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JP3785237B2 - A / D converter - Google Patents
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JP3785237B2 JP34815796A JP34815796A JP3785237B2 JP 3785237 B2 JP3785237 B2 JP 3785237B2 JP 34815796 A JP34815796 A JP 34815796A JP 34815796 A JP34815796 A JP 34815796A JP 3785237 B2 JP3785237 B2 JP 3785237B2
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resistor
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アナログ信号(アナログ入力電圧)を、これに対応する所定ビット数のデジタル信号(デジタルデータ)に変換するA/Dコンバータに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
例えば、ビデオ信号のデジタル処理等のように、アナログ−デジタル変換に高速性かつ高信頼性が要求される分野においては、デジタル信号の上位ビット数に応じて発生される所定数の上位基準電圧の各々とアナログ信号とを同時に比較した後、この上位比較結果に基づいて、デジタル信号の下位ビット数に応じて発生される所定数の下位基準電圧の各々とアナログ信号とを同時に比較する直並列比較型のA/Dコンバータが用いられる。
【0003】
以下、特開平3−165628号公報に開示された直並列比較型A/Dコンバータを例に挙げて、従来のA/Dコンバータについて説明する。
まず、図2は、同公報に開示された従来の直並列比較型A/Dコンバータの一例の構成回路図である。図示例のA/Dコンバータ42は、下位基準抵抗器列12、下位比較器列14、下位論理回路16、スイッチ列18、上位比較器列22および上位論理回路24を有する。
【0004】
このA/Dコンバータ42において、上位基準電圧列32は、図中4つの下位基準抵抗器列12を直列接続し、これら4つの下位基準抵抗器列12によって、2つの基準電圧26a,26bを均等に抵抗分割することにより作成される。下位基準抵抗器列12は、図中4つの抵抗器Rsを直列接続したもので、下位基準電圧列30は、これら4つの抵抗器Rsによって、上位基準電圧列32の内の隣接した2つの上位基準電圧を均等に抵抗分割することにより作成される。
【0005】
このA/Dコンバータ42においては、まず、上位比較器列22により、入力されたアナログ信号28と上位基準電圧列32とがそれぞれ同時に比較された後、上位論理回路24により、アナログ信号28が、上位基準電圧列32内の隣接したどの2つの上位基準電圧の間に入っているのかが決定される。すなわち、このA/Dコンバータ42により変換されるアナログ信号28に対応したデジタル信号の上位ビットが作成される。
【0006】
続いて、上位比較結果に対応した下位基準抵抗器列12のスイッチ列18がオン状態とされ、下位比較器列14により、アナログ信号28と下位基準電圧列30とがそれぞれ同時に比較された後、下位論理回路16により、アナログ信号28が、下位基準電圧列30内の隣接したどの2つの下位基準電圧の間に入っているのかが決定される。すなわち、アナログ信号28に対応したデジタル信号の下位ビットが作成される。
【0007】
通常、上位比較器列22および下位比較器列14の内部には容量素子が含まれており、この容量素子を充放電することにより、基準電圧30,32とアナログ信号28との比較が行われる。同公報によれば、このA/Dコンバータ42においては、スイッチ列18中の各スイッチSが導通状態となったとき、電荷が各スイッチSから下位基準抵抗器列12に注入され、上位基準電圧列32が変動して正しくAD変換を行うことができないという問題点があったとしている。
【0008】
続いて、図3は、同公報に開示された従来の直並列比較型A/Dコンバータの別の例の構成回路図である。図示例のA/Dコンバータ44は、上記問題点を解決するために工夫されたもので、図2のA/Dコンバータ42において、さらに、上位基準抵抗器列20を有する。上位基準抵抗器列20は、図中4つの抵抗器Rmを直列接続したもので、上位基準電圧列32は、これら4つの抵抗器Rmにより、2つの基準電圧26a,26bを均等に抵抗分割して作成される。
【0009】
このA/Dコンバータ44においては、上位基準抵抗器列20を構成する各抵抗器Rmの抵抗値を小さくし、流れる電流を多くすることにより、例えば非常に大きなスイッチSを使用しない限り、電荷の変動による影響を抑制することができ、スイッチ列18中の各スイッチSが導通状態となったときに、電荷が各スイッチSから下位基準抵抗器列12に注入されても、上位基準電圧列32および下位基準電圧列30の電圧の変動を小さくすることができる。
