JP3438170B2 - Cascade A / D converter - Google Patents
Cascade A / D converterInfo
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- JP3438170B2 JP3438170B2 JP03557799A JP3557799A JP3438170B2 JP 3438170 B2 JP3438170 B2 JP 3438170B2 JP 03557799 A JP03557799 A JP 03557799A JP 3557799 A JP3557799 A JP 3557799A JP 3438170 B2 JP3438170 B2 JP 3438170B2
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、1クロックでエラ
ーなく動作させることができるカスケードA/D変換器
に関し、特にノイズによるエラーの発生を防止できるカ
スケードA/D変換器に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cascade A / D converter that can operate without an error in one clock, and more particularly to a cascade A / D converter that can prevent an error from occurring due to noise.
【0002】[0002]
【従来の技術】A/D変換器として、小回路規模、低消
費電力、低入力容量のカスケードA/D変換器がある。
このカスケードA/D変換器を1クロックで動作させる
と高速動作になるもののエラーが発生してしまうという
問題点があった。そこで、本発明者らが、1クロックで
エラーなく動作させることが可能なカスケードA/D変
換器を発明した。この発明は、特開平9−238077
号公報に記述されている。2. Description of the Related Art As an A / D converter, there is a cascade A / D converter having a small circuit scale, low power consumption and low input capacity.
When this cascade A / D converter is operated with one clock, it operates at a high speed, but an error occurs. Therefore, the present inventors have invented a cascade A / D converter that can be operated in one clock without error. This invention is disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No. 9-238077.
It is described in the publication.
【0003】このような装置を、図4を用いて説明す
る。ここで示す装置は、5ビットA/D変換器で、交番
2進符号(以下、グレイコード(Gray Code)と呼
ぶ。)を出力するカスケードA/D変換器を例示してい
る。Such a device will be described with reference to FIG. The device shown here is a 5-bit A / D converter, and exemplifies a cascade A / D converter that outputs an alternating binary code (hereinafter, referred to as a Gray code).
【0004】図において、8a〜8dは比較器、9a〜
9eはラッチ回路、10a〜10cはD/A変換器、1
1a〜11cは減算器である。13a〜13hは比較
器、14〜17は論理積回路(以下、AND回路と呼
ぶ。)、18〜20は排他的論理和回路(以下、EOR
回路と呼ぶ。)、21〜23は論理和回路(以下、OR
回路と呼ぶ。)、24,25は論理積回路(以下、AN
D回路と呼ぶ。)、100aはアナログ入力信号、10
1aはディジタル出力信号である。In the figure, 8a to 8d are comparators, and 9a to 8d.
9e is a latch circuit, 10a to 10c are D / A converters, 1
1a to 11c are subtractors. Reference numerals 13a to 13h are comparators, 14 to 17 are AND circuits (hereinafter, referred to as AND circuits), and 18 to 20 are exclusive OR circuits (hereinafter, EOR).
Call it a circuit. ) 21 to 23 are OR circuits (hereinafter, OR
Call it a circuit. ), 24 and 25 are AND circuits (hereinafter referred to as AN
Called D circuit. ), 100a is an analog input signal, 10
1a is a digital output signal.
【0005】また、比較器13a,13b及びAND回
路14は、ウィンドウ・コンパレータ50aを構成す
る。そして、比較器13c,13d及びAND回路15
は、ウィンドウ・コンパレータ50bを構成する。比較
器13e,13f及びAND回路16は、ウィンドウ・
コンパレータ50cを構成する。比較器13g,13h
及びAND回路17は、ウィンドウ・コンパレータ50
dを構成する。OR回路21〜23及びAND回路2
4,25は、エラー補正回路51を構成する。Further, the comparators 13a and 13b and the AND circuit 14 constitute a window comparator 50a. Then, the comparators 13c and 13d and the AND circuit 15
Compose the window comparator 50b. The comparators 13e and 13f and the AND circuit 16 have window
It constitutes the comparator 50c. Comparators 13g, 13h
The AND circuit 17 includes a window comparator 50.
Configure d. OR circuits 21 to 23 and AND circuit 2
4, 25 constitute an error correction circuit 51.
【0006】アナログ入力信号100aは、比較器8
a,13aの非反転入力端子、比較器13bの反転入力
端子、減算器11aの加算入力端子に入力される。The analog input signal 100a is supplied to the comparator 8
It is input to the non-inverting input terminals of a and 13a, the inverting input terminal of the comparator 13b, and the addition input terminal of the subtractor 11a.
【0007】比較器8aの出力は、ラッチ回路9a、D
/A変換器10a、EOR回路18の一方の入力端子に
接続され、D/A変換器10aの出力は減算器11aの
減算入力端子に接続される。The output of the comparator 8a is the latch circuits 9a and D.
The / A converter 10a is connected to one input terminal of the EOR circuit 18, and the output of the D / A converter 10a is connected to the subtraction input terminal of the subtractor 11a.
