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JPH043621A - A/D converter - Google Patents

A/D converter

Info

Publication number
JPH043621A
JPH043621A JP10476990A JP10476990A JPH043621A JP H043621 A JPH043621 A JP H043621A JP 10476990 A JP10476990 A JP 10476990A JP 10476990 A JP10476990 A JP 10476990A JP H043621 A JPH043621 A JP H043621A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
converter
analog
digital signal
bits
output
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP10476990A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shinji Kobayashi
慎治 小林
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.)
Yokogawa Electric Corp
Original Assignee
Yokogawa Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yokogawa Electric Corp filed Critical Yokogawa Electric Corp
Priority to JP10476990A priority Critical patent/JPH043621A/en
Publication of JPH043621A publication Critical patent/JPH043621A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Analogue/Digital Conversion (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は逐次比較型A/D変換器に関し、さらに詳しく
は、逐次比較型A/D変換器の変換時間の短縮に関する
ものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION <Industrial Application Field> The present invention relates to a successive approximation type A/D converter, and more specifically, to shortening the conversion time of a successive approximation type A/D converter.

〈従来の技術〉 第5図は従来の逐次比較型A/D変換器の一例を示す回
路構成図である0図において、1は被測定アナログ値と
D/A変換器のアナログ出力を比較するコンパレータ、
2はコンパレータ1の出力信号から所定の制御−設定を
行うマイクロプロセッサで、コンパレータ1の出力信号
に応じてビットを制御する制御手段3と、この制御手段
3の出力に応じてビット設定を行う設定器とを具備して
いる。5は設定器4で設定されたデジタル信号を取り込
みアナログ値に変換するD/A変換器である6 次に、第5図、第6図を用いて本発明の詳細な説明する
。第6図はこのA/D変換器の動作を表すフローチャー
トである。まず、はじめにマイクロプロセッサ2内の設
定器4のすべてのビットに0を入れておき、スタートと
同時に制御手段3で設定器4の最上位ビットに1を立て
る9次にこの設定器4のデジタル値をD/A変換して、
コンパレータ1で被測定アナログ値と比較する。くステ
ップA〜C〉 ここで、コンパレータ1の出力が1であれば、つまり、
D/A変換器5の出力の方が被測定アナログ値より大き
ければ、制御手段3で設定器4の最上位ビットに0を入
れなおす、ここで、このアクセスビットが最下位ビット
であるか調べ、最下位ビットでなければ、制御手段3で
設定器4の次のビットに1を立てる。その後、設定器4
の設定値をD/A変換器5で変換して、コンパレータ1
へ入力し再び被測定アナログ値と比較する。くステップ
D〜G、B〜C〉 もし、コンパレータ1の出力がOであれば、つまり、D
/A変換器5の出力の方が被測定アナログ値より小さけ
れば、そのビットはそのままに維持して、そのビットが
最下位ビットであるか調べ、最下位ビットでなければ、
制御手段3で設定器4の次のビットに1を立てる。その
後、設定器4の設定値をD/A変換器5で変換して、コ
ンパレータ1へ入力し再び被測定アナログ値と比較する
<Prior art> Fig. 5 is a circuit configuration diagram showing an example of a conventional successive approximation type A/D converter. In Fig. 0, 1 compares the analog value to be measured and the analog output of the D/A converter. comparator,
2 is a microprocessor that performs predetermined control and settings from the output signal of the comparator 1; a control means 3 that controls bits according to the output signal of the comparator 1; and a setting that performs bit settings according to the output of the control means 3. Equipped with utensils. 5 is a D/A converter which takes in the digital signal set by the setting device 4 and converts it into an analog value 6 Next, the present invention will be explained in detail using FIGS. 5 and 6. FIG. 6 is a flowchart showing the operation of this A/D converter. First, all bits of the setting device 4 in the microprocessor 2 are set to 0, and at the same time as the start, the control means 3 sets 1 to the most significant bit of the setting device 4.Next, the digital value of this setting device 4 Convert it to D/A,
Comparator 1 compares it with the analog value to be measured. Steps A to C> Here, if the output of comparator 1 is 1, that is,
If the output of the D/A converter 5 is larger than the analog value to be measured, the control means 3 resets 0 to the most significant bit of the setting device 4, and checks whether this access bit is the least significant bit. , if it is not the least significant bit, the control means 3 sets the next bit of the setter 4 to 1. Then, setter 4
The set value of is converted by D/A converter 5, and
and compare it again with the analog value to be measured. Steps D to G, B to C> If the output of comparator 1 is O, that is, D
If the output of the /A converter 5 is smaller than the analog value to be measured, leave that bit as is and check whether that bit is the least significant bit, and if it is not the least significant bit,
The control means 3 sets the next bit of the setter 4 to 1. Thereafter, the set value of the setter 4 is converted by the D/A converter 5, and input to the comparator 1, where it is again compared with the analog value to be measured.

