JPS5947894B2 - analog to digital converter - Google Patents
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- JPS5947894B2 JPS5947894B2 JP54121158A JP12115879A JPS5947894B2 JP S5947894 B2 JPS5947894 B2 JP S5947894B2 JP 54121158 A JP54121158 A JP 54121158A JP 12115879 A JP12115879 A JP 12115879A JP S5947894 B2 JPS5947894 B2 JP S5947894B2
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- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
- H03M1/00—Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
- H03M1/12—Analogue/digital converters
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- H03M1/36—Analogue value compared with reference values simultaneously only, i.e. parallel type
- H03M1/361—Analogue value compared with reference values simultaneously only, i.e. parallel type having a separate comparator and reference value for each quantisation level, i.e. full flash converter type
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明はアナログ・ディジタル変換器(以下A/B変換
器と称す)に関するもので、特に人力信号を複数個の比
較器を用いて同時に基準信号と比較する並列型アナログ
・ディジタル変換器に関し、さらには詳細には、並列配
置された比較器を重みづけした数ごとに分割して駆動さ
せることにより、最も効率的に低消費電力化を実現する
並列型アナログ・ディジタル変換器に関するものである
。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an analog-to-digital converter (hereinafter referred to as an A/B converter), and in particular to a parallel type analog converter that simultaneously compares a human signal with a reference signal using a plurality of comparators.・Regarding digital converters, more specifically, parallel analog-to-digital conversion that achieves the most efficient reduction in power consumption by dividing and driving comparators arranged in parallel by weighted numbers. It is related to vessels.
近年、ビデオ帯域で用いられる高速A/B変換器の必要
性が高まっている。In recent years, the need for high speed A/B converters used in the video band has increased.
さてA/D変換器には逐次比較型、追従比較型、並列比
較型等いろいiろな方式があり、それぞれの特徴を持つ
でいる。Now, there are various types of A/D converters, such as successive approximation type, follow-up comparison type, and parallel comparison type, each with its own characteristics.
ここで並列比較型はすべての量子化レベルに対してそれ
ぞれ基準電源と比較器を並列に用意し、アナログ入力信
号と各量子レベルの基準電圧とを同時に比較するもので
あり、A/D変換器の中でもiも最も高速可能である。Here, the parallel comparison type prepares a reference power supply and a comparator in parallel for each quantization level, and simultaneously compares the analog input signal with the reference voltage of each quantum level. Among them, i is also the fastest.
つまりこの並列型はnビットの分解精度をもたせるには
、比較器が(2°−1)個必要となるものの、入力アナ
ログ信号を同時比較するのでビデオ帯域のアナログ入力
信号用の高速A/D変換器として、並列比較型が最適で
ある;と言える。In other words, this parallel type requires (2°-1) comparators to achieve n-bit resolution accuracy, but since the input analog signals are compared simultaneously, it is a high-speed A/D for analog input signals in the video band. It can be said that a parallel comparison type is optimal as a converter.
以下、8ビット並列型A/D変換器を図面とともに説明
する。The 8-bit parallel A/D converter will be explained below with reference to the drawings.
第1図は8ビツトA/D変換器のブロック図であって、
8ビツトの場合、比較器及び基準電源は28−1=25
5個である。FIG. 1 is a block diagram of an 8-bit A/D converter,
In the case of 8 bits, the comparator and reference power supply are 28-1=25
There are 5 pieces.
同図において:Rは基準電圧発生用の抵抗で、C1,C
2,・・・・・・C25゜は基準電圧と入力アナログ信
号を比較する比較器でそれぞれ同じ分解能を有する。In the same figure: R is a resistance for generating the reference voltage, C1, C
2, . . . C25° are comparators that compare the reference voltage and the input analog signal, and each has the same resolution.
A1.A2.・・・・・・A255はAND回路、Ll
、 L2.・・・・・・L8はラッチ回路である。A1. A2. ...A255 is an AND circuit, Ll
, L2. ...L8 is a latch circuit.
1はアナログ信号入力端子、2はダイ;オードマトリッ
ク等から構成されるエンコーダ回路、3,4はクロック
パルス発生回路で、それぞれCI、C2,・・・・・・
C255及びLl、L2.・・・・・・L8に接続され
ている。1 is an analog signal input terminal, 2 is a die; an encoder circuit consisting of an ode matrix, etc., and 3 and 4 are clock pulse generation circuits, CI, C2, etc., respectively.