【0008】また、比較器13a,13bの出力は、そ
れぞれAND回路14の入力端子に接続され、AND回
路14の出力はOR回路21の一方の入力端子、AND
回路15〜17,24,25の負論理入力端子に接続さ
れる。The outputs of the comparators 13a and 13b are connected to the input terminals of the AND circuit 14, respectively, and the output of the AND circuit 14 is connected to one input terminal of the OR circuit 21 and the AND terminal.
Connected to the negative logic input terminals of the circuits 15-17, 24, 25.
【0009】減算器11aの出力は、比較器8b,13
cの非反転入力端子、比較器13dの反転入力端子、減
算器11bの加算入力端子に接続される。The output of the subtractor 11a is the comparators 8b and 13
It is connected to the non-inverting input terminal of c, the inverting input terminal of the comparator 13d, and the addition input terminal of the subtractor 11b.
【0010】比較器8bの出力は、D/A変換器10
b、EOR回路18の他方の入力端子、EOR回路19
の一方の入力端子に接続され、D/A変換器10bの出
力は減算器11bの減算入力端子に接続される。The output of the comparator 8b is the D / A converter 10
b, the other input terminal of the EOR circuit 18, the EOR circuit 19
Is connected to one input terminal of the subtractor 11b, and the output of the D / A converter 10b is connected to the subtraction input terminal of the subtractor 11b.
【0011】また、比較器13c,13dの出力は、そ
れぞれAND回路15の他の2つの正論理入力端子に接
続され、AND回路15の出力は、OR回路22の一方
の入力端子、AND回路16,17,25の負論理入力
端子に接続される。The outputs of the comparators 13c and 13d are respectively connected to the other two positive logic input terminals of the AND circuit 15, and the output of the AND circuit 15 is one input terminal of the OR circuit 22 and the AND circuit 16. , 17, 25 negative logic input terminals.
【0012】さらに、EOR回路18の出力は、OR回
路21の他方の入力端子に接続され、OR回路21の出
力はラッチ回路9bに接続される。Further, the output of the EOR circuit 18 is connected to the other input terminal of the OR circuit 21, and the output of the OR circuit 21 is connected to the latch circuit 9b.
【0013】減算器11bの出力は、比較器8c,13
eの非反転入力端子、比較器13fの反転入力端子、減
算器11cの加算入力端子に接続される。The output of the subtractor 11b is the comparators 8c and 13c.
It is connected to the non-inverting input terminal of e, the inverting input terminal of the comparator 13f, and the addition input terminal of the subtractor 11c.
【0014】比較器8cの出力は、D/A変換器10
c、EOR回路19の他方の入力端子、EOR回路20
の一方の入力端子に接続され、EOR回路19の出力
は、OR回路22の他方の入力端子に接続される。OR
回路22の出力は、AND回路24の正論理入力端子に
接続され、AND回路24の出力はラッチ回路9cに接
続される。The output of the comparator 8c is the D / A converter 10
c, the other input terminal of the EOR circuit 19, the EOR circuit 20
One input terminal of the OR circuit 22 is connected to the other input terminal of the OR circuit 22. OR
The output of the circuit 22 is connected to the positive logic input terminal of the AND circuit 24, and the output of the AND circuit 24 is connected to the latch circuit 9c.
【0015】また、比較器13e,13fの出力は、そ
れぞれAND回路16の他の2つの正論理入力端子に接
続され、AND回路16の出力は、OR回路23の一方
の入力端子、AND回路17の負論理入力端子に接続さ
れる。The outputs of the comparators 13e and 13f are respectively connected to the other two positive logic input terminals of the AND circuit 16, and the output of the AND circuit 16 is one input terminal of the OR circuit 23 and the AND circuit 17. Connected to the negative logic input terminal of.
【0016】減算器11cの出力は、比較器8d,13
gの非反転入力端子、比較器13hの反転入力端子に接
続される。The output of the subtractor 11c is the comparators 8d, 13
It is connected to the non-inverting input terminal of g and the inverting input terminal of the comparator 13h.
【0017】比較器8dの出力は、EOR回路20の他
方の入力端子に接続され、EOR回路20の出力は、O
R回路23の他方の入力端子に接続される。OR回路2
3の出力は、AND回路25の正論理入力端子に接続さ
れ、AND回路25の出力はラッチ回路9dに接続され
る。The output of the comparator 8d is connected to the other input terminal of the EOR circuit 20, and the output of the EOR circuit 20 is O.
It is connected to the other input terminal of the R circuit 23. OR circuit 2
The output of 3 is connected to the positive logic input terminal of the AND circuit 25, and the output of the AND circuit 25 is connected to the latch circuit 9d.
【0018】また、比較器13g,13hの出力は、そ
れぞれAND回路17の他の2つの正論理入力端子に接
続され、AND回路17の出力は、ラッチ回路9eに接
続される。The outputs of the comparators 13g and 13h are connected to the other two positive logic input terminals of the AND circuit 17, respectively, and the output of the AND circuit 17 is connected to the latch circuit 9e.