【0010】
これに対し、同公報によれば、上位基準抵抗器列20を設けたことで図中上下方向の配線34,36が必要となり、スイッチ列18と下位比較器列14とを接続する図中左右方向の配線38が配線34,36の太さの分だけ長くなるため、配線38の負荷容量が増大し、スイッチ列18中の各スイッチSが導通状態となったときに、下位比較器列14への入力が下位基準電圧と等しい電圧になるまでの時間が長くなり、変換速度が低下するという問題点があったとしている。
【0011】
続いて、図4は、同公報に開示の直並列比較型A/Dコンバータの一例の構成回路図である。図示例のA/Dコンバータ46は、上記問題点を解決するために提案されたもので、図3のA/Dコンバータ44において、上位基準抵抗器列20を2つの上位基準抵抗器列20a,20bに分割し、それぞれの上位基準抵抗器列20a,20bにより作成された上位基準電圧列32a,32bの内、上位基準電圧列32bとアナログ信号28とを比較するように構成したものである。
【0012】
同公報によれば、このA/Dコンバータ46においては、上位基準抵抗器列20a,20bを構成する各抵抗器Rmの抵抗値を小さくし、流れる電流を多くすることにより、上位基準電圧列32a,32bおよび下位基準電圧列30の電圧の変動を小さくすることができるし、図3のA/Dコンバータ44と比べて、下位基準抵抗器列12に平行な配線34を省略することができるため、この配線34の分だけ配線38の長さが短くなり、その結果、AD変換にかかる時間が短くなるとしている。
【0013】
ところで、図3のA/Dコンバータ44において、一般的に、抵抗器Rs,Rmとしては、高抵抗値のポリシリコンや拡散層が使用され、これに対して、配線34,36としては低抵抗値のメタル配線が用いられる。すなわち、抵抗器Rsと配線34,36とは製造プロセス上の層が異なるため、下位基準抵抗器列12と並列な配線34,36があったとしても、配線38が配線34,36の太さの分だけ長くはならないし、もちろん変換速度も低下しない。
【0014】
しかしながら、図4のA/Dコンバータ46においては、上述するように、図3のA/Dコンバータ44の速度低下の原因となる配線34を省略することを目的としているため、図3のA/Dコンバータ44の配線34に相当する配線を、図中上側の上位基準抵抗器列20aにだけ接続し、かつ、図中下側の上位基準抵抗器列20bには接続せずに、上位基準抵抗器列20bの上位基準電圧列32bを、このA/Dコンバータ46の上位基準電圧列として使用している。
【0015】
すなわち、下位基準抵抗器列12には接続されていない、上位基準抵抗器列20bの図中中央の上位基準電圧を、下位基準抵抗器列12に接続された、上位基準抵抗器列20aの図中中央の上位基準電圧と同じであるとして使用することにより、上述するように、変換速度に何ら影響を与えるものではないにも係わらず、図3のA/Dコンバータ44における配線34を省略し、これにより、変換速度が短縮されたとしている。
【0016】
しかしながら、論理図面上は同じ抵抗器Rmであっても、実際に製造された各抵抗器Rmには抵抗値のばらつきがある。従って、下位基準抵抗器列12に接続されていない、上位基準抵抗器列20bの図中中央の上位基準電圧は、下位基準抵抗器列12の図中中央の電圧と等しいものとして用いられているだけであって、実際には、各抵抗器Rmの抵抗値のばらつきに応じてばらつくため、逆に、変換精度が著しく低下する場合もあるという問題点があった。
【0017】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、前記従来技術に基づく問題点をかえりみて、高速、かつ、高精度にアナログ信号をデジタル信号に変換することができるA/Dコンバータを提供することにある。
【0018】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、その各々が、アナログ信号を変換して得られるデジタル信号の上位ビット数に応じた所定数の抵抗器を直列接続して構成された第1および第2の上位基準抵抗器列と、その各々が、前記デジタル信号の下位ビット数に応じた所定数の抵抗器を直列接続して構成され、前記第1および第2の上位基準抵抗器列を構成する各々の抵抗器に対応した所定数の下位基準抵抗器列とを有する直並列比較型のA/Dコンバータであって、
前記第1および第2の上位基準抵抗器列は、各々第1の基準電圧と第2の基準電圧との間に接続され、かつ、前記第1の上位基準抵抗器列の各々の抵抗器の両端と、前記第2の上位基準抵抗器列の各々対応する抵抗器の両端とが互いに接続され、
所定数の前記下位基準抵抗器列は、その各々が、前記第1の上位基準抵抗器列の第1の基準電圧側から数えてn番目(nは、1≦n≦前記第1および第2の上位基準抵抗器列を構成する抵抗器の個数、を満足する奇数)の抵抗器の第1の基準電圧側の端子と前記第2の上位基準抵抗器列の第1の基準電圧側から数えてn番目の抵抗器の第2の基準電圧側の端子との間に挿入され、かつ、前記第1の上位基準抵抗器列の第1の基準電圧側から数えてm番目(mは、2≦m≦前記第1および第2の上位基準抵抗器列を構成する抵抗器の個数、を満足する偶数)の抵抗器の第2の基準電圧側の端子と前記第2の上位基準抵抗器列の第1の基準電圧側から数えてm番目の抵抗器の第1の基準電圧側の端子との間に挿入されていることを特徴とするA/Dコンバータを提供するものである。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下に、添付の図面に示す好適実施例に基づいて、本発明のA/Dコンバータを詳細に説明する。