C255 and Ll, L2. ...Connected to L8.
次に、各部波形を示す第2図を用いて動作説明をする。Next, the operation will be explained using FIG. 2 showing waveforms of each part.
合板りに比較器C4にアナログ入力信号a、基準信号す
が印加されているとする。Assume that an analog input signal a and a reference signal S are applied to the comparator C4 on plywood.
比較器C4にはクロックパルス発生回路3によりパルス
c、 dが印加されており、パルスCが高レベルのと
き比較動作、パルスdが高レベルのときラッチ動作を行
なう。Pulses c and d are applied to the comparator C4 by the clock pulse generation circuit 3, and a comparison operation is performed when the pulse C is at a high level, and a latch operation is performed when the pulse d is at a high level.
従って、比較器C4はeの如き比較信号を発生し、波形
整形を行ないfの如き出力信号を出力する。Therefore, the comparator C4 generates a comparison signal such as e, performs waveform shaping, and outputs an output signal such as f.
ここで、T1の時間において、比較器01〜C4のみの
出力が高レベルとすると、AND回路A4のみの出力が
高レベルとなり、エンコーダ回路2に入力される。Here, at time T1, if the outputs of only the comparators 01 to C4 are at a high level, the output of only the AND circuit A4 is at a high level and is input to the encoder circuit 2.
エンコーダ回路2の出力はラッチ回路L1・・・・・・
L8に入力され、クロックパルスc、 dに同期して
A/D変換出力として端子D1・・・・・・D8に出力
される。The output of encoder circuit 2 is latch circuit L1...
The signal is input to L8, and output to terminals D1...D8 as A/D conversion outputs in synchronization with clock pulses c and d.
さて、上記した並列型A/D変換器は8bit で2
55個もの比較器で構成されるので、各比較器にそれぞ
れ1mAの電電流を供給すると、255mAもの大電流
が必要となり、5v電源を用いるとすると、比較器だけ
で約1.3Wもの消費電力となり、全体で約2Wの消費
電力が必要となる。Now, the parallel type A/D converter mentioned above has 8 bits and 2
It is composed of 55 comparators, so if a current of 1 mA is supplied to each comparator, a large current of 255 mA is required, and if a 5 V power supply is used, the power consumption of the comparators alone is about 1.3 W. Therefore, a total power consumption of about 2W is required.
従って並列型A/D変換器で高速でかつ高精度のものを
構成すると、消費電力は非常に大きくなり実用的でなく
なる欠点を有する。Therefore, if a high-speed, high-precision parallel A/D converter is constructed, the power consumption becomes extremely large, making it impractical.
この欠点を補うために、特願昭54−24005号明細
書において、各量子化レベルに対応した基準電圧を有し
かつ並列配置された複数個の比較器を複数のグループに
分割し、前記比較器の比較動作に先たち、アナログ信号
を補助比較器により比較し、この比較結果に基づき所定
の前記グループのみ比較動作させようというA/D変換
器を提案した。In order to compensate for this drawback, in the specification of Japanese Patent Application No. 54-24005, a plurality of comparators having reference voltages corresponding to each quantization level and arranged in parallel are divided into a plurality of groups, and the We have proposed an A/D converter in which analog signals are compared by an auxiliary comparator prior to the comparison operation of the converter, and based on the comparison result, only a predetermined group is operated for comparison.
第3図にがかるA/D変換器の概念図を示す。A conceptual diagram of the A/D converter shown in FIG. 3 is shown.
第3図において、Cは各量子化レベルに対応させ並列配
置した比較器で、SCI〜SC3はそれぞれ補助比較器
である。In FIG. 3, C is a comparator arranged in parallel corresponding to each quantization level, and SCI to SC3 are auxiliary comparators, respectively.