【0019】さらに、ラッチ回路9a〜9dの出力はデ
ィジタル出力信号101aとして出力される。Further, the outputs of the latch circuits 9a-9d are output as a digital output signal 101a.
【0020】また、比較器8a〜8dの反転入力端子は
接地され、比較器13b,13d,13f及び13hの
非反転入力端子には”+ΔV”の電圧が、比較器13
a,13c,13e及び13gの反転入力端子には”−
ΔV”の電圧がそれぞれ印加される。但し、「ΔV=F
S/32」(FS:フルスケール)である。The inverting input terminals of the comparators 8a to 8d are grounded, and the voltage of "+ ΔV" is applied to the non-inverting input terminals of the comparators 13b, 13d, 13f and 13h.
"-" is applied to the inverting input terminals of a, 13c, 13e and 13g.
A voltage of ΔV ”is applied respectively, provided that“ ΔV = F
S / 32 "(FS: full scale).
【0021】ここで、図4に示す装置の動作を図5,6
を用いて説明する。図5,6は「−FS/2」から「+
FS/2」のアナログ入力信号100aに対する各出力
若しくは各入力を示す特性曲線図である。The operation of the apparatus shown in FIG. 4 will now be described with reference to FIGS.
Will be explained. 5 and 6 show “+ FS / 2” to “+
It is a characteristic curve figure which shows each output or each input with respect to the analog input signal 100a of "FS / 2."
【0022】図において(a)〜(d)はそれぞれ比較
器8a〜8dの出力、(e)〜(h)はそれぞれウィン
ドウ・コンパレータ50a〜50dの出力、(i)〜
(k)はそれぞれEOR回路18〜20の出力、(l)
〜(p)はそれぞれラッチ回路9a〜9eの入力をそれ
ぞれ示している。In the figure, (a) to (d) are outputs from the comparators 8a to 8d, (e) to (h) are outputs from the window comparators 50a to 50d, and (i) to (i).
(K) is the output of the EOR circuits 18 to 20, respectively (l)
~ (P) show the inputs of the latch circuits 9a to 9e, respectively.
【0023】比較器8a〜8dは、それぞれ、アナログ
入力信号100a、減算器11aの出力、減算器11b
の出力、減算器11cの出力のゼロクロスを判定する。The comparators 8a to 8d respectively include the analog input signal 100a, the output of the subtractor 11a and the subtractor 11b.
Of zero and the output of the subtractor 11c are determined to be zero cross.
【0024】そして、ウィンドウ・コンパレータ50a
〜50dは、入力信号が「0」近傍であり、且つ、前段
のウィンドウ・コンパレータの出力が”ローレベル”で
ある場合”ハイレベル”を出力する。Then, the window comparator 50a
.About.50d output "high level" when the input signal is in the vicinity of "0" and the output of the preceding window comparator is "low level".
【0025】従って、ウィンドウ・コンパレータ50a
は図5中(e)に示すようにアナログ入力信号100a
が”0”近傍で”ハイレベル”を出力する。Therefore, the window comparator 50a
Is an analog input signal 100a as shown in FIG.
Outputs "high level" near "0".
【0026】ウィンドウ・コンパレータ50bは、図5
中(b)から分かるようにアナログ入力信号100a
が”0”及び”±FS/4”近傍で”ハイレベル”を出
力する可能性があるが、アナログ入力信号100aが”
0”近傍においては前段のウィンドウ・コンパレータ5
0aの出力が”ハイレベル”であるので、図5中(f)
に示すように、”±FS/4”近傍のみが”ハイレベ
ル”になる。The window comparator 50b is shown in FIG.
As can be seen from the middle (b), the analog input signal 100a
May output "high level" near "0" and "± FS / 4", but the analog input signal 100a is "
In the vicinity of 0 ", the window comparator 5 in the previous stage
Since the output of 0a is "high level", (f) in FIG.
As shown in, only the vicinity of "± FS / 4" becomes "high level".
【0027】ウィンドウ・コンパレータ50cは、図5
中(c)から分かるように7ヶ所で”ハイレベル”にな
る可能性があるが、前段のウィンドウ・コンパレータ5
0a及び50bが”ハイレベル”の部分は除かれるの
で、図5中(g)に示すようになる。The window comparator 50c is shown in FIG.
As you can see from the middle (c), there is a possibility that it will become "high level" at 7 places, but the window comparator 5 in the previous stage
Since the high level portions of 0a and 50b are excluded, the state is as shown in (g) of FIG.
【0028】同様にウィンドウ・コンパレータ50d
は、図5中(d)から分かるように15ヶ所で”ハイレ
ベル”になる可能性があるが、前段のウィンドウ・コン
パレータ50a〜50cが”ハイレベル”の部分は除か
れるので、図5中(h)に示すようになる。Similarly, the window comparator 50d
As shown in (d) of FIG. 5, there is a possibility that it will be "high level" at 15 places, but since the "high level" part of the window comparators 50a-50c in the previous stage is excluded, As shown in (h).