本発明のA/Dコンバータは、例えば図4に示される従来のA/Dコンバータ46と同一の構成要素を有するもので、基本的には、下位基準抵抗器列、下位比較器列、下位論理回路、スイッチ列、第1および第2の上位基準抵抗器列、上位比較器列および上位論理回路等を有する。
【0020】
ここで、図1に、本発明のA/Dコンバータの一実施例の部分構成回路図を示す。図示例のA/Dコンバータ10は、本発明の特徴部分となる上位基準抵抗器列と下位基準抵抗器列との接続関係の一例を示したもので、図示例においては、下位基準抵抗器列12、上位基準抵抗器列20a,20bおよび上位比較器列22を有する。なお、図示例のA/Dコンバータ10において、図4に示される従来のA/Dコンバータ46と同じ構成要素には同一符号を付してある。
【0021】
上位基準抵抗器列20a,20bは、いずれも図中4つの抵抗器Rmを直列接続したもので、同様に、下位基準抵抗器列12は、図中4つの抵抗器Rsを直列接続したものである。また、上位基準抵抗器列20a,20bを構成する各々の抵抗器Rmに対応して、図中4つの下位基準抵抗器列12が直列接続されており、上位基準抵抗器列20a,20bの各々の抵抗器Rmの両端と、これに対応する各々の下位基準抵抗器列12の両端とは、配線40により互いに接続されている。
【0022】
また、上位基準電圧列32は、これら2つの上位基準抵抗器列20a,20bを構成するそれぞれの4つの抵抗器Rmによって、2つの基準電圧26a,26bを均等に抵抗分割することにより作成される。同様に、下位基準電圧列は、図示していないが、それぞれの下位基準抵抗器列12を構成する4つの抵抗器Rsによって、上位基準電圧列32の内の隣接した2つの上位基準電圧を均等に抵抗分割することにより作成される。
【0023】
このA/Dコンバータ10においては、まず、上位比較器列22により、入力されたアナログ信号28と上位基準電圧列32とがそれぞれ同時に比較された後、図示していない上位論理回路により、アナログ信号28が、上位基準電圧列32内の隣接したどの2つの上位基準電圧の間に入っているのかが決定される。すなわち、このA/Dコンバータ10において変換されるアナログ信号28に対応したデジタル信号の上位ビットが作成される。
【0024】
続いて、上位比較結果に応じた下位基準抵抗器列12のスイッチ列18がオン状態とされ、図示していない下位比較器列により、アナログ信号28と下位基準電圧列とがそれぞれ同時に比較された後、図示していない下位論理回路により、アナログ信号28が、下位基準電圧列内の隣接したどの2つの下位基準電圧の間に入っているのかが決定される。すなわち、アナログ信号28に対応したデジタル信号の下位ビットが作成される。
【0025】
なお、上述する上位基準電圧列32および下位基準電圧列30の電圧の変動量を、例えば図3に示される従来のA/Dコンバータ44と同程度に抑えるためには、下位基準抵抗器列を構成する各抵抗器Rsが等しい抵抗値を有するものとすれば、それぞれの上位基準抵抗器列20a,20bの抵抗値を、図3のA/Dコンバータ44の上位基準抵抗器列20の抵抗値の2倍にし、それぞれの上位基準抵抗器列20a,20bに流れる電流量を半分にすればよい。
【0026】
すなわち、本発明のA/Dコンバータにおいては、それぞれの上位基準抵抗器列20a,20bに流れる電流量を半分にするために、例えば上位基準抵抗器列20a,20bを構成する各抵抗器Rmの横幅を半分にすればよいため、上位基準抵抗器列20a,20bの面積は、例えば図3のA/Dコンバータ44の上位基準抵抗器列20の面積とほぼ同じになり、A/Dコンバータ全体の消費電力も、図3のA/Dコンバータ44の消費電力とほぼ同等なものになる。
【0027】
また、本発明のA/Dコンバータは、上位基準抵抗器列を2つの上位基準抵抗器列20a,20bに分割し、例えば図1に示されるように、下位基準抵抗器列12の図中上下に配置し、さらに、上位基準抵抗器列20a,20bの各々の抵抗器Rmの両端と、これに対応する各々の下位基準抵抗器列12の両端とを互いに接続したため、例えば図4に示される従来のA/Dコンバータ46と比べて非常にバランスがよく、変換精度が極めて高いという利点がある。
【0028】
なお、本発明のA/Dコンバータにおいては、例えば抵抗器Rs,Rmとして、高抵抗値のポリシリコンや拡散層が使用され、配線40として低抵抗値のメタル配線が用いられる。従って、既に述べたが、抵抗器Rsと配線40とは製造プロセス上の層が異なるため、下位基準抵抗器列12と並列な配線40があるからといって、スイッチ列と下位比較器列とを接続する配線は長くはならないし、これにより、変換速度が低下しないことはもちろんのことである。