本発明の基本的な構成はアナログ入力信号に対して並列
に配された比較器Cを第3図に示すように数ブロックに
分け(第3図の実施例の場合はA−Dの4ブロツク)、
そのブロックの境界の電圧を検出する比較器と同一判定
レベルを持つ補助比較器SC1〜SC3を設け、まずこ
れらの補助比較器SC1〜SC3であらがじめ入力信号
電圧がブロックA、 B、 C,Dのどのブロックの判
定レベルに入っているかを判断し、その判断の結果、所
定のブロックの比較器群だけを動作させ、他のブロック
の比較器群は全て動作電流を切るかまたは少なくして動
作を停止させ、A/D変換器全体の消費電流を減少させ
ようとするものである。The basic configuration of the present invention is that the comparator C arranged in parallel with the analog input signal is divided into several blocks as shown in Figure 3 (in the case of the embodiment shown in Figure 3, it is divided into four blocks A to D). ),
Auxiliary comparators SC1 to SC3 are provided that have the same judgment level as the comparator that detects the voltage at the boundary of the block. , D, and as a result of that judgment, only the comparator group of the predetermined block is operated, and the operating current of all the comparator groups of other blocks is cut off or reduced. This is intended to reduce the current consumption of the entire A/D converter.
第1表は補助比較器とブロックの状況を示している。Table 1 shows the status of the auxiliary comparators and blocks.
例えばアナログ入力電圧がブロックBの中にある比較器
の判定レベル(量子化レベル)と等しい時は補助比較器
S01はアナログ入力電圧が補助比較器SCIの判定レ
ベルより低いと判定し出力は0″となる。For example, when the analog input voltage is equal to the judgment level (quantization level) of the comparator in block B, the auxiliary comparator S01 judges that the analog input voltage is lower than the judgment level of the auxiliary comparator SCI, and the output is 0'' becomes.
補助比較器SC2およびSC3は補助比較器SC2およ
びSC3の判定レベルより高いと判定し出力はいずれも
“1″となる。The auxiliary comparators SC2 and SC3 determine that the level is higher than the determination level of the auxiliary comparators SC2 and SC3, and both outputs become "1".
したがってこの時は、正規の比較器はブロックBのもの
だけが作動し、他は全て動作を停止し、ブロックBの比
較器によって正確なアナログ信号電圧の判定を行なって
ディジタル信号に変換するわけである。Therefore, at this time, only the regular comparator in block B operates, all others stop operating, and the comparator in block B accurately determines the analog signal voltage and converts it into a digital signal. be.
したがってこの場合、ブロックA、 C,Dの比較器の
動作電流を完全に0にすれば、A/D変換器全体の消費
電流は、従来の全比較器を常に働かせている方式に比べ
約174に減少させることができる。Therefore, in this case, if the operating current of the comparators in blocks A, C, and D is completely reduced to 0, the current consumption of the entire A/D converter will be approximately 174 times lower than that of the conventional method in which all comparators are always working. can be reduced to
もちろん、ブロック数および補助比較器の数を多くすれ
ば、電流減少率も上るのは当然のことである。Of course, as the number of blocks and the number of auxiliary comparators increases, the current reduction rate also increases.
しかし逆に補助比較器の数をあるところより多くすると
今度は補助比較器の電流消費量が増大して正規の比較器
の減少による分を超えてしまうことになる。Conversely, however, if the number of auxiliary comparators is increased beyond a certain point, the current consumption of the auxiliary comparators increases to exceed the amount due to the reduction in the number of regular comparators.
例えば255個の比較器を有する8ビツトのA/D変換
器の場合は、16個のブロックに分ける時、最も消費電
流を少なくすることができ、この時の消費電流は約17
8になる。For example, in the case of an 8-bit A/D converter with 255 comparators, the current consumption can be minimized when divided into 16 blocks, and the current consumption in this case is about 17
It becomes 8.
以上説明したように特願昭54−24005号に記載の
A/D変換器は、変換速度を低下させることなく、低消
費電力化をはかるに極めて有効な変換器である。As explained above, the A/D converter described in Japanese Patent Application No. 54-24005 is an extremely effective converter for reducing power consumption without reducing conversion speed.
しかし、比較器のブロックの数を多くしていって低消費
電力化を進めていった場合、入力信号が高周波になると
精度の上で問題を生じるおそれがある。However, if power consumption is reduced by increasing the number of comparator blocks, a problem may arise in accuracy if the input signal has a high frequency.