【0029】EOR回路18〜20の出力はディジタル
出力信号101aの内の中間ビットのグレイコードを出
力しているが、図6中(i)〜(k)に示すようにスパ
イク状のノイズが生じていることがわかる。これは比較
器8a〜8dの出力の”ハイレベル”から”ローレベ
ル”若しくは”ローレベル”から”ハイレベル”の変化
が鈍っていることに起因している。The outputs of the EOR circuits 18 to 20 output the gray code of the intermediate bit of the digital output signal 101a, but spike noise occurs as shown in (i) to (k) in FIG. You can see that This is because the output from the comparators 8a to 8d has a dull change from "high level" to "low level" or "low level" to "high level".
【0030】ここで、エラー補正回路51は前記スパイ
ク状のノイズが生じている部分をウィンドウ・コンパレ
ータの出力で補正することにより、図6中(m)〜
(o)に示すように前記スパイク状のノイズを除去す
る。Here, the error correction circuit 51 corrects the portion where the spike-like noise is generated by the output of the window comparator, so that (m) through (m) in FIG.
As shown in (o), the spiked noise is removed.
【0031】すなわち、図6中(i)のスパイク状のノ
イズは、ウィンドウ・コンパレータ50aの出力によ
り、図6中(j)のスパイク状のノイズはウィンドウ・
コンパレータ50a,50bの出力により、図6中
(k)のスパイク状のノイズはウィンドウ・コンパレー
タ50a〜50cの出力により、それぞれマスクをする
ことで除去することができる。That is, the spike-like noise of (i) in FIG. 6 is output from the window comparator 50a, and the spike-like noise of (j) in FIG.
With the outputs of the comparators 50a and 50b, the spiked noise of (k) in FIG. 6 can be removed by masking with the outputs of the window comparators 50a to 50c.
【0032】[0032]
【発明が解決しようとする課題】このような装置のウィ
ンドウ・コンパレータ50a〜50cの出力は、コード
の変わり目付近である範囲(以下、ウィンドウ幅とす
る)で”ハイレベル”になって下位の全てのコードを確
定する働きがある。初段のウィンドウ・コンパレータ5
0aに着目すると、MSBの変わり目付近において、2
ビット目を強制的に”ハイレベル”にし、3ビット目、
4ビット目、LSB(5ビット目)を強制的に”ロウレ
ベル”にする。The outputs of the window comparators 50a to 50c of such a device become "high level" in the range near the code transition (hereinafter referred to as the window width) and all the lower levels. Has the function of fixing the code. First stage window comparator 5
Focusing on 0a, 2 near the MSB transition point
Forcibly sets the 3rd bit to the "high level",
The 4th bit and LSB (5th bit) are forced to "low level".
【0033】各ビットを確定するためのウィンドウ幅は
本来同一である必要はない。図6中(m)に示すよう
に、2ビット目を”ハイレベル”にする範囲は最大でフ
ルスケールの半分まで許容でき、図6(n)に示すよう
に、3ビット目はフルスケールの1/4まで許容でき
る。許容できるウィンドウ幅は下位にいくほど狭くなり
LSBでは、図6(p)に示すように、フルスケールの
1/16、すなわち2LSBとなる。The window widths for determining each bit do not necessarily have to be the same. As shown in (m) in FIG. 6, the range in which the second bit is set to “high level” can be up to half of the full scale, and as shown in FIG. 6 (n), the third bit is full scale. Acceptable up to 1/4. The allowable window width becomes narrower toward the lower side, and the LSB becomes 1/16 of full scale, that is, 2 LSB, as shown in FIG. 6 (p).
【0034】しかしながら、MSBの変わり目を検出す
るウィンドウ・コンパレータ50aは、その出力を下位
に伝搬しているので、ウィンドウ幅は一定にせざるをえ
ず、例えば、MSBの変わり目で2ビット目を”ハイレ
ベル”にする場合のウィンドウ幅と、LSBを”ロウレ
ベル”にする場合のウィンドウ幅がどちらも同じとなっ
ている。However, since the output of the window comparator 50a for detecting the MSB transition propagates to the lower side, the window width must be kept constant. For example, at the MSB transition, the second bit becomes "high". The window width when the level is set to "level" and the window width when the LSB is set to the "low level" are the same.
【0035】そのため、分解能が高くなってウィンドウ
幅がノイズレベルに近づいてきたときに、ウィンドウ・
コンパレータ50aがノイズの影響で誤動作すると最悪
の場合、2ビット目のコードにエラーが発生してしまう
という問題点があった。Therefore, when the resolution becomes high and the window width approaches the noise level, the window
If the comparator 50a malfunctions due to the influence of noise, in the worst case, an error will occur in the code of the second bit.
【0036】そこで、本発明の目的は、ノイズによるエ
ラーの発生を防止できるカスケードA/D変換器を実現
することにある。Therefore, an object of the present invention is to realize a cascade A / D converter which can prevent the occurrence of errors due to noise.