【0029】
以上、本発明のA/Dコンバータについて詳細に説明したが、本発明は上記実施例に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更をしてもよいのはもちろんである。
例えば、本発明のA/Dコンバータにおいて、下位基準抵抗器列および上位基準抵抗器列以外の、下位比較器列、下位論理回路、スイッチ列、上位比較器列および上位論理回路等の回路構成については何ら限定されない。
【0030】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明のA/Dコンバータは、第1および第2の上位基準抵抗器列を構成する各々の抵抗器に対応した所定数の下位基準抵抗器列を直列接続し、第1および第2の上位基準抵抗器列を構成する各々の抵抗器の両端と、これに対応する各々の下位基準抵抗器列の両端とを互いに接続したもので、これにより、高速かつ高精度にアナログ信号をデジタル信号に変換することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明のA/Dコンバータの一実施例の部分構成回路図である。
【図2】 従来のA/Dコンバータ一例の構成回路図である。
【図3】 従来のA/Dコンバータの別の例の構成回路図である。
【図4】 従来のA/Dコンバータのさらに別の例の構成回路図である。
【符号の説明】
10,42,44,46 A/Dコンバータ
12 下位基準抵抗器列
14 下位比較器列
16 下位論理回路
18 スイッチ列
20,20a,20b 上位基準抵抗器列
22 上位比較器列
24 上位論理回路
26a,26b 基準電圧
28 アナログ信号
30 下位基準電圧列
32,32a,32b 上位基準電圧列
34,36,38,40 配線
Rs,Rm 抵抗器
S スイッチ
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an A / D converter that converts an analog signal (analog input voltage) into a digital signal (digital data) having a predetermined number of bits corresponding thereto.
[0002]
[Prior art]
For example, in a field where high speed and high reliability are required for analog-to-digital conversion, such as digital processing of a video signal, a predetermined number of upper reference voltages generated in accordance with the number of upper bits of the digital signal. A series-parallel comparison that compares each analog signal with an analog signal simultaneously after comparing each analog signal with the analog signal and a predetermined number of lower reference voltages generated according to the number of lower bits of the digital signal. A type of A / D converter is used.
[0003]
Hereinafter, a conventional A / D converter will be described by taking a series-parallel comparison type A / D converter disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 3-165628 as an example.
First, FIG. 2 is a configuration circuit diagram of an example of a conventional series-parallel comparison type A / D converter disclosed in the publication. The A / D converter 42 in the illustrated example has a lower reference resistor string 12, a lower comparator string 14, a lower logic circuit 16, a switch string 18, an upper comparator string 22, and an upper logic circuit 24.