なんとなれば、前記補助比較器の比較動作および正規の
比較器の動作開始までに遅れ時間が実際には生じるため
に、高周波の入力信号を印加した場合には、補助比較器
によって判定された入力信号レベルと正規の比較器に人
力された信号レベルとの間に差ができることになり、万
一、正規の比較器に印加される入力信号のレベルと、動
作を開始した正規の比較器群に対応する基準電圧のレベ
ルとが一致しない場合には、エラーが発生してしまうこ
とになるからである。This is because a delay time actually occurs between the comparison operation of the auxiliary comparator and the start of operation of the regular comparator, so when a high frequency input signal is applied, the input determined by the auxiliary comparator There will be a difference between the signal level and the signal level manually applied to the regular comparator, and in the unlikely event that the level of the input signal applied to the regular comparator and the group of regular comparators that have started operating are different. This is because if the levels of the corresponding reference voltages do not match, an error will occur.
この問題を防止するために、比較器群のブロックの数を
減らして、ブロック内の比較器の数を増すことを考えれ
ば、低低消費電力化が充分達せられないことになる。If, in order to prevent this problem, the number of blocks in the comparator group is reduced and the number of comparators in each block is increased, a sufficient reduction in power consumption will not be achieved.
したがって本発明はこの問題を解決するために提案され
るもので、前記比較器のグループ分けに際して、一定の
重みづけを行ない、一定時間内に急速に入力信号が変化
するレベルに対応する比較器群はブロック内に多くの比
較器を含み逆に一定時間内にゆるやかにしか入力信号が
変化しないレベルに対応する比較器群はブロック内によ
り少ない比較器しか含まないようにして、低消費電力化
のより効率化をはかるものである。Therefore, the present invention is proposed in order to solve this problem, and when the comparators are grouped, a certain weighting is applied, and a group of comparators corresponding to a level where the input signal changes rapidly within a certain time is set. The block contains many comparators, and conversely, the comparator group that corresponds to the level where the input signal changes only slowly within a certain period of time contains fewer comparators in the block, which reduces power consumption. This is intended to improve efficiency.
すなわち、本発明は、各量子化レベルに対応した基準電
圧を有しかつ並列配置された複数個の比較器を重みづけ
して複数個グループに分割し、前記比較器の比較動作に
先たち、アナログ信号を補助比較器により比較し、この
比較結果に基づき所定の前記グループのみ比較動作させ
ようとするものである。That is, the present invention weights and divides a plurality of comparators having reference voltages corresponding to each quantization level and arranged in parallel into a plurality of groups, and prior to the comparison operation of the comparators, Analog signals are compared by an auxiliary comparator, and based on the comparison result, only a predetermined group is operated for comparison.
以下本発明の図面を用いて実施例とともに説明する。The present invention will be described below with reference to drawings and embodiments.
A/D変換器に入力されるアナログ信号としてビデオ信
号を考えてみると、色副搬送波が最も高周波であり、か
つその波形は正弦波を考えればよい。Considering a video signal as an analog signal input to an A/D converter, the color subcarrier has the highest frequency, and its waveform may be a sine wave.
つまりNTSC方式であれば、3.58MHzの正弦波
を変換できれば、ビデオ信号のディジタル信号への変換
は可能ということになる。In other words, with the NTSC system, if a 3.58 MHz sine wave can be converted, it is possible to convert a video signal into a digital signal.
今、正弦波は第4図に示すように、各信号レベルによっ
て同一時間内に変化する振巾が異なっている。Now, as shown in FIG. 4, the amplitude of the sine wave changes within the same time period differs depending on each signal level.
すなわち、最も大巾に変化するのは“0″をクロスする
あたりで、全体の周期を8toとするとt。In other words, the widest change occurs around the time when it crosses "0", and if the total period is 8to, then t.
期間に全振巾の0.35変化するのに対し、ピークあた
りでは0.15Lか変化しないという差がある。While the total amplitude changes by 0.35 during the period, there is a difference of 0.15L or no change around the peak.
したがって比較器のブロックのわけ方も、lブロック内
に含む比較器の数をこのような比率で構成することが、
最も効率的となる。Therefore, regarding the division of comparator blocks, configuring the number of comparators included in an l block in such a ratio is as follows:
Most efficient.
このような比率で比較器をブロックわけした具体的な構
成を第5図に示し、その動作を説明する。A specific configuration in which the comparators are divided into blocks at such a ratio is shown in FIG. 5, and its operation will be explained.