【0037】[0037]
【課題を解決するための手段】本発明は、アナログ入力
信号をディジタル信号に変換する比較器と、この比較器
の出力を保持するラッチ回路と、前記比較器の出力を再
びアナログ信号に変換するD/A変換器と、このD/A
変換器の出力を前記アナログ信号から減算する減算器と
を複数段カスケード接続して構成されるカスケードA/
D変換器において、前記複数段の比較器のコードの変化
を、少なくとも1つは2段階以上のコード変化点近傍検
出の幅で検出する複数のコード変化点近傍検出手段と、
このコード変化点近傍検出手段の出力に基づきコードの
変化点で生じるノイズを除去するエラー補正回路とを有
し、コード変化点近傍検出手段は、2段階以上のコード
変化点近傍検出の幅の内、少なくとも1つはコード変化
点近傍検出の幅を大きくしたことを特徴とするものであ
る。According to the present invention, a comparator for converting an analog input signal into a digital signal, a latch circuit for holding the output of the comparator, and the output of the comparator are again converted into an analog signal. D / A converter and this D / A
Cascade A / C composed of a plurality of stages connected in series with a subtractor for subtracting the output of the converter from the analog signal
In the D converter, a plurality of code change point vicinity detection means for detecting a change in the code of the plurality of stages of comparators, at least one of which is detected in the width of the code change point vicinity detection of two or more steps,
An error correction circuit for removing noise generated at the code change point based on the output of the code change point vicinity detection means is provided.
However , the code change point vicinity detection means is a code of two or more stages.
At least one of the widths of change point neighborhood detection is code change
The feature is that the width of the point neighborhood detection is increased .
【0038】このような本発明では、コード変化点近傍
検出手段は、複数段の比較器のコードの変化を、2段階
以上のコード変化点近傍検出の幅で検出する。そして、
エラー補正回路が、コード変化点近傍検出手段の出力に
基づき、コード変化点で生じるノイズを除去する。In the present invention as described above, the code change point vicinity detection means detects the code change of the comparators of a plurality of stages within the width of the code change point vicinity detection of two or more stages. And
The error correction circuit removes noise generated at the code change point based on the output of the code change point vicinity detection means.
【0039】[0039]
【発明の実施の形態】以下図面を用いて本発明を説明す
る。図1は本発明の一実施例を示した構成図である。こ
こで、図4と同一符号を付して説明を省略する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention. Here, the same symbols as in FIG.
【0040】図において、521〜524は比較器、5
25,526はAND回路、100bはアナログ入力信
号、101bはディジタル出力信号である。In the figure, 521 to 524 are comparators, 5
25 and 526 are AND circuits, 100b is an analog input signal, and 101b is a digital output signal.
【0041】また、ウィンドウ・コンパレータ52a
は、比較器521,522及びAND回路525で構成
する。ウィンドウ・コンパレータ50a,52aは、コ
ード変化点近傍検出手段を構成する。ウィンドウ・コン
パレータ52bは、比較器523,524及びAND回
路526で構成する。ウィンドウ・コンパレータ50
b,52bは、コード変化点近傍検出手段を構成する。Further, the window comparator 52a
Is composed of comparators 521 and 522 and an AND circuit 525. The window comparators 50a and 52a form a code change point vicinity detection means. The window comparator 52b is composed of comparators 523 and 524 and an AND circuit 526. Window comparator 50
b and 52b constitute a chord change point vicinity detection means.
【0042】接続関係に関しては、基本部分は同じであ
り、異なる点は以下の通りである。アナログ入力信号1
00bは、比較器8a,13a,521の非反転入力端
子、比較器13b,522の反転入力端子、減算器11
aの加算入力端子に入力される。Regarding the connection relationship, the basic part is the same, and the different points are as follows. Analog input signal 1
00b is a non-inverting input terminal of the comparators 8a, 13a, 521, an inverting input terminal of the comparators 13b, 522, a subtractor 11
It is input to the addition input terminal of a.
【0043】また、比較器521,522の出力は、そ
れぞれAND回路525の入力端子に接続され、AND
回路525の出力は、従来例のAND回路14の代わり
に、OR回路21の一方の入力端子,AND回路15,
526の負論理入力端子に接続する。つまり、AND回
路14の出力は、AND回路16,17の負論理入力端
子に接続する。The outputs of the comparators 521 and 522 are connected to the input terminals of the AND circuit 525, respectively.
The output of the circuit 525 is, instead of the AND circuit 14 of the conventional example, one input terminal of the OR circuit 21, the AND circuit 15,
Connect to the negative logic input terminal of 526. That is, the output of the AND circuit 14 is connected to the negative logic input terminals of the AND circuits 16 and 17.
【0044】そして、減算器11aの出力は、比較器5
23の非反転入力端子、比較器524の反転入力端子に
も接続する。The output of the subtractor 11a is the comparator 5
It is also connected to the non-inverting input terminal of 23 and the inverting input terminal of the comparator 524.
