0"の時にスイッチS15がオンとなり、逆
にセレクト信号φが“1"の時にスイッチS16がオンと
なる。
This embodiment is different from the above-described first embodiment in that the (-) input of the comparator 1 becomes the output of the first D / A converter,
Further, the (+) input is directly connected to the output of the second D / A converter. The output of the comparator 1 is connected to the switch S 15 to the (+) output, yet (-) switch S 16 is connected to the output. The opposite sides of the switches S 15 and S 16 are collectively used as the output terminal O of the comparator 1. These switches S 16, S 15, and the select signal phi S respectively, the inverted signal obtained by inverting ▲ ▼ and are input by the inverter I 2. Thus, the switch S 15 when the select signal phi S is "0" is turned on, the reverse to the select signal phi S is the switch S 16 is turned on when the "1".

すなわち、第一の実施例では、コンパレータ1の入力
側を切り換える方式であるのに対し、本実施例は出力側
を切り換える方式となっている。この方式によれば、入
力の浮遊容量が削減されるという利点がある。
That is, in the first embodiment, the input side of the comparator 1 is switched, whereas in the present embodiment, the output side is switched. According to this method, there is an advantage that the stray capacitance of the input is reduced.

以上、本実施例について説明したが、本実施例は差動
入力の一方にある疑似負荷容量をD/A変換部と同じ構成
とし、一方のD/A変換部の精度が出ない時は他方の容量
素子群からなるD/A変換部を使用することにより、精度
不良の発生確率を大幅に削減できる。
Although the present embodiment has been described above, in the present embodiment, the pseudo load capacitance at one of the differential inputs has the same configuration as that of the D / A converter, and when the accuracy of one of the D / A converters is not obtained, the other is used. By using the D / A conversion unit including the capacitive element group described above, the probability of occurrence of accuracy failure can be significantly reduced.

また、容量素子の相対ばらつきは確率の問題であるの
で、容量素子の面積を広く取ることで平均化されるが、
これでは集積度の点から不利となってしまう。従って、
ばらつく確率は少々大きいが、コンパクトな容量素子群
を用意して実際にA/D変換させ、精度の良いほうをD/A変
換部として使用することができる。
Also, since the relative variation of the capacitance element is a matter of probability, it is averaged by increasing the area of the capacitance element,
This is disadvantageous in terms of the degree of integration. Therefore,
Although the probability of variation is a little large, a compact group of capacitive elements can be prepared and actually A / D converted, and the one with higher accuracy can be used as the D / A converter.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上説明したように、本発明のA/D変換器は、複数組
の容量素子群を設け、一組の容量素子群が形成する疑似
負荷容量素子をD/A変換部と同一構成にし電荷再配分型D
/A変換部として使用することにより、一方のD/A変換部
の精度が出ない時に他方のD/A変換部を使用できるの
で、相対精度の悪化を防止するとともに、精度不良の発
生確率を大幅に減らし高精度で且つ製造歩留を向上させ
ることができるという効果がある。
As described above, in the A / D converter of the present invention, a plurality of groups of capacitance elements are provided, and a pseudo load capacitance element formed by one group of capacitance elements is made to have the same configuration as that of the D / A conversion unit, and the electric charge is regenerated. Distribution type D
By using it as a / A conversion unit, the other D / A conversion unit can be used when the accuracy of one D / A conversion unit is not high, so that the relative accuracy is prevented from deteriorating and the probability of occurrence of poor accuracy is reduced. This has the effect of greatly reducing the precision and improving the manufacturing yield.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明の第一の実施例を示すA/D変換器の回路
図、第2図は第1図に示すスイッチの駆動信号波形図、
第3図は本発明の第二の実施例を示すA/D変換器の回路
図、第4図は従来の一例を示すA/D変換器の回路図、第
5図は第4図に示すスイッチの駆動信号波形図である。 1……コンパレータ、2……ロジック回路(L)、C1
C4……第一の容量素子群、C5〜C8……第二の容量素子
群、S1〜S16……スイッチ、I1,I2……インバータ。
FIG. 1 is a circuit diagram of an A / D converter showing a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a drive signal waveform diagram of a switch shown in FIG. 1,
FIG. 3 is a circuit diagram of an A / D converter showing a second embodiment of the present invention, FIG. 4 is a circuit diagram of an A / D converter showing an example of the prior art, and FIG. FIG. 4 is a drive signal waveform diagram of a switch. 1... Comparator, 2... Logic circuit (L), C 1 to
C 4 ...... first capacitive element group, C 5 ~C 8 ...... second capacitive element group, S 1 ~S 16 ...... switch, I 1, I 2 ...... inverter.