なお第5図は6ビツトのA/D変換器の例である。Note that FIG. 5 shows an example of a 6-bit A/D converter.
第5図において11はアナログ入力端子、12はマトリ
ックスエンコーダ回路、13は基準電圧入力端子である
。In FIG. 5, 11 is an analog input terminal, 12 is a matrix encoder circuit, and 13 is a reference voltage input terminal.
C’ 1〜C′63は63個の正規の比較器であり、ア
ナログ入力電圧■lnと基準電圧を分圧した電圧との比
較を行なう。C'1 to C'63 are 63 regular comparators, which compare the analog input voltage ln with a voltage obtained by dividing the reference voltage.
R′は比較器C’ 1〜C′63に対応して設けられた
基準電圧分圧用の抵抗である。R' is a reference voltage dividing resistor provided corresponding to the comparators C'1 to C'63.
INV2〜INV63はインバータで、それぞれ比較器
C’2〜C′63の出力信号を反転する。INV2 to INV63 are inverters that invert the output signals of the comparators C'2 to C'63, respectively.
A″1〜A′63は比較器C’ 1〜C′63に対応し
て設けた3人力のアンドゲートで、第1の入力は対応す
る比較器の出力を直接に印加し、第2の入力は隣接した
比較器の出力をインバータを通して印加し、第3の入力
は後述する補助比較器出力を印加する。A''1 to A'63 are three-man powered AND gates provided corresponding to the comparators C'1 to C'63, the first input directly applies the output of the corresponding comparator, and the second input The input is the output of an adjacent comparator applied through an inverter, and the third input is applied the output of an auxiliary comparator, which will be described later.
L’ 1〜L’ 6は出力インピーダンスの低下や出力
レベルの変換のために設けた出カバソファである。L'1 to L'6 are output cover sofas provided for lowering the output impedance and converting the output level.
従来の並列比較方式のA/D変換器の構成はこれまでで
あるが、本発明によって新たに次に説明する部分が加え
られる。Although the conventional parallel comparison type A/D converter has the same configuration as before, the present invention adds a new part to be described below.
まず、S01〜SC3は補助比較器で正規の比較器C’
l〜C′63を前述を重みづけした比較で4つに分割す
る基準電圧が入力となる位置に設ける。First, S01 to SC3 are auxiliary comparators and are regular comparators C'
1 to C'63 are provided at positions where reference voltages to be divided into four by weighted comparison described above are input.
この場合は正規の比較器C’l〜C′63の10番目、
32番目、42番目のものと同じ基準電圧を一方の入力
としている。In this case, the 10th of regular comparators C'l to C'63,
The same reference voltage as the 32nd and 42nd ones is used as one input.
したがって補助比較器SC1は比較器C′10と、補助
比較器SC2は比較器C′32と補助比較器SC3は比
較器C′32と同一比較レベルである。Therefore, the auxiliary comparator SC1 is at the same comparison level as the comparator C'10, the auxiliary comparator SC2 is at the same comparison level as the comparator C'32, and the auxiliary comparator SC3 is at the same comparison level as the comparator C'32.
次にINV’l〜INV’3はインバータであり、それ
ぞれ補助比較器SC1〜SC3の出力を反転している。Next, INV'l to INV'3 are inverters that invert the outputs of the auxiliary comparators SC1 to SC3, respectively.
またA″1〜A″4はアンドゲートでA″1は補助比較
器SC1の出力を入力とし、A″2はインバータINV
’lの出力および、補助比較器SC2の出力を入力とし
、A”3はインバータINV’2の出力および補助比較
器SC3の出力を入力とし、またA″4はインバータI
NV’3□の出力を入力としている。Also, A″1 to A″4 are AND gates, A″1 inputs the output of the auxiliary comparator SC1, and A″2 is the inverter INV.
'l output and the output of auxiliary comparator SC2 are input, A"3 has the output of inverter INV'2 and auxiliary comparator SC3 as input, and A"4 has inverter INV'2 and the output of auxiliary comparator SC3 as input.
The output of NV'3□ is used as input.
ここでA″1とA″4との2つのアンドゲートは必ずし
も必要ではない。Here, the two AND gates A″1 and A″4 are not necessarily required.