【0045】比較器523,524の出力は、それぞれ
AND回路526の入力端子に接続され、AND回路5
26の出力は、従来例のAND回路15の代わりに、O
R回路22の一方の入力端子に接続する。つまり、AN
D回路15の出力は、AND回路16,17,25の負
論理入力端子に接続する。The outputs of the comparators 523 and 524 are connected to the input terminals of the AND circuit 526, respectively.
The output of 26 is O instead of the AND circuit 15 of the conventional example.
It is connected to one input terminal of the R circuit 22. That is, AN
The output of the D circuit 15 is connected to the negative logic input terminals of the AND circuits 16, 17, 25.
【0046】さらに、ラッチ回路9a〜9dの出力は、
ディジタル出力信号101bとして出力される。Further, the outputs of the latch circuits 9a-9d are
The digital output signal 101b is output.
【0047】また、比較器522,524の非反転入力
端子には、”+3FS/32”の電圧が印加される。比
較器521,523の反転入力端子には、”−3FS/
32”の電圧が印加される。A voltage of "+ 3FS / 32" is applied to the non-inverting input terminals of the comparators 522 and 524. The inverting input terminals of the comparators 521 and 523 are "-3FS /
A voltage of 32 "is applied.
【0048】このような装置の動作を以下で説明する。
図2は図1に示す装置の動作を示した特性曲線図であ
る。その他の特性曲線図は、図5中(a)がアナログ入
力信号100bを示す以外、図5,6と同一である。The operation of such a device will be described below.
FIG. 2 is a characteristic curve diagram showing the operation of the device shown in FIG. The other characteristic curve diagrams are the same as FIGS. 5 and 6 except that FIG. 5A shows the analog input signal 100b.
【0049】図2において、(a)はAND回路525
の出力、(b)はAND回路526の出力をそれぞれ示
している。In FIG. 2, (a) shows an AND circuit 525.
, And (b) shows the output of the AND circuit 526, respectively.
【0050】比較器8a〜8dは、それぞれ、アナログ
入力信号100b、減算器11aの出力、減算器11b
の出力、減算器11cの出力のゼロクロスを判定する。The comparators 8a to 8d respectively include the analog input signal 100b, the output of the subtractor 11a and the subtractor 11b.
Of zero and the output of the subtractor 11c are determined to be zero cross.
【0051】ウィンドウ・コンパレータ50aは、図5
中(e)に示すようにアナログ入力信号100bが”
0”近傍の”FS/16”のウィンドウ幅で、”ハイレ
ベル”を出力する。The window comparator 50a is shown in FIG.
As shown in the middle (e), the analog input signal 100b is "
"High level" is output with a window width of "FS / 16" near 0 ".
【0052】ウィンドウ・コンパレータ52a(AND
回路525)は、図2中(a)に示すようにアナログ入
力信号100bが”0”近傍の”3FS/16”のウィ
ンドウ幅で、”ハイレベル”を出力する。Window comparator 52a (AND
The circuit 525) outputs a "high level" with a window width of "3FS / 16" in the vicinity of "0" of the analog input signal 100b, as shown in FIG.
【0053】ウィンドウ・コンパレータ50bは、図5
中(b)から分かるように、アナログ入力信号100a
が”0”及び”±FS/4”近傍の”FS/16”のウ
ィンドウ幅で、”ハイレベル”を出力する可能性がある
が、アナログ入力信号100bが”0”近傍においては
前段のウィンドウ・コンパレータ52aの出力が”ハイ
レベル”であるので、図5中(f)に示すように、”±
FS/4”近傍のみが”ハイレベル”になる。The window comparator 50b is shown in FIG.
As can be seen from the middle (b), the analog input signal 100a
May output "high level" with a window width of "FS / 16" near "0" and "± FS / 4", but when the analog input signal 100b is near "0", the previous window Since the output of the comparator 52a is "high level", as shown in (f) of FIG.
Only the vicinity of FS / 4 becomes "high level".
【0054】ウィンドウ・コンパレータ52b(AND
回路526)は、図5中(b)から分かるように、アナ
ログ入力信号100bが”0”及び”±FS/4”近傍
の”3FS/16”のウィンドウ幅で、”ハイレベル”
を出力する可能性があるが、アナログ入力信号100b
が”0”近傍においては前段のウィンドウ・コンパレー
タ52aの出力が”ハイレベル”であるので、図2中
(b)に示すように、”±FS/4”近傍のみが”ハイ
レベル”になる。Window comparator 52b (AND
As can be seen from (b) in FIG. 5, the circuit 526) has a window width of "3FS / 16" near the analog input signal 100b of "0" and "± FS / 4", and is "high level".
May be output, but the analog input signal 100b
In the vicinity of "0", the output of the window comparator 52a in the previous stage is "high level", so that only "± FS / 4" vicinity becomes "high level" as shown in FIG. 2 (b). .