[0004]
In the A / D converter 42, the upper reference voltage string 32 is formed by connecting four lower reference resistor strings 12 in series in the figure, and these four lower reference resistor strings 12 equalize the two reference voltages 26a and 26b. It is created by dividing resistance. The lower reference resistor string 12 is obtained by connecting four resistors Rs in series in the figure. The lower reference voltage string 30 is composed of two upper resistors adjacent to each other in the upper reference voltage string 32 by the four resistors Rs. It is created by equally dividing the reference voltage by resistance.
[0005]
In the A / D converter 42, first, after the analog signal 28 and the upper reference voltage string 32 are simultaneously compared by the upper comparator string 22, the analog signal 28 is converted by the upper logic circuit 24. It is determined which two upper reference voltages adjacent in the upper reference voltage train 32 fall between. That is, the upper bits of the digital signal corresponding to the analog signal 28 converted by the A / D converter 42 are created.
[0006]
Subsequently, the switch row 18 of the lower reference resistor row 12 corresponding to the upper comparison result is turned on, and after the analog signal 28 and the lower reference voltage row 30 are respectively compared by the lower comparator row 14 simultaneously, The lower logic circuit 16 determines between which two adjacent lower reference voltages the analog signal 28 is in the lower reference voltage train 30. That is, the lower bits of the digital signal corresponding to the analog signal 28 are created.
[0007]
Usually, the upper comparator row 22 and the lower comparator row 14 include a capacitive element, and the reference voltages 30 and 32 are compared with the analog signal 28 by charging and discharging the capacitive element. . According to this publication, in the A / D converter 42, when each switch S in the switch array 18 becomes conductive, electric charge is injected from each switch S to the lower reference resistor array 12, and the upper reference voltage is supplied. It is assumed that there is a problem that the AD conversion cannot be performed correctly due to fluctuation of the column 32.
[0008]
Next, FIG. 3 is a configuration circuit diagram of another example of the conventional series-parallel comparison type A / D converter disclosed in the publication. The A / D converter 44 in the illustrated example has been devised to solve the above-described problems. The A / D converter 42 in FIG. The upper reference resistor string 20 is a series connection of four resistors Rm in the figure, and the upper reference voltage string 32 equally divides the two reference voltages 26a and 26b by these four resistors Rm. Created.
[0009]
In this A / D converter 44, by reducing the resistance value of each resistor Rm constituting the higher-order reference resistor array 20 and increasing the flowing current, for example, unless a very large switch S is used, The influence due to the variation can be suppressed, and when each switch S in the switch array 18 becomes conductive, even if charges are injected from each switch S to the lower reference resistor array 12, the upper reference voltage array 32. And the fluctuation | variation of the voltage of the low-order reference voltage row | line 30 can be made small.
[0010]
On the other hand, according to the publication, since the upper reference resistor row 20 is provided, the wirings 34 and 36 in the vertical direction in the figure are required, and the left and right sides in the drawing for connecting the switch row 18 and the lower comparator row 14 Since the wiring 38 in the direction becomes longer by the thickness of the wirings 34 and 36, the load capacity of the wiring 38 increases, and when each switch S in the switch array 18 becomes conductive, the lower comparator array 14 There is a problem that the time until the input to the voltage equal to the lower reference voltage becomes longer and the conversion speed decreases.
[0011]
Next, FIG. 4 is a configuration circuit diagram of an example of the series-parallel comparison type A / D converter disclosed in the publication. The A / D converter 46 in the illustrated example has been proposed to solve the above-described problem. In the A / D converter 44 of FIG. 3, the upper reference resistor string 20 is replaced with two upper reference resistor strings 20a, The upper reference voltage string 32b and the analog signal 28 are compared among the upper reference voltage strings 32a and 32b created by the upper reference resistor strings 20a and 20b.
[0012]
According to this publication, in this A / D converter 46, the upper reference voltage string 32a is reduced by reducing the resistance value of each resistor Rm constituting the upper reference resistor string 20a, 20b and increasing the flowing current. 32b and the lower reference voltage string 30 can be reduced in variation, and the wiring 34 parallel to the lower reference resistor string 12 can be omitted as compared with the A / D converter 44 of FIG. The length of the wiring 38 is shortened by the amount of the wiring 34, and as a result, the time required for AD conversion is shortened.
