JP2003101413A - D/a converter - Google Patents

D/a converter

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JP2003101413A
JP2003101413A JP2001290426A JP2001290426A JP2003101413A JP 2003101413 A JP2003101413 A JP 2003101413A JP 2001290426 A JP2001290426 A JP 2001290426A JP 2001290426 A JP2001290426 A JP 2001290426A JP 2003101413 A JP2003101413 A JP 2003101413A
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JP
Japan
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low
output
pulse signal
level
time constant
Prior art date
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Application number
JP2001290426A
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Japanese (ja)
Inventor
Makio Kondo
牧雄 近藤
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Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve responsiveness when switching digital setting data, to suppress ripple after switching and to enable stable output in a D/A converter for converting digital data to a PWM pulse and converting it to an analog voltage through a low-pass filter (LPF). SOLUTION: The PWM pulse outputted from the terminal of an ASIC 15 having the PWM pulse generating circuit (composed of a counter and a comparator) of a duty ratio corresponding to the digital setting data is inputted after selecting any one of a plurality of different LPF (with R1C and R2C as a time constant) by an SW. When switching the digital setting data, the filter of the small time constant is selected and the response of analog output is accelerated. After the lapse of prescribed time, the filter of the large time constant is selected as ordinary operation and a ripple voltage generated in the output is suppressed.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、デジタルデータを
PWM(パルス幅変調)パルスに変換し、ローパスフィルタ
を通してアナログ電圧で出力させるDA変換器に関す
る。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to digital data.
The present invention relates to a DA converter that converts a PWM (pulse width modulation) pulse and outputs an analog voltage through a low pass filter.

【0002】[0002]

【従来の技術】デジタルデータをPWMパルスに変換し、
ローパスフィルタを通してアナログ電圧として出力させ
るDA(デジタル・アナログ)変換器は、従来から知ら
れている。図4は、この種のDA変換器の一般的な例を
示すものである。図4に示すように、実現するDA変換
器の分解能と等しいbit数の(本例では8bitとする)のカ
ウンタ11とコンパレータ12を有し、コンパレータ1
2の入力端子A0〜A7には出力したいアナログ(電圧)レ
ベルに対応した同じbit数(8bit)の設定デジタルデー
タDSETを印加する。カウンタ11はマスタークロックMC
LKを常にカウントし、そのカウンタ値Q0〜Q7をコンパレ
ータ12の入力端子B0〜B7に出力する。8bitの場合、ク
ロック数256で1サイクルとなる。コンパレータ12は、
DSET>カウンタ値の場合には、出力パルスをハイ(以
下、「H」と記す)レベルにし、DSET≦カウンタ値の場
合、ロー(以下、「L」と記す)レベルにする。従っ
て、比較の結果、設定データDSETに応じたパルス幅のパ
ルス信号Vpwm = Hを出力する。つまり、図5に示すよう
に、256×Tmclkのサイクルを持ち、DSETに応じたデュー
ティ比のパルスを出力する。出力信号Vpwmは、抵抗R、
コンデンサCによるRCローパスフィルタにより平滑化
され、設定データDSETに応じたレベルのアナログ電圧Vd
acが出力される。
[Prior Art] Converting digital data into PWM pulse,
A DA (digital / analog) converter that outputs an analog voltage through a low-pass filter has been conventionally known. FIG. 4 shows a general example of this type of DA converter. As shown in FIG. 4, a counter 11 and a comparator 12 each having the same number of bits as the resolution of the DA converter to be realized (8 bits in this example) are provided.
The setting digital data DSET having the same number of bits (8 bits) corresponding to the analog (voltage) level to be output is applied to the two input terminals A0 to A7. Counter 11 is a master clock MC
LK is always counted, and the counter values Q0 to Q7 are output to the input terminals B0 to B7 of the comparator 12. In case of 8bit, 256 clocks is 1 cycle. The comparator 12 is
When DSET> counter value, the output pulse is set to high (hereinafter referred to as “H”) level, and when DSET ≦ counter value, it is set to low (hereinafter referred to as “L”) level. Therefore, as a result of the comparison, a pulse signal Vpwm = H having a pulse width corresponding to the setting data DSET is output. That is, as shown in FIG. 5, it has a cycle of 256 × Tmclk and outputs a pulse having a duty ratio according to DSET. The output signal Vpwm is the resistance R,
Smoothed by RC low pass filter by capacitor C, analog voltage Vd of level according to setting data DSET
ac is output.

【0003】図4,5の例では、アナログ電圧Vdacと設
定値DSETの関係は、以下の式により表すことができる。 Vdac =(DSET/256)×( Vh−Vl )+Vl ここに、Vh:Vpwm = Hの出力時電圧 Vl :Vpwm = Lの出力時電圧 このとき、VpwmがH、Lの立ち上げ、立ち下げ時に、Vdac
にリップルが生じる。即ち、Vpwm = H出力時のVdac変化
は、 {Vh−Vdac( 0 )}×{1−exp(−Th/τ)} Vpwm = L出力時のVdac変化は、 {Vl−Vdac( 1 )}×{1−exp(−Th/τ)} ここに、Vdac( 0 ):Vpwm = Hの直前のVdac Vdac( 1 ):Vpwm = Lの直前のVdac τ:RCフィルタの時定数 なお、τ≫T ( Th+Tl ) の場合はTh = Tlのときに、リ
ップルが最大値を示す。
In the examples of FIGS. 4 and 5, the relationship between the analog voltage Vdac and the set value DSET can be expressed by the following equation. Vdac = (DSET / 256) × (Vh-Vl) + Vl where Vh: Vpwm = H output voltage Vl: Vpwm = L output voltage At this time, when Vpwm rises and falls H and L, , Vdac
Ripples occur. That is, Vdac change at Vpwm = H output is {Vh−Vdac (0)} × {1−exp (−Th / τ)} Vpwm = Vdac change at L output is {Vl−Vdac (1)} × {1−exp (−Th / τ)} where Vdac (0): Vdac immediately before Vpwm = H Vdac (1): Vdac τ just before Vpwm = L: time constant of RC filter In the case of T (Th + Tl), the ripple shows the maximum value when Th = Tl.

【0004】上述のように、PWMを用いたDA変換器
は、一般的なアナログのDA変換器よりも安価になると
いうメリットがあるが、PWMのパルス信号を平滑化して
アナログ電圧にするため、アナログ電圧出力にリップル
が生じるというデメリットを持っている。このデメリッ
トであるリップルを減少させるには、PWMのパルス信号
を平滑化するRCフィルタの時定数を大きくすれば良い
が、RCフィルタの時定数を大きくするに伴い、アナロ
グ出力電圧の応答速度が遅くなるという問題がある。そ
こで、RCフィルタの時定数を変えないで、リップルを
減少させるための方式が提案された(実開平6−132
31号公報)。ここでは、リップルを減少させるため
に、PWMのパルス信号の1サイクルにおけるハイレベル
期間とローレベル期間を複数の期間に分割してリップル
を減少させる方式を採用している。図6は、この期間分
割の例を示すもので、PWMのパルス信号の1サイクルに
おけるハイレベル期間とローレベル期間を、分割しない
状態(図中の上段)から4分割した状態(図中の下段)
で出力する。このように分割することでハイレベル期
間、ローレベル期間が短くなるので、その期間でのVdac
変化が小さくなり、リップルが小さくなる。
As described above, the DA converter using PWM