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数MHz以上のアナログ信号をディジタル信号に変換するために

高速A-D変換のしくみとIC活用術(前篇)

サブレンジング型


図8に示すのは、サブレンジング(subranging)型と呼ばれるA-Dコンバータの変換のしくみです。
サブレンジング型は、並列型を二つ設け、それぞれに上位ビットと下位ビットのA-D変換を分担させ、2ステージでA-D変換する方式です。
見方を変えると、パイプライン型A-Dコンバータまたはカスケード型A-Dコンバータを多ビット化し、ステージ数を2個に削減したものとも言えます。
サブレンジング型A-Dコンバータの構成
図8.サブレンジング型A-Dコンバータの構成(8bitの場合)

フォールディング型


図9に示すのは、フォールディング(folding)型と呼ばれるA-Dコンバータの変換のしくみです。
サブレンジング型と同様に、並列型を二つ設け、それぞれに上位ビットと下位ビットで分担してA-D変換させ、2ステージでA-D変換を実現します。
サブレンジング型との構成上の違いは、D-Aコンバータと残差アンプの代わりに、アナログ・プリプロセッサというアナログ回路だけの信号処理を行い、下位ビット用のA-Dコンバータの入力信号を作る点です。
フォールディング型A-Dコンバータの構成
図9.フォールディング型A-Dコンバータの構成(8bitの場合)

●特徴
サブレンジング型とフォールディング型は、並列型よりもコンパレータ数が少なく、パイプライン型やカスケード型よりもA-D変換ステージ数が少ないという特徴があります。場合によっては、回路規模と消費電力において最適解が得られる可能性がある方式です。