[0013]
By the way, in the A / D converter 44 of FIG. 3, generally, polysilicon or a diffusion layer having a high resistance value is used as the resistors Rs and Rm, whereas the wirings 34 and 36 have low resistance. Value metal wiring is used. That is, since the resistor Rs and the wirings 34 and 36 have different layers in the manufacturing process, even if the wirings 34 and 36 parallel to the lower-order reference resistor array 12 exist, the wiring 38 has the thickness of the wirings 34 and 36. It does not become longer by the amount of time, and of course the conversion speed does not decrease.
[0014]
However, in the A / D converter 46 of FIG. 4, as described above, the purpose is to omit the wiring 34 that causes the speed reduction of the A / D converter 44 of FIG. The wiring corresponding to the wiring 34 of the D converter 44 is connected only to the upper reference resistor row 20a on the upper side in the figure, and not connected to the upper reference resistor row 20b on the lower side in the figure, The upper reference voltage string 32 b of the device string 20 b is used as the upper reference voltage string of the A / D converter 46.
[0015]
That is, a diagram of the upper reference resistor row 20a in which the upper reference voltage at the center in the drawing of the upper reference resistor row 20b that is not connected to the lower reference resistor row 12 is connected to the lower reference resistor row 12 is shown. As described above, the wiring 34 in the A / D converter 44 in FIG. 3 is omitted by using it as the same as the middle reference upper reference voltage, as described above, although it does not affect the conversion speed. As a result, the conversion speed is reduced.
[0016]
However, even if the resistors Rm are the same on the logical drawing, each resistor Rm actually manufactured has a variation in resistance value. Therefore, the upper reference voltage at the center of the upper reference resistor row 20b that is not connected to the lower reference resistor row 12 is used as being equal to the voltage at the center of the lower reference resistor row 12 in the drawing. However, in reality, the resistance varies depending on the variation of the resistance value of each resistor Rm, and there is a problem that the conversion accuracy may be remarkably lowered.
[0017]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide an A / D converter capable of converting an analog signal into a digital signal at high speed and with high accuracy in view of the problems based on the prior art.
[0018]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides a first and a second circuit, each of which is configured by connecting a predetermined number of resistors in series according to the number of upper bits of a digital signal obtained by converting an analog signal. 2 upper reference resistor arrays, each of which is configured by connecting a predetermined number of resistors corresponding to the number of lower bits of the digital signal in series, thereby forming the first and second upper reference resistor arrays A series-parallel comparison type A / D converter having a predetermined number of low-order reference resistor arrays corresponding to each of the resistors ,
The first and second upper reference resistor strings are each connected between a first reference voltage and a second reference voltage, and each of the resistors of the first upper reference resistor string Both ends and both ends of the corresponding resistors in the second upper reference resistor row are connected to each other,
Each of the predetermined number of the lower reference resistor arrays is nth (n is 1 ≦ n ≦ the first and second) counted from the first reference voltage side of the first upper reference resistor array. (The odd number satisfying the number of resistors constituting the upper reference resistor string) and the first reference voltage side terminal of the second upper reference resistor string and the first reference voltage side of the second upper reference resistor string And the second reference voltage side terminal of the nth resistor, and the mth (m is 2 from the first reference voltage side of the first upper reference resistor row). ≦ m ≦ even number satisfying the number of resistors constituting the first and second higher-order reference resistor rows) and the second higher-order reference resistor row a characterized in that it is inserted between the reference voltage side of the terminal a first of the m-th counted from the reference voltage side resistor first of / It is to provide a converter.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an A / D converter of the present invention will be described in detail based on a preferred embodiment shown in the accompanying drawings.
The A / D converter of the present invention has the same components as the conventional A / D converter 46 shown in FIG. 4, for example. Basically, the lower reference resistor string, the lower comparator string, the lower logic A circuit, a switch row, first and second upper reference resistor rows, an upper comparator row, an upper logic circuit, and the like.