【0055】ウィンドウ・コンパレータ50cは、図5
中(c)から分かるように7ヶ所で”ハイレベル”にな
る可能性があるが、前段のウィンドウ・コンパレータ5
0a及び50bが”ハイレベル”の部分は除かれるの
で、図5中(g)に示すように、ウィンドウ幅”FS/
16”の”ハイレベル”が4箇所になる。The window comparator 50c is shown in FIG.
As you can see from the middle (c), there is a possibility that it will become "high level" at 7 places, but the window comparator 5 in the previous stage
Since 0a and 50b are "high level", the window width "FS /" is eliminated as shown in FIG.
There are 4 "high levels" of 16 ".
【0056】同様にウィンドウ・コンパレータ50d
は、図5中(d)から分かるように15ヶ所で”ハイレ
ベル”になる可能性があるが、前段のウィンドウ・コン
パレータ50a〜50cが”ハイレベル”の部分は除か
れるので、図5中(h)に示すように、ウィンドウ幅”
FS/16”の”ハイレベル”が8箇所なる。Similarly, the window comparator 50d
As shown in (d) of FIG. 5, there is a possibility that it will be "high level" at 15 places, but since the "high level" part of the window comparators 50a-50c in the previous stage is excluded, As shown in (h), window width "
There are 8 "high levels" of FS / 16 ".
【0057】EOR回路18〜20の出力はディジタル
出力信号101bの内の中間ビットのグレイコードを出
力しているが、図6中(i)〜(k)に示すようにスパ
イク状のノイズが生じていることがわかる。これは比較
器8a〜8dの出力の”ハイレベル”から”ローレベ
ル”若しくは”ローレベル”から”ハイレベル”の変化
が鈍っていることに起因している。The output of the EOR circuits 18 to 20 outputs the gray code of the intermediate bit of the digital output signal 101b, but spike noise occurs as shown in (i) to (k) in FIG. You can see that This is because the output from the comparators 8a to 8d has a dull change from "high level" to "low level" or "low level" to "high level".
【0058】ここで、エラー補正回路51は前記スパイ
ク状のノイズが生じている部分をウィンドウ・コンパレ
ータの出力で補正することにより、図6中(m)〜
(o)に示すように前記スパイク状のノイズを除去す
る。Here, the error correction circuit 51 corrects the portion where the spike-like noise is generated by the output of the window comparator, so that (m) to (m) in FIG.
As shown in (o), the spiked noise is removed.
【0059】すなわち、図6中(i)のスパイク状のノ
イズは、ウィンドウ・コンパレータ52aの出力によ
り、図6中(j)のスパイク状のノイズはウィンドウ・
コンパレータ52a,52bの出力により、図6中
(k)のスパイク状のノイズはウィンドウ・コンパレー
タ50a〜50cの出力により、それぞれマスクをする
ことで除去することができる。That is, the spiked noise of (i) in FIG. 6 is output from the window comparator 52a, and the spiked noise of (j) in FIG.
With the outputs of the comparators 52a and 52b, the spiked noise of (k) in FIG. 6 can be removed by masking with the outputs of the window comparators 50a to 50c.
【0060】このように、ウィンドウ・コンパレータ5
0a,50b,52a,52bにより、2段階のウィン
ドウ幅でコード変化を検出しているので、エラー補正回
路51におけるエラー除去をビット対して選択的に行う
ことができる。つまり、上位ビットでウィンドウ幅を大
きくすることにより、ノイズによる影響を小さくするこ
とができ、精度を上げることができる。In this way, the window comparator 5
0a, 50b, 52a, and 52b detect the code change with the two-step window width, so that the error correction circuit 51 can selectively perform error removal for each bit. That is, by increasing the window width in the upper bits, it is possible to reduce the influence of noise and improve the accuracy.
【0061】なお、本発明は、グレイコードを出力する
カスケードA/D変換器だけでなく、バイナリーコード
(2進符号)を出力するカスケードA/D変換器に用い
てもよい。また、出力ビット数に限定されるものでもな
い。The present invention may be applied not only to the cascade A / D converter that outputs the Gray code but also to the cascade A / D converter that outputs the binary code (binary code). Nor is it limited to the number of output bits.
【0062】また、2段階のウィンドウ幅(コード変化
点近傍検出の幅)でコード変化を検出するコード変化近
傍検出手段を示したが、3段階以上のウィンドウ幅でコ
ード変化を検出するコード変化近傍検出手段でもよい。Further, the code change vicinity detecting means for detecting the code change with the two-step window width (the width of the code change point vicinity detection) has been shown, but the code change vicinity for detecting the code change with three or more window widths is shown. It may be a detection means.
【0063】そして、コード変化点近傍検出手段が、ウ
ィンドウ・コンパレータ50a〜50d,52a,52
bの構成を示したが、図3に示す構成にしてもよい。つ
まり、ウィンドウ・コンパレータを、絶対値回路12と
比較器13とで構成する。Then, the code change point vicinity detection means includes window comparators 50a to 50d, 52a and 52.
Although the configuration of b is shown, the configuration shown in FIG. 3 may be used. That is, the window comparator is composed of the absolute value circuit 12 and the comparator 13.