本実施例の場合はアンドゲートA″2とA″3の出力と
振幅、インピーダンス等をそろえるために設けている。In this embodiment, the AND gates A''2 and A''3 are provided in order to match their outputs, amplitudes, impedances, etc.
L″1〜L″4はバツファドライバーでアンドゲートA
″1〜A″4の出力でブロック毎の比較器の電流をオン
、オフにするために設けている。L″1 to L″4 are buffer drivers and gate A
It is provided to turn on and off the current of the comparator for each block with the output of "1 to A"4.
ここで、比較器C’ 1〜C’IOをAブロック、比較
器C′11〜C′32をBブロック、比較器C′33〜
C42をCブロック、比較器C′43〜C′63をDブ
ロックとする。Here, comparators C'1 to C'IO are placed in A block, comparators C'11 to C'32 are placed in B block, and comparators C'33 to C'32 are placed in B block.
Let C42 be a C block, and comparators C'43 to C'63 be a D block.
次に第5図の実施例の動作について説明する。Next, the operation of the embodiment shown in FIG. 5 will be explained.
端子1に印加されたアナログ入力信号は、まず補助比較
器SC1〜SC3で各補助比較器に対応した電圧と比較
される。The analog input signal applied to terminal 1 is first compared with the voltage corresponding to each auxiliary comparator in auxiliary comparators SC1 to SC3.
今、端子13に基準電圧IVを印加すれば、補助比較器
SC1〜SC3の比較判定レベルはそれぞれ0.844
V、 0.5V、0.156Vである。Now, if the reference voltage IV is applied to the terminal 13, the comparison judgment level of each of the auxiliary comparators SC1 to SC3 is 0.844.
V, 0.5V, 0.156V.
今たとえばアナログ人力信号が0.6Vであれば補助比
較器SCIは比較レベルより低いと判定して出力を“0
″とし、補助比較器SC2゜SC3は比較レベルより高
いと判定して出力を“1′とする。For example, if the analog human input signal is 0.6V, the auxiliary comparator SCI determines that it is lower than the comparison level and outputs "0.
'', and the auxiliary comparators SC2 and SC3 determine that the level is higher than the comparison level, and set the output to ``1''.
したがって各インバータの出力はINV’ 1が441
99、INV’2がtg Ott、INV’3がgg
Ottとなり、各アンドゲートの入力はA″2の入力だ
けが2つの入力とも1″となって、他のアントゲ 4−
トA” 1.A” 3.A” 4の入力は“0″と1″
または′0″とパ0“′となって、アンドゲートの各出
力はA′″2だけが“′1″他は“0″となる。Therefore, the output of each inverter is INV' 1 = 441
99, INV'2 is tg Ott, INV'3 is gg
Ott, and the input of each AND gate is only the input of A″2, both inputs are 1″, and the other gates are 1″.
A” 1. A” 3. A” 4 inputs are “0” and 1”
Or '0' and PA0'', and each output of the AND gate becomes '1' for A'''2 and '0' for the others.
アントゲ−t4”1〜A″4の出力は正規の比較器とマ
トリクスエンコーダ12との間に設けられたアン。The outputs of the antenna gates t4''1 to A''4 are connected to an amplifier provided between the regular comparator and the matrix encoder 12.
ドゲートA’l〜A′63の第3の入力に接続されてい
る。It is connected to the third input of gates A'1 to A'63.
さらに具体的には、A″1のブロックAのA’l〜A’
IOの入力へ、A″2の出力はブロックBのA′11〜
A′32の入力へ、A″3は出力ブロックCのA′33
〜A′42の入力へ、A″4の出力はブロック1DのA
′43〜A′63の入力へ接続されている。More specifically, A'l to A' of block A of A″1
To the input of IO, the output of A″2 is A′11~ of block B.
to the input of A'32, A''3 is A'33 of output block C
~A′42 input, A″4 output is A of block 1D
It is connected to the inputs of '43 to A'63.
したがって、A″2の出力が“1″となり、A”1.
A”3゜A″4の出力がパ0′”であるから、フ゛ロッ
クBのアンドゲートA′11〜A′32だけがゲートが
開いた状態となっており、他のブロックのアンドゲート
の1出力は全て強制的に“0″となっている。Therefore, the output of A"2 becomes "1", and A"1.