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】複数のスイッチおよび複数の容量素子を備
え、アナログ入力電圧および複数の基準電圧を切換える
D/A変換部と、プラス側入力およびマイナス側入力をコ
モン電位に接続したり、解放したりする機能を備えると
ともに、前記入力電圧および前記複数の基準電圧を比較
するコンパレータと、前記コンパレータの出力を論理変
換してディジタル信号を出力するとともに、前記D/A変
換部を制御するロジック回路とを有するA/D変換器にお
いて、複数の容量素子の一端を共通に接続した第一の容
量素子群と、前記複数の容量素子の容量と同じ容量で形
成された別の複数の容量素子の一端を共通に接続した第
二の容量素子群と、それぞれ一方が入力電圧および少な
くとも1つの基準電圧に接続され且つ他方が前記第一の
容量素子群の前記複数の容量素子の他端に対応して接続
される複数のスイッチからなる第一のスイッチ手段と、
それぞれ一方が入力電圧および少なくとも1つの基準電
圧に接続され且つ他方が前記第二の容量素子群の前記別
の複数の容量素子の他端に対応して接続される複数のス
イッチからなる第二のスイッチ手段と、前記第一の容量
素子群および前記第二の容量素子群の共通に接続したそ
れぞれの一端を前記コンパレータの前記プラス側入力お
よび前記マイナス側入力に切換えて接続するための入力
選択手段とを有し、A/D変換精度に基いて前記入力選択
手段を駆動し、前記第一の容量素子群および前記第二の
容量素子群を基準電圧を発生させるか、疑似負荷とする
かを決定することを特徴とするA/D変換器。
A plurality of switches and a plurality of capacitive elements for switching an analog input voltage and a plurality of reference voltages;
A D / A converter, having a function of connecting or releasing the positive side input and the negative side input to a common potential, a comparator for comparing the input voltage and the plurality of reference voltages, and an output of the comparator In the A / D converter having a logic circuit that outputs a digital signal by logically converting and a logic circuit that controls the D / A converter, a first capacitive element group in which one ends of a plurality of capacitive elements are commonly connected. And a second capacitive element group in which one ends of another plurality of capacitive elements formed of the same capacitance as the capacitances of the plurality of capacitive elements are connected in common, and one of each is connected to the input voltage and at least one reference voltage. A first switch means comprising a plurality of switches and the other is connected corresponding to the other end of the plurality of capacitive elements of the first capacitive element group,
A second switch comprising a plurality of switches, one of which is connected to the input voltage and at least one reference voltage, and the other of which is connected to the other end of the other plurality of capacitance elements of the second capacitance element group. Switch means, and input selection means for switching and connecting one end of each of the first and second capacitive element groups that are commonly connected to the plus side input and the minus side input of the comparator And driving the input selection means based on A / D conversion accuracy to determine whether the first capacitor element group and the second capacitor element group generate a reference voltage or whether to use a pseudo load. An A / D converter characterized by determining.
【請求項2】複数のスイッチおよび複数の容量素子を備
え、アナログ入力電圧および複数の基準電圧を切換える
D/A変換部と、プラス側入力およびマイナス側入力をコ
モン電位に接続したり、解放したりする機能を備えると
ともに、前記入力電圧および前記複数の基準電圧を比較
するコンパレータと、前記コンパレータの正相出力ある
いは逆相出力を論理変換してディジタル信号を出力する
とともに、前記D/A変換部を制御するロジック回路とを
有するA/D変換器において、複数の容量素子の一端を共
通に接続し且つその共通に接続した一端を前記コンパレ
ータの前記マイナス側入力に接続した第一の容量素子群
と、前記複数の容量素子の容量と同じ容量で形成された
別の複数の容量素子の一端を共通に接続し且つその共通
に接続した一端を前記コンパレータの前記プラス側入力
に接続した第二の容量素子群と、それぞれ一方が入力電
圧および少なくとも1つの基準電圧に接続され且つ他方
が前記第一の容量素子群の前記複数の容量素子の他端に
対応して接続される複数のスイッチからなる第一のスイ
ッチ手段と、それぞれ一方が入力電圧および少なくとも
1つの基準電圧に接続され且つ他方が前記第二の容量素
子群の前記別の複数の容量素子の他端に対応して接続さ
れる複数のスイッチからなる第二のスイッチ手段と、前
記コンパレータの前記正相出力および前記逆相出力を前
記ロジック回路に切換えて接続するための出力選択手段
とを有し、A/D変換精度に基いて前記出力選択手段を駆
動し、前記第一の容量素子群および前記第二の容量素子
群を基準電圧を発生させるか、疑似負荷とするかを決定
することを特徴とするA/D変換器。
A plurality of switches and a plurality of capacitance elements for switching an analog input voltage and a plurality of reference voltages;
A D / A converter, a function of connecting and disconnecting a positive input and a negative input to a common potential, a comparator for comparing the input voltage and the plurality of reference voltages, and a positive In the A / D converter having a logic circuit that controls the D / A conversion unit while outputting a digital signal by logically converting the phase output or the reverse phase output, one end of a plurality of capacitive elements is commonly connected. One end of the first capacitive element group having one end connected in common to the negative input of the comparator and one end of another plurality of capacitive elements formed with the same capacitance as the capacitances of the plurality of capacitive elements. And a second group of capacitive elements, one end of which is connected to the common side and the other end of which is connected to the plus side input of the comparator. A first switch means comprising a plurality of switches connected to a reference voltage and the other connected to the other ends of the plurality of capacitance elements of the first capacitance element group, one of which is an input voltage and at least one of A second switch means comprising a plurality of switches connected to one reference voltage and the other connected to the other ends of the plurality of other capacitive elements of the second capacitive element group; and Output selection means for switching and connecting the positive-phase output and the negative-phase output to the logic circuit, and driving the output selection means based on A / D conversion accuracy, the first capacitive element An A / D converter, which determines whether to generate a reference voltage or a dummy load for the group and the second capacitive element group.
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