【0064】[0064]
【発明の効果】本発明によれば、以下のような効果があ
る。コード変化点近傍検出手段により、2段階以上のコ
ード変化点近傍検出の幅でコード変化を検出しているの
で、エラー補正回路におけるエラー除去をビット対して
選択的に行うことができる。つまり、上位ビットでコー
ド変化点近傍検出の幅を大きくすることにより、ノイズ
による影響を小さくすることができ、精度を上げること
ができる。The present invention has the following effects. Since the code change point vicinity detecting means detects the code change within the width of the code change point vicinity detection in two or more steps, it is possible to selectively perform error removal for each bit in the error correction circuit. That is, by increasing the width of the code change point vicinity detection in the upper bits, the influence of noise can be reduced and the accuracy can be improved.
【図1】本発明の一実施例を示した構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of the present invention.
【図2】図1の装置の動作を示した特性曲線図である。FIG. 2 is a characteristic curve diagram showing the operation of the apparatus of FIG.
【図3】コード変化点近傍検出手段の他の実施例を示し
た構成図である。FIG. 3 is a configuration diagram showing another embodiment of the code change point vicinity detection means.
【図4】従来のカスケードA/D変換器を示した構成図
である。FIG. 4 is a configuration diagram showing a conventional cascade A / D converter.
【図5】図4に示す装置の動作を示した特性曲線図であ
る。5 is a characteristic curve diagram showing an operation of the device shown in FIG.
【図6】図4に示す装置の動作を示した特性曲線図であ
る。FIG. 6 is a characteristic curve diagram showing the operation of the device shown in FIG.
8a〜8d 比較器
9a〜9e ラッチ回路
10a〜10c D/A変換器
11a〜11c 減算器
12 絶対値回路
13 比較器
50a〜50d,52a,52b ウィンドウ・コンパ
レータ
51 エラー補正回路
100b アナログ入力信号
101b ディジタル出力信号8a to 8d Comparator 9a to 9e Latch circuit 10a to 10c D / A converter 11a to 11c Subtractor 12 Absolute value circuit 13 Comparator 50a to 50d, 52a, 52b Window comparator 51 Error correction circuit 100b Analog input signal 101b Digital Output signal
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平9−23077(JP,A) 特開 平6−53832(JP,A) 特開 平5−14199(JP,A) 特開 平8−195678(JP,A) 特開 平9−69779(JP,A) 特開 平9−69778(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H03M 1/00 - 1/88 ─────────────────────────────────────────────────── --Continued from the front page (56) References JP-A-9-23077 (JP, A) JP-A-6-53832 (JP, A) JP-A-5-14199 (JP, A) JP-A-8- 195678 (JP, A) JP-A-9-69779 (JP, A) JP-A-9-69778 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) H03M 1/00-1 / 88
Claims (3)
換する比較器と、 この比較器の出力を保持するラッチ回路と、 前記比較器の出力を再びアナログ信号に変換するD/A
変換器と、 このD/A変換器の出力を前記アナログ信号から減算す
る減算器とを複数段カスケード接続して構成されるカス
ケードA/D変換器において、 前記複数段の比較器のコードの変化を、少なくとも1つ
は2段階以上のコード変化点近傍検出の幅で検出する複
数のコード変化点近傍検出手段と、 このコード変化点近傍検出手段の出力に基づきコードの
変化点で生じるノイズを除去するエラー補正回路とを有
し、コード変化点近傍検出手段は、2段階以上のコード変化
点近傍検出の幅の内、少なくとも1つはコード変化点近
傍検出の幅を大きくした ことを特徴とするカスケードA
/D変換器。1. A comparator for converting an analog input signal into a digital signal, a latch circuit for holding the output of the comparator, and a D / A for converting the output of the comparator into an analog signal again.
A cascade A / D converter configured by cascade-connecting a plurality of stages of a converter and a subtractor that subtracts the output of the D / A converter from the analog signal, wherein a change in code of the plurality of stages of comparators At least one of a plurality of code change point vicinity detection means for detecting within two or more stages of code change point vicinity detection width, and noise generated at the code change point based on the output of the code change point vicinity detection means is removed. Yes and an error correction circuit for
However , the code change point vicinity detection means uses the code change in two or more stages.
At least one of the widths of near-point detection is near the code change point
Cascade A characterized by increasing the width of side detection
/ D converter.
ウ・コンパレータで構成したことを特徴とする請求項1
記載のカスケードA/D変換器。2. A code change point near the detection means according to claim, characterized in that is constituted by window comparator 1
The described cascade A / D converter.
と、 この絶対値回路の出力を比較する第2の比較器とを設け
たことを特徴とする請求項1記載のカスケードA/D変
換器。3. The code change point vicinity detection means is provided with an absolute value circuit for inputting a change waveform of a code and making it an absolute value, and a second comparator for comparing the output of this absolute value circuit. cascade a / D converter according to claim 1, wherein.
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