[0020]
Here, FIG. 1 shows a partial configuration circuit diagram of an embodiment of the A / D converter of the present invention. The A / D converter 10 in the illustrated example shows an example of the connection relationship between the upper reference resistor string and the lower reference resistor string, which is a characteristic part of the present invention. In the illustrated example, the lower reference resistor string is illustrated. 12, upper reference resistor rows 20a and 20b and upper comparator row 22 are provided. In the illustrated A / D converter 10, the same components as those of the conventional A / D converter 46 shown in FIG.
[0021]
Each of the upper reference resistor rows 20a and 20b is obtained by connecting four resistors Rm in the figure in series, and similarly, the lower reference resistor row 12 is obtained by connecting four resistors Rs in the drawing in series. is there. Further, four lower reference resistor rows 12 in the figure are connected in series corresponding to each resistor Rm constituting the upper reference resistor rows 20a and 20b, and each of the upper reference resistor rows 20a and 20b. Both ends of each resistor Rm and the corresponding ends of each lower reference resistor row 12 are connected to each other by a wiring 40.
[0022]
The upper reference voltage string 32 is created by equally dividing the two reference voltages 26a and 26b by the four resistors Rm constituting the two upper reference resistor strings 20a and 20b. . Similarly, although the lower reference voltage train is not shown, two adjacent upper reference voltages in the upper reference voltage train 32 are evenly distributed by the four resistors Rs constituting each lower reference resistor train 12. It is created by dividing resistance.
[0023]
In the A / D converter 10, first, the higher-order comparator string 22 compares the input analog signal 28 and the higher-order reference voltage string 32 at the same time, and then the higher-order logic circuit (not shown) It is determined which two upper reference voltages adjacent to each other in the upper reference voltage train 32 fall between 28. That is, upper bits of the digital signal corresponding to the analog signal 28 converted by the A / D converter 10 are created.
[0024]
Subsequently, the switch row 18 of the lower reference resistor row 12 corresponding to the upper comparison result is turned on, and the analog signal 28 and the lower reference voltage row are simultaneously compared by the lower comparator row not shown. Thereafter, a lower logic circuit (not shown) determines which of the two adjacent lower reference voltages in the lower reference voltage train the analog signal 28 falls between. That is, the lower bits of the digital signal corresponding to the analog signal 28 are created.
[0025]
In order to suppress the voltage fluctuation amount of the upper reference voltage string 32 and the lower reference voltage string 30 described above to the same level as that of the conventional A / D converter 44 shown in FIG. If each of the resistors Rs to be configured has the same resistance value, the resistance value of each of the upper reference resistor rows 20a and 20b is set to the resistance value of the upper reference resistor row 20 of the A / D converter 44 of FIG. And the amount of current flowing through each of the upper reference resistor arrays 20a and 20b may be halved.
[0026]
That is, in the A / D converter of the present invention, in order to halve the amount of current flowing through the upper reference resistor rows 20a and 20b, for example, each resistor Rm that constitutes the upper reference resistor rows 20a and 20b. Since the width of the upper reference resistor rows 20a and 20b only needs to be halved, for example, the area of the upper reference resistor row 20 of the A / D converter 44 of FIG. The power consumption is substantially the same as the power consumption of the A / D converter 44 of FIG.
[0027]
Further, the A / D converter of the present invention divides the upper reference resistor string into two upper reference resistor strings 20a and 20b. For example, as shown in FIG. Further, both ends of the resistors Rm of the upper reference resistor rows 20a and 20b are connected to both ends of the lower reference resistor rows 12 corresponding thereto, so that, for example, as shown in FIG. Compared with the conventional A / D converter 46, there is an advantage that the balance is very good and the conversion accuracy is extremely high.
[0028]
In the A / D converter of the present invention, for example, high-resistance polysilicon or diffusion layers are used as the resistors Rs and Rm, and low-resistance metal wiring is used as the wiring 40. Therefore, as described above, since the resistor Rs and the wiring 40 are different in the manufacturing process, just because there is the wiring 40 in parallel with the lower reference resistor array 12, the switch array and the lower comparator array Of course, the wiring for connecting the terminals does not have to be long, so that the conversion speed does not decrease.
[0029]
Although the A / D converter of the present invention has been described in detail above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various improvements and modifications may be made without departing from the spirit of the present invention. It is.
For example, in the A / D converter of the present invention, circuit configurations of a lower comparator string, a lower logic circuit, a switch string, an upper comparator string, and an upper logic circuit other than the lower reference resistor string and the upper reference resistor string Is not limited at all.
[0030]
【The invention's effect】
As described above in detail, the A / D converter of the present invention connects a predetermined number of lower reference resistor strings corresponding to each resistor constituting the first and second upper reference resistor strings in series. , Both ends of each of the resistors constituting the first and second upper reference resistor rows and the lower ends of the corresponding lower reference resistor rows are connected to each other. Analog signals can be converted to digital signals with high accuracy.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a partial configuration circuit diagram of an embodiment of an A / D converter of the present invention.
FIG. 2 is a configuration circuit diagram of an example of a conventional A / D converter.
FIG. 3 is a configuration circuit diagram of another example of a conventional A / D converter.
FIG. 4 is a configuration circuit diagram of still another example of a conventional A / D converter.
[Explanation of symbols]
10, 42, 44, 46 A / D converter 12 Lower reference resistor string 14 Lower comparator string 16 Lower logic circuit 18 Switch string 20, 20a, 20b Upper reference resistor string 22 Upper comparator string 24 Upper logic circuit 26a, 26b Reference voltage 28 Analog signal 30 Lower reference voltage string 32, 32a, 32b Upper reference voltage string 34, 36, 38, 40 Wiring Rs, Rm Resistor S switch

Claims (1)

その各々が、アナログ信号を変換して得られるデジタル信号の上位ビット数に応じた所定数の抵抗器を直列接続して構成された第1および第2の上位基準抵抗器列と、その各々が、前記デジタル信号の下位ビット数に応じた所定数の抵抗器を直列接続して構成され、前記第1および第2の上位基準抵抗器列を構成する各々の抵抗器に対応した所定数の下位基準抵抗器列とを有する直並列比較型のA/Dコンバータであって、
前記第1および第2の上位基準抵抗器列は、各々第1の基準電圧と第2の基準電圧との間に接続され、かつ、前記第1の上位基準抵抗器列の各々の抵抗器の両端と、前記第2の上位基準抵抗器列の各々対応する抵抗器の両端とが互いに接続され、
所定数の前記下位基準抵抗器列は、その各々が、前記第1の上位基準抵抗器列の第1の基準電圧側から数えてn番目(nは、1≦n≦前記第1および第2の上位基準抵抗器列を構成する抵抗器の個数、を満足する奇数)の抵抗器の第1の基準電圧側の端子と前記第2の上位基準抵抗器列の第1の基準電圧側から数えてn番目の抵抗器の第2の基準電圧側の端子との間に挿入され、かつ、前記第1の上位基準抵抗器列の第1の基準電圧側から数えてm番目(mは、2≦m≦前記第1および第2の上位基準抵抗器列を構成する抵抗器の個数、を満足する偶数)の抵抗器の第2の基準電圧側の端子と前記第2の上位基準抵抗器列の第1の基準電圧側から数えてm番目の抵抗器の第1の基準電圧側の端子との間に挿入されていることを特徴とするA/Dコンバータ。
First and second upper reference resistor arrays each of which is configured by connecting a predetermined number of resistors in series according to the number of upper bits of a digital signal obtained by converting an analog signal, , said predetermined number of resistors corresponding to the number of low-order bits of the digital signal is constructed by serially connecting, lower predetermined number corresponding to each of the resistors constituting the first and second upper reference resistor string A series-parallel comparison type A / D converter having a reference resistor array,
The first and second upper reference resistor strings are each connected between a first reference voltage and a second reference voltage, and each of the resistors of the first upper reference resistor string Both ends and both ends of the corresponding resistors in the second upper reference resistor row are connected to each other,
Each of the predetermined number of the lower reference resistor arrays is nth (n is 1 ≦ n ≦ the first and second) counted from the first reference voltage side of the first upper reference resistor array. (The odd number satisfying the number of resistors constituting the upper reference resistor string) and the first reference voltage side terminal of the second upper reference resistor string and the first reference voltage side of the second upper reference resistor string. And the second reference voltage side terminal of the nth resistor, and the mth (m is 2 from the first reference voltage side of the first upper reference resistor row). ≦ m ≦ even number satisfying the number of resistors constituting the first and second higher-order reference resistor rows) and the second higher-order reference resistor row a characterized in that it is inserted between the reference voltage side of the terminal a first of the m-th counted from the reference voltage side resistor first of / Converter.
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