くステップD、F〜G、B〜C〉 この後、順次コンパレータでD/A変換器5の出力と被
測定アナログ値を比較して、コンパレータ1の出力が1
であれば、そのときのアクセスビットに0を入れて、次
のビットに1を入れる。コンパレータ1の出力が0であ
れば、そのときのアクセスビットを1のままにして次の
ビットに1を入れる。その後、アクセスビットが最下位
ビットになるまで設定と比較を繰り返し、最下位ビット
になったらその時の設定器のデジタル値をA/D変換出
力として出力する。くステップB〜H〉従来の逐次比較
型A/D変換器では、1ビットずつ逐次設定、比較を行
って変換を行っていた。
Steps D, F to G, B to C> After this, the output of the D/A converter 5 and the analog value to be measured are sequentially compared by the comparators, and the output of the comparator 1 is 1.
If so, put 0 in the access bit at that time and 1 in the next bit. If the output of comparator 1 is 0, the access bit at that time remains 1 and 1 is written to the next bit. Thereafter, the setting and comparison are repeated until the access bit becomes the least significant bit, and when the access bit becomes the least significant bit, the digital value of the setter at that time is output as an A/D conversion output. Steps B to H> In the conventional successive approximation type A/D converter, conversion is performed by sequentially setting and comparing bits one by one.

〈発明が解決しようとする課題〉 このような従来の逐次比較型A/D変換器では、分解能
と変換時間が相反し、分解能を高めるなめにA/D変換
器のビット数を増やすと、変換時に各ビット毎のアナロ
グ比較の回数が多くなり、その結果変換時間が長くなっ
てしまう問題があった。
<Problems to be Solved by the Invention> In such conventional successive approximation type A/D converters, resolution and conversion time conflict, and if the number of bits of the A/D converter is increased to improve resolution, conversion At times, there is a problem that the number of analog comparisons for each bit increases, resulting in a longer conversion time.

また、逆に変換時間を短くするためにA/D変換器の中
に高速のD/A変換器、高速オペアンプを用いると、そ
の分価格が高くなってしまう問題かある。
On the other hand, if a high-speed D/A converter or high-speed operational amplifier is used in the A/D converter in order to shorten the conversion time, there is a problem in that the price increases accordingly.

本発明はこのような問題を解決するために為されたもの
で、変換時間が短縮されるような逐次比較型A/D変換
器を提供することを目的とする4く課題を解決するため
の手段〉 本発明は、次のような構成にしたA/D変換器である。
The present invention has been made to solve these problems, and the present invention aims to provide a successive approximation type A/D converter that can shorten conversion time. Means> The present invention is an A/D converter having the following configuration.

逐次比較型A/D変換器において、 D/A変換器と、 このD/A変換器のアナログ出力を取り込んで記憶する
アナログサンプルホルダーと、前記D/A変換器のアナ
ログ出力電位と、前記アナログサンプルホルダーに記憶
されたアナログ電位の間の電位を等電位に分圧する分圧
器と、前記アナログサンプルホルダーに取り付けられて
いて、前記D/A変換器側と前記分圧器側への切り替え
が可能な切り替えスイッチと、被測定アナログ値を入力
とし、前記分圧器で分圧された電位を基準電圧として導
入し比較を行う複数のコンパレータと、 この複数のコンパレータの出力を入力としてエンコード
するエンコーダと、 このエンコーダからの信号を読み込んでその信号に応じ
たデジタル信号を前記D/A変換器に送るマイクロプロ
セッサとを備え、 前記マイクロプロセッサは、 前記D/A変換器に送るデジタル信号を設定するデジタ
ル信号設定手段と、 前記エンコーダの出力を読み込んで前記デジタル信号設
定手段に設定値を書き込む読み込み書き込み手段と、 この読み込み書き込み手段の読み書きの制御、前記デジ
タル信号設定手段のデジタル信号送信の一制御、及び前
記アナログサンプルホルダーの切り替えスイッチの制御
を行う制御手段とを具備し、前記D/A変換器のビット
数を複数のビットブロックに等分割し、上位のビットブ
ロックから逐次被測定アナログ値と比較を行うことを特
徴とする。
In a successive approximation type A/D converter, a D/A converter, an analog sample holder that captures and stores the analog output of the D/A converter, an analog output potential of the D/A converter, and an analog sample holder that captures and stores the analog output of the D/A converter; A voltage divider that divides the potential between the analog potentials stored in the sample holder into equal potentials, and a voltage divider that is attached to the analog sample holder and can be switched between the D/A converter side and the voltage divider side. a changeover switch, a plurality of comparators that input the analog value to be measured and introduce the potential divided by the voltage divider as a reference voltage for comparison; an encoder that encodes the outputs of the plurality of comparators as input; a microprocessor that reads a signal from an encoder and sends a digital signal corresponding to the signal to the D/A converter; the microprocessor is configured to set a digital signal to be sent to the D/A converter; reading/writing means for reading the output of the encoder and writing a setting value into the digital signal setting means; controlling reading/writing of the reading/writing means; controlling one of the digital signal transmissions of the digital signal setting means; and controlling the digital signal transmission of the digital signal setting means; and a control means for controlling a changeover switch of a sample holder, and dividing the number of bits of the D/A converter equally into a plurality of bit blocks, and sequentially comparing the number of bits of the D/A converter with the analog value to be measured starting from the upper bit block. It is characterized by

また、前記分圧器は、2のべき乗から1を引いた数だけ
分圧するもので、前記コンパレータは分圧される数だけ
存在し、前記エンコーダの出力ビット数はべき数だけ存
在することを特徴とする。
Further, the voltage divider divides the voltage by a number obtained by subtracting 1 from a power of 2, the comparators are present as many as the number to be divided, and the number of output bits of the encoder is as many as the power. do.

く作用〉 このような本発明においては−D/A変換器のビット数
を単位ビットブロックに等分割し、このビット数をべき
数としてD/A変換器の出力を2のべき乗から1を引い
た数だけ分圧器で分圧して、2のべき乗から1を引いた
数だけ個数をもつコンパレータに入力して被測定アナロ
グ値と比較する。
In the present invention, the number of bits of the D/A converter is equally divided into unit bit blocks, and the output of the D/A converter is calculated by subtracting 1 from the power of 2 using this number of bits as an exponent. The voltage is divided by the number of voltage dividers, and inputted to a comparator having a number equal to the power of 2 minus 1, and compared with the analog value to be measured.

その後、2のべき乗から1を引いた数のコンパレータの
ビット出力をエンコーダでべき数のビット数にエンコー
ドし、このビット情報をマイクロプロセッサに送る。こ
のマイクロプロセッサ内では次のように作用している。
Thereafter, the bit output of the comparator equal to the power of 2 minus 1 is encoded by an encoder into the number of bits equal to the power of 2, and this bit information is sent to the microprocessor. This microprocessor operates as follows.

制御手段の制御信号に基づいて前記エンコーダのビット
情報を読み込み書き込み手段で読み込んで、デジタル信
号設定手段のその時点でアクセスしている単位ビットブ
ロックに前記エンコーダのビット情報を書き込む。その
後、制御手段でアナログサンプルホルタ−の切り替えス
イッチをD/A変換器側に切り替えるとともに、デジタ
ル信号設定手段に送信信号を与え、デジタル信号設定手
段はD/A変換器にデジタル信号を送る。このD/A変
換器のアナログ変換値をアナログサンプルホルダーで記
憶した後、制御手段で切り替えスイッチを分圧器側に切
り替える。その後、制御手段は読み込み書き込み手段に
書き込み信号を与え、読み込み書き込み手段はエンコー
ダのビット情報が書き込まれた次の単位ビットブロック
にすべて1を立てる。制御手段は再びデジタル信号設定
手段に送信信号を送り、デジタル信号はD/A変換され
る。この後、分圧器でD/A変換器のアナログ出力電位
とアナログサンプルホルタ−のアナログ電位を、2のべ
き数から1を引いた数だけ等電位に分圧し、前記コンパ
レータで再び被測定アナログ値との比較を行い、コンパ
レータの出力をエンコーダに送る。
The bit information of the encoder is read by the read/write means based on the control signal of the control means, and the bit information of the encoder is written into the unit bit block being accessed at that time of the digital signal setting means. Thereafter, the control means switches the changeover switch of the analog sample Holter to the D/A converter side, provides a transmission signal to the digital signal setting means, and the digital signal setting means sends the digital signal to the D/A converter. After the analog conversion value of the D/A converter is stored in the analog sample holder, the control means switches the changeover switch to the voltage divider side. Thereafter, the control means gives a write signal to the read/write means, and the read/write means sets all 1s to the next unit bit block into which the bit information of the encoder is written. The control means again sends a transmission signal to the digital signal setting means, and the digital signal is D/A converted. After this, the analog output potential of the D/A converter and the analog potential of the analog sample Holter are divided into equal potentials by a power of 2 minus 1 using a voltage divider, and the analog value to be measured is again used by the comparator. and sends the output of the comparator to the encoder.

このようにしてエンコーダからのビット情報をデジタル
信号設定手段の単位ビットブロックに入れていき、その
次の単位ビットブロックに1を入れてD/A変換する動
作を最下位ビットまで繰り返して被測定アナログ値のA
/D変換値を得る。
In this way, the bit information from the encoder is put into the unit bit block of the digital signal setting means, and the operation of putting 1 in the next unit bit block and D/A conversion is repeated until the lowest bit. value A
/ Obtain the D conversion value.

〈実施例〉 以下図面を用いて、本発明の詳細な説明する。<Example> The present invention will be described in detail below using the drawings.

第1図は本発明に係る逐次比較型A/D変換器の一実施
例を示す回路構成図である。この実施例では、D/A変
換器のビット数を12、単位ビットブロックを3ビット
、コンパレータを7個用いたものである。図において、
5は12ビットのD/A変換器、6はスイッチSWがD
/A変換器5側にあるときにD/A変換器5のアナログ
出力を取り込んで記憶し、スイッチSWが分圧器7側に
あるときに分圧器7に末端電位を与えるアナログサンプ
ルホルダー、7は同じ抵抗値をもった抵抗R1〜R7で
構成される分圧器で、D/A変換器5のアナログ出力電
位とアナログサンプルホルダー6のアナログ電位を7等
分に等電位に分圧するものである。ここでいう分圧とは
、D/A変換器5のアナログ出力電位とアナログサンプ
ルホルダー6のアナログ電位の差を7等分したものに、
アナログサンプルホルダーのアナログ電位を加えたもの
である。SWは制御信号に基づいてD/A変換器5側と
分圧器7側に切り替わる切り替えスイッチ、80〜86
は被測定アナログ値を入力電圧として、分圧器7によっ
て分圧された電位を基準電圧として比較する7個のコン
パレータ、9は7個のコンパレータ80〜86の出力信
号を3ビットのビット情報にエンコードするエンコーダ
である。
FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of a successive approximation type A/D converter according to the present invention. In this embodiment, the number of bits of the D/A converter is 12, the unit bit block is 3 bits, and the number of comparators is 7. In the figure,
5 is a 12-bit D/A converter, 6 is a switch SW is D
An analog sample holder 7 captures and stores the analog output of the D/A converter 5 when it is on the /A converter 5 side, and provides a terminal potential to the voltage divider 7 when the switch SW is on the voltage divider 7 side. This voltage divider is composed of resistors R1 to R7 having the same resistance value, and divides the analog output potential of the D/A converter 5 and the analog potential of the analog sample holder 6 into seven equal potentials. The partial pressure here refers to the difference between the analog output potential of the D/A converter 5 and the analog potential of the analog sample holder 6 divided into seven equal parts.
This is the addition of the analog potential of the analog sample holder. SW is a changeover switch 80 to 86 that switches between the D/A converter 5 side and the voltage divider 7 side based on the control signal.
9 are seven comparators that compare the analog value to be measured as an input voltage and the potential divided by the voltage divider 7 as a reference voltage, and 9 encodes the output signals of the seven comparators 80 to 86 into 3-bit bit information. It is an encoder that

10はマイクロプロセッサで次のような要素で構成され
ている。11は12ビットのデジタル信号を設定してD
/A変換器5にデジタル信号を送るデジタル信号設定手
段、12はエンコーダ9の3ビットのビット情報を読み
込んでデジタル信号設定手段11に書き込み、また、制
御信号に基づいて単位ビットブロックに1を書き込んで
いく読み込み書き込み手段、13は読み込み書き込み手
段12の読み書きの制御、デジタル信号設定手¥111
のデジタル信号送信の制御、及びスイッチSWの切り替
えの制御を行う制御手段である。
10 is a microprocessor, which is composed of the following elements. 11 sets a 12-bit digital signal and
A digital signal setting means 12 that sends a digital signal to the /A converter 5 reads the 3-bit bit information of the encoder 9 and writes it to the digital signal setting means 11, and also writes 1 to the unit bit block based on the control signal. 13 is a read/write means 12 for controlling read/write and digital signal setting.
This is a control means that controls the digital signal transmission of the switch SW and the switching of the switch SW.