Since the output of A"3゜A"4 is 0', only the AND gates A'11 to A'32 of block B are in the open state, and the gates of the AND gates of the other blocks are in the open state. All outputs are forced to "0".
これは動作しない正規の比較器の出力状態がどのような
状態であっても、マトリクスエンコーダ12の入力が正
しい状態を保つための回路である。This is a circuit for maintaining the input of the matrix encoder 12 in a correct state, no matter what the output state of the non-operating regular comparator is.
次にバッファドライバーL″1〜L″4はそれぞlれブ
ロック毎に比較器C’ 1〜C′63の動作電流を制御
している。Next, buffer drivers L''1 to L''4 control the operating currents of comparators C'1 to C'63 for each block, respectively.
今、バッファドライバーLll〜L″4の入力が“1″
のときだけ比較器C” 1〜C′63に電流を流し、比
較器を動作させるような構成にすれば、アンドゲートA
″2の出力が“1″のときは比較器C′11〜C′32
だけが動作し、他の比較器は全て動作を停止する。Now, the input of buffer driver Lll~L″4 is “1”
If the configuration is such that current flows through comparators C'1 to C'63 and the comparators operate only when , AND gate A
When the output of "2" is "1", comparators C'11 to C'32
only one comparator operates, and all other comparators stop operating.
この後の動作は従来と全く同様に行なわれる。The subsequent operations are performed in exactly the same manner as before.
この時他の比較器の比較の動作電流を流さないようにし
て動作を停止すれば、実際に動作している比較器はブロ
ックBの22個だけであるから、比較器全体の消費電流
は約1/3に軽減することができる。At this time, if the operation of the other comparators is stopped by not allowing the comparison current to flow, only the 22 comparators in block B are actually operating, so the current consumption of the entire comparator is approximately It can be reduced to 1/3.
ただし3個の補助比較器は常時動作させることが必要で
あるため、この分は増加することになるが、正規の比較
器の数に比べわずかであるので問題とはならない。However, since the three auxiliary comparators must be operated at all times, this will increase the number of comparators, but this will not be a problem as it is small compared to the number of regular comparators.
なお、前述の場合にはブロックBを働せている。Note that in the above case, block B is activated.
関係で消費電流は約173にしかならず、既に出願した
ND変換器のごとく比較器を均等に分割した場合よりも
不利であるが、ブロックAとブロックDを働せた場合に
は動作する比較器の数は各々10ケであるので消費電力
は約176となり、平均すればほぼ1/4に近づく。As a result, the current consumption is only about 173, which is disadvantageous compared to the case where the comparator is divided evenly like the ND converter that has already been applied for. Since the number is 10 each, the power consumption is approximately 176, which approaches 1/4 on average.
また本実施例では6ビツトを4分割した例であり、既に
出願したND変換器と比較して大きなメリットはないが
、これは説明の便宜上4分割にしたためであり、8分割
、16分割と分割量が増えるにつれて、先のA/D変換
器の場合はエラーの危険が増し、あまり分割数を増やす
ことができなくなるのに対し、本発明の場合は分割数を
増やしてもエラーが発生しないような構成にすることが
でき、より高周波のA/D変換が可能となる。Also, in this example, 6 bits are divided into 4, and there is no big advantage compared to the ND converter that has already been applied for. However, this is done for convenience of explanation, and is divided into 8, 16, etc. As the amount of data increases, in the case of the previous A/D converter, the risk of errors increases and the number of divisions cannot be increased too much, whereas in the case of the present invention, even if the number of divisions is increased, errors do not occur. This allows for a higher frequency A/D conversion.
なお第5図の実施例において、ブロックB以外の比較器
ブロックを動かした場合の状態を表2に示す。Table 2 shows the state when comparator blocks other than block B are moved in the embodiment shown in FIG.
以上実施例により具体的に述べてきたように本発明の特
徴は、重みづけされた補助比較器を用いることにより、
ある一時間を見れば一部の比較器のみを動作させ、他の
比較器の動作電流を0にまたは減少させる方式であり、
かつ、入力信号の変化の大きい領域に対しては多くの比
較器を用いるものであり、これにより、並列比較方式の
優れた特徴である高速性を失うことなく、高精度の、が
つ消費電力の少ないA/D変換器を実現することができ
る。As specifically described in the embodiments above, the feature of the present invention is that by using a weighted auxiliary comparator,
This method operates only some comparators and reduces the operating current of other comparators to 0 or decreases for a certain hour.