次に、第1図、第2図、第3図を用いて本発明の詳細な
説明する。第2図は本発明に係るA/D変換器の動作を
表すフローチャート、第3図はデジタル信号設定手段の
デジタル値の状態を示す図、第4図は第3図のデジタル
値に応じた数直線上の位置を示す図で、Xは12ビット
のフルスパンである。ここで、被測定値は第4図のyの
点であるとする。
Next, the present invention will be explained in detail using FIGS. 1, 2, and 3. FIG. 2 is a flowchart showing the operation of the A/D converter according to the present invention, FIG. 3 is a diagram showing the status of digital values of the digital signal setting means, and FIG. 4 is a number corresponding to the digital values in FIG. In the diagram showing positions on a straight line, X is a full span of 12 bits. Here, it is assumed that the measured value is point y in FIG.

まず、はじめに制御手段13の書き込み信号に基づき、
読み込み書き込み手段12でデジタル信号設定手段の1
2ビットをすべて0に設定する(第3図、第4図■)。
First, based on the write signal of the control means 13,
1 of the digital signal setting means in the reading/writing means 12
Set all 2 bits to 0 (Figures 3 and 4).

その後、制御手段13の送信信号に基づき、デジタル信
号設定手段11のデジタル信号をD/A変換器5に送り
D/A変換するにこで、制御手段13でスイッチSWを
D/A変換器5側に入れてD/A変換器5の変換値をア
ナログサンプルホルダー6にホールドするとともに、ス
イッチSWを分圧器7@に切り替えて分圧器7内の抵抗
R7の低電位側の電位を0にする。その後、制御手段1
3が読み込み書き込み手段に書き込み信号を送り、デジ
タル信号設定手段11の上位3ビット(最上位ビットブ
ロック)に11N2)を書き込ませる(第3図、第4図
■)。くステップa〜e〉 その後、最上位ビットブロックが11H2)となったデ
ジタル信号を制御手段13の送信信号に基づいてD/A
変換器5に送り、D/A変換する。このD/A変換され
たアナログ電位とアナログサンプルホルタ−6のアナロ
グ電位の間(第4図の■と■の間隔)を分圧器7で7つ
に等電位に分圧し、この電位を被測定アナログ値を入力
とする7個のコンパレータ80〜86に基準電圧として
導入して比較する。この実施例においては、第4図のy
点に被測定アナログ値があるので、コンパレータ80〜
83は0を出力し、コンパレータ84〜86は1を出力
する6次に、エンコータってこのコンパレータ80〜8
6の出力を7ビットの入力信号として3ビットのビット
情報にエンコードする。
Thereafter, based on the transmission signal from the control means 13, the digital signal from the digital signal setting means 11 is sent to the D/A converter 5 for D/A conversion. side to hold the conversion value of the D/A converter 5 in the analog sample holder 6, and switch the switch SW to the voltage divider 7@ to set the potential on the low potential side of the resistor R7 in the voltage divider 7 to 0. . After that, the control means 1
3 sends a write signal to the read/write means to write 11N2) into the upper three bits (most significant bit block) of the digital signal setting means 11 (FIGS. 3 and 4). Steps a to e> Thereafter, the digital signal whose most significant bit block is 11H2) is D/A based on the transmission signal of the control means 13.
The signal is sent to converter 5 and subjected to D/A conversion. The voltage divider 7 divides the voltage between this D/A-converted analog potential and the analog potential of the analog sample Holter 6 (the interval between ■ and ■ in Fig. 4) into seven equal potentials, and this potential is used to be measured. The analog values are introduced as reference voltages into seven comparators 80 to 86 that receive analog values for comparison. In this example, y in FIG.
Since there is an analog value to be measured at the point, the comparator 80~
83 outputs 0, and comparators 84 to 86 output 1. Next, the encoder outputs 1.
The output of 6 is encoded into 3-bit bit information as a 7-bit input signal.

このとき、3つのコンパレータ84〜86が1を出力す
るので、エンコーダ9は011(2)を出力する。
At this time, since the three comparators 84 to 86 output 1, the encoder 9 outputs 011(2).

その後、制御手段13の読み込み信号に基づき読み込み
書き込み手段12は、このエンコーダの出力信号、この
場合011f2)を読み込んで、書き込み信号に基づき
デジタル信号設定手段11の、前段で111[2)を書
き込んだビットブロックに011f2)を書き込む(第
3図、第4図■)。このとき、デジタル変換値の上位3
ビットは011(2)に確定する。
Thereafter, based on the read signal from the control means 13, the read/write means 12 reads the output signal of this encoder (in this case, 011f2), and writes 111[2) in the previous stage of the digital signal setting means 11 based on the write signal. 011f2) is written in the bit block (Figures 3 and 4). At this time, the top 3 digital conversion values
The bit is fixed at 011(2).

くステップf〜i〉 次に、今3ビットのビット情報を入れたビットブロック
が最下位ビットブロック(最後の3ビット)かどうか調
べ、もし、最下位ビットブロックであればデジタル信号
設定手段11内のデジタル信号を、デジタル変換出力と
して出力する。しかし、この場合最下位ビットブロック
ではないので、制御手段13の送信信号に基つきデジタ
ル信号をD/A変換器5に送りD/A変換する。前段と
同様に、制御手段13の制御信号に基づいて、スイッチ
SWをD/A変換器51111に切り替えてアナログサ
ンプルホルダーにアナログ変換値を記憶させた後、スイ
ッチSWを分圧器71PJに切り替える。
Steps f to i> Next, check whether the bit block into which the 3 bits of bit information have been entered is the least significant bit block (last 3 bits), and if it is the least significant bit block, the bit block in the digital signal setting means 11 is checked. The digital signal is output as a digital conversion output. However, in this case, since it is not the least significant bit block, the digital signal is sent to the D/A converter 5 and subjected to D/A conversion based on the transmission signal of the control means 13. Similarly to the previous stage, based on the control signal from the control means 13, the switch SW is switched to the D/A converter 51111 to store the analog conversion value in the analog sample holder, and then the switch SW is switched to the voltage divider 71PJ.

この動作により、分圧器7内の抵抗R7の低電位側の電
位を限定している。その後、制御手段13の書き込み信
号に基づいて、読み込み書き込み手段12は、デジタル
信号設定手段11内の次のビットブロック(次の3ビッ
ト)に111(2)を書き込む(第3図、第4図■)。
This operation limits the potential of the resistor R7 in the voltage divider 7 on the low potential side. Thereafter, based on the write signal from the control means 13, the reading/writing means 12 writes 111(2) to the next bit block (next 3 bits) in the digital signal setting means 11 (Figs. 3 and 4). ■).

これは、ビットブロックを3ビットにしたことで、分解
能を1/8ずつ小さくしていこうというものである。く
ステップj〜n〉尚、この後は制御手段13の制御動作
の説明は省略する。
The idea is to reduce the resolution by 1/8 by making the bit block 3 bits. Steps j to n> Note that the explanation of the control operation of the control means 13 will be omitted after this.

この後、デジタル信号設定手段11のデジタル信号01
1111000000(2)をD/A変換する。このD
/A変換されたアナログ電位と、アナログサンプルホル
タ−6のアナログ電位の間〈第4図■と■の間隔)を分
圧器7で7つに等電位に分圧し、コンパレータ80〜8
6に基準電圧として入力し、被測定アナログ値と比較す
る。ここで、被測定値は第4図y点であるので、コンパ
レータ80.81の出力がO、コンパレータ82〜86
の出力が1となる。従って、エンコータ9への入力は、
0011111(2)となり、5っ1が立っているので
エンコータ9は101(2)にエンコードする。その後
、読み込み書き込み手段12で3ビット情報101 F
2)を読み込み、デジタル信号設定手段11の前段で1
11(2)を書き込んだビットブロックに101(2)
を書き込む(第3図、第4図■)。ここでこのビットブ
ロックが最下位ビットブロックであるが調べる。この場
合、まだ最下位ビットブロックではないので、このデジ
タル信号設定手段11のデジタル信号01110100
0000(2)をD/A変換し、アナログサンプルホル
タ−にホールドする。これにより、被測定アナログ値の
デジタル変換値が上位6ビットまで決定されることにな
る。その後、読み込み書き込み手段12で、デジタル信
号設定手段11の、前段で1ON2)を書き込んだビッ
トブロックのとなりのビットブロックに111f2)を
書き込む(第3図、第4図■)。くステップf〜n〉 以後、前段と同様に分解能をさらに1/8にすべく第4
図の■と■の間隔を7等分して、このアナログ電位をコ
ンパレータ80〜86の入力とし、同じ動作を繰り返す
、尚、この後の動作は第2図のステップf〜nのループ
であるので、詳細の説明を省略する。このループでエン
コータ9の出力が001(2)、次のループでエンコー
タ9の出力が110(2)であるとすると、それぞれデ
ジタル変換値は上位9ビット、上位12ビットと確定し
ていく(第3図■、■)。ここで、第2図のステップj
で最下位ビットブロックかどうか調べると、上位12ビ
ット確定しているので、デジタル信号設定手段11は制
御手段13の信号に基づいてデジタル変換出力0111
01001110(2)を出力する。くステップf′″
−n、f〜j、o) 従って、D/A変換器の分解能12ビット、単位ビット
ブロックを3ビットとする、被測定アナログ値のA/D
変換は、1回に3ビットずつ確定していき、4回の逐次
比較で変換結果を得ることかできる。
After this, the digital signal 01 of the digital signal setting means 11
1111000000(2) is D/A converted. This D
The voltage divider 7 divides the voltage between the /A converted analog potential and the analog potential of the analog sample Holter 6 (the interval between ■ and ■ in Figure 4) into seven equal potentials, and the comparators 80 to 8
6 as a reference voltage and compare it with the analog value to be measured. Here, since the measured value is point y in Figure 4, the outputs of comparators 80 and 81 are O, and the outputs of comparators 82 to 86 are O.
The output of becomes 1. Therefore, the input to encoder 9 is
The result is 0011111(2), and since 51 is set, the encoder 9 encodes it to 101(2). After that, the 3-bit information 101F is read and written by the reading/writing means 12.
2) is read and set to 1 at the front stage of the digital signal setting means 11.
101(2) to the bit block where 11(2) was written
(Figure 3, Figure 4 ■). Here, check that this bit block is the least significant bit block. In this case, since it is not the least significant bit block yet, the digital signal of this digital signal setting means 11 is 01110100.
0000(2) is D/A converted and held in an analog sample Holter. As a result, the digital conversion value of the analog value to be measured is determined up to the upper 6 bits. Thereafter, the read/write means 12 writes 111f2) into the bit block adjacent to the bit block in which 1ON2) was written in the previous stage of the digital signal setting means 11 (FIGS. 3 and 4). Steps f to n> After that, in order to further reduce the resolution to 1/8 as in the previous step, the fourth step
Divide the interval between ■ and ■ in the figure into seven equal parts, input this analog potential to the comparators 80 to 86, and repeat the same operation.The operation after this is the loop of steps f to n in Figure 2. Therefore, detailed explanation will be omitted. Assuming that the output of encoder 9 is 001 (2) in this loop and the output of encoder 9 is 110 (2) in the next loop, the digital conversion value is determined to be the upper 9 bits and the upper 12 bits, respectively. Figure 3 ■, ■). Here, step j in Figure 2
When checking whether it is the least significant bit block, the upper 12 bits are determined, so the digital signal setting means 11 outputs the digital conversion output 0111 based on the signal from the control means 13.
Outputs 01001110(2). Step f′″
-n, f~j, o) Therefore, when the resolution of the D/A converter is 12 bits and the unit bit block is 3 bits, the A/D of the analog value to be measured is
In the conversion, three bits are determined at a time, and the conversion result can be obtained by four successive approximations.

尚、この実施例では、D/A変換器のビット数12ビッ
ト、単位ビットブロックを3ビットとしたが、D/A変
換器のビット数16ビット、単位ビットブロックを4ビ
ットとして、コンパレータを15個用いても同様に結果
を得ることができる。
In this embodiment, the number of bits of the D/A converter is 12 bits and the unit bit block is 3 bits, but the number of bits of the D/A converter is 16 bits, the unit bit block is 4 bits, and the comparator is 15 bits. Similar results can be obtained by using both.

〈発明の効果〉 以上詳細に説明したように一本発明においては−A/D
変換器の中に含まれるD/A変換器のビット数を等分割
してビットブロックに分けたために、単位ビットブロッ
クで逐次比較できるようになり、今まで1ビットずつ逐
次比較していたものに比べ、変換スピードを格段に速め
ることができる。
<Effects of the Invention> As explained in detail above, in the present invention -A/D
By dividing the number of bits of the D/A converter included in the converter into equal bit blocks, it is now possible to perform successive comparisons using unit bit blocks, which was previously performed successively one bit at a time. In comparison, the conversion speed can be significantly increased.

また、変換スピードを速めるために、価格の高い高速D
/A変換器、高速オペアンプを使用する必要がなく、比
較的コストの低いA/D変換器を実現することができる
Also, in order to speed up the conversion speed, you can use the expensive high-speed D
It is not necessary to use an A/A converter or a high-speed operational amplifier, and it is possible to realize a relatively low-cost A/D converter.

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

第1図は本発明に係る逐次比較型A/D変換器の一実施
例を示す回路構成図、第2図は本発明の動作を表すフロ
ーチャート、第3図はデジタル信号設定手段のデジタル
値の状態を示す図、第4図は第3図のデジタル値に応じ
た数直線上の位置を示す図、第5図は従来の逐次比較型
A/D変換器の一例を示す回路構成図、第6図は従来の
A/D変換器の動作を示すフローチャートである。 5・・・D /’ A変換器 6・・・アナログサンプルホルダー 7・・・分圧器    80〜86・・・コンパレータ
9・・・エンコーダ 10・・・マイクロプロセッサ 11・・・デジタル信号設定手段 12・・・読み込み書き込み手段 13・・・制御手段      SW・・・スイッチR
〜R7・・・抵抗
FIG. 1 is a circuit configuration diagram showing an embodiment of a successive approximation type A/D converter according to the present invention, FIG. 2 is a flowchart showing the operation of the present invention, and FIG. 3 is a diagram showing the digital value of the digital signal setting means. FIG. 4 is a diagram showing the position on the number line according to the digital values in FIG. 3. FIG. 5 is a circuit configuration diagram showing an example of a conventional successive approximation type A/D converter. FIG. 6 is a flowchart showing the operation of a conventional A/D converter. 5...D/'A converter 6...Analog sample holder 7...Voltage divider 80-86...Comparator 9...Encoder 10...Microprocessor 11...Digital signal setting means 12 ...Reading/writing means 13...Control means SW...Switch R
~R7...Resistance

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)逐次比較型A/D変換器において、 D/A変換器と、 このD/A変換器のアナログ出力を取り込んで記憶する
アナログサンプルホルダーと、 前記D/A変換器のアナログ出力電位と、前記アナログ
サンプルホルダーに記憶されたアナログ電位の間の電位
を等電位に分圧する分圧器と、前記アナログサンプルホ
ルダーに取り付けられていて、前記D/A変換器側と前
記分圧器側への切り替えが可能な切り替えスイッチと、 被測定アナログ値を入力とし、前記分圧器で分圧された
電位を基準電圧として導入し比較を行う複数のコンパレ
ータと、 この複数のコンパレータの出力を入力としてエンコード
するエンコーダと、 このエンコーダからの信号を読み込んでその信号に応じ
たデジタル信号を前記D/A変換器に送るマイクロプロ
セッサとを備え、 前記マイクロプロセッサは、 前記D/A変換器に送るデジタル信号を設定するデジタ
ル信号設定手段と、 前記エンコーダの出力を読み込んで前記デジタル信号設
定手段に設定値を書き込む読み込み書き込み手段と、 この読み込み書き込み手段の読み書きの制御、前記デジ
タル信号設定手段のデジタル信号送信の制御、及び前記
アナログサンプルホルダーの切り替えスイッチの制御を
行う制御手段とを具備し、前記D/A変換器のビット数
を複数のビットブロックに等分割し、上位のビットブロ
ックから逐次被測定アナログ値と比較を行うことを特徴
とするA/D変換器。
(1) In a successive approximation type A/D converter, a D/A converter, an analog sample holder that captures and stores the analog output of the D/A converter, and an analog output potential of the D/A converter. , a voltage divider that divides the potential between the analog potentials stored in the analog sample holder into equal potentials; and a voltage divider that is attached to the analog sample holder and switches between the D/A converter side and the voltage divider side. a plurality of comparators that input the analog value to be measured and perform comparison by introducing the potential divided by the voltage divider as a reference voltage; and an encoder that encodes the outputs of the plurality of comparators as input. and a microprocessor that reads the signal from the encoder and sends a digital signal corresponding to the signal to the D/A converter, and the microprocessor sets the digital signal to be sent to the D/A converter. digital signal setting means; reading and writing means for reading the output of the encoder and writing a set value into the digital signal setting means; controlling reading and writing of the reading and writing means; controlling digital signal transmission of the digital signal setting means; a control means for controlling a changeover switch of the analog sample holder, dividing the number of bits of the D/A converter equally into a plurality of bit blocks, and sequentially comparing the number of bits of the D/A converter with the analog value to be measured starting from the upper bit block. An A/D converter characterized by:
(2)前記分圧器は、2のべき乗から1を引いた数だけ
分圧するもので、前記コンパレータは分圧される数だけ
存在し、前記エンコーダの出力ビット数はべき数だけ存
在することを特徴とする請求項(1)記載のA/D変換
器。
(2) The voltage divider divides the voltage by a number obtained by subtracting 1 from a power of 2, the comparators are present as many as the number to be divided, and the number of output bits of the encoder is as many as the power. The A/D converter according to claim (1).
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005033606A (en) * 2003-07-08 2005-02-03 Matsushita Electric Ind Co Ltd A / D converter and offset voltage and gain adjusting method for A / D converter
JP2010057031A (en) * 2008-08-29 2010-03-11 Nec Electronics Corp Power supply control apparatus and method

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