In addition, many comparators are used for areas where the input signal changes significantly, allowing for high precision and high power consumption without losing the high speed that is the excellent feature of the parallel comparison method. It is possible to realize an A/D converter with a small number of digits.
第1図は従来の並列型A/D変換器のブロック図、第2
図は同A/D変換器の動作を示すタイミング図、第3図
は同A/D変換器の基本的概念図、第4図は本発明のA
/D変換器の原理を説明するための説明図、第5図は本
発明の一実施例を示すブロック図である。
C’ 1〜C′63・・・・・・比較器、SC1〜SC
3・・・・・・補助比較器、A’ 1〜A′63・・・
・・・3人カアンドゲート、A″1〜A″4・・・・・
・2人カアンドゲート、L’1〜L’6・・・・・・出
力バッファ、L″1〜L″4・・・・・・バッファトラ
イバ、INVI〜INV63.INV″1〜INV’3
・・・・・・インバータ、R′・・・・・・抵抗、11
・・・・・・アナログ入力端子、12・・・・・・マト
リクスエンコーダ、13・・・・・・基準電圧源。Figure 1 is a block diagram of a conventional parallel A/D converter, Figure 2 is a block diagram of a conventional parallel A/D converter.
The figure is a timing diagram showing the operation of the A/D converter, Figure 3 is a basic conceptual diagram of the A/D converter, and Figure 4 is the A/D converter of the present invention.
FIG. 5 is a block diagram showing an embodiment of the present invention. C'1 to C'63... Comparator, SC1 to SC
3...Auxiliary comparator, A'1 to A'63...
...3 person Kaand gate, A″1~A″4...
- Two-person gate, L'1 to L'6...output buffer, L''1 to L''4...buffer driver, INVI to INV63. INV″1~INV'3
...Inverter, R'...Resistor, 11
... Analog input terminal, 12 ... Matrix encoder, 13 ... Reference voltage source.
Claims (1)
置された複数個の比較器と、前記複数個の比較器を重み
づけした数ごとに分割し、前記分割されたそれぞれの比
較器群毎に設けられた補助比較器とを備え、入力信号は
前記補助比較器によって比較が行なわれるとともに、前
記比較器群内の前器各比較器は、前記比較器群に対応す
る前記補助比較器の比較結果に基いて動作することを特
徴とするアナログ・ディジタル変換器。 2、特許請求の範囲第1項に記載のアナログ・ディジタ
ル変換器にも・いで、重みづけの割合いが、正弦波の同
一時間におけるレベルの変化量に対応してなることを特
徴とするアナログ・ディジタル変換器。[Claims] 1. A plurality of comparators having reference voltages corresponding to each quantization level and arranged in parallel, and dividing the plurality of comparators into weighted numbers, and dividing the plurality of comparators into weighted numbers. and an auxiliary comparator provided for each comparator group, and the input signal is compared by the auxiliary comparator, and each pre-comparator in the comparator group is connected to the comparator group. An analog-to-digital converter that operates based on the comparison result of the corresponding auxiliary comparator. 2. The analog-to-digital converter according to claim 1, wherein the weighting ratio corresponds to the amount of change in the level of the sine wave at the same time.・Digital converter.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP54121158A JPS5947894B2 (en) | 1979-09-19 | 1979-09-19 | analog to digital converter |
| US06/123,646 US4417233A (en) | 1979-02-28 | 1980-02-22 | Fully parallel threshold type analog-to-digital converter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP54121158A JPS5947894B2 (en) | 1979-09-19 | 1979-09-19 | analog to digital converter |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5644223A JPS5644223A (en) | 1981-04-23 |
| JPS5947894B2 true JPS5947894B2 (en) | 1984-11-22 |
Family
ID=14804275
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP54121158A Expired JPS5947894B2 (en) | 1979-02-28 | 1979-09-19 | analog to digital converter |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5947894B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62150932A (en) * | 1985-12-24 | 1987-07-04 | Yokogawa Electric Corp | Analog/digital converter |
-
1979
- 1979-09-19 JP JP54121158A patent/JPS5947894B2/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5644223A (en) | 1981-04-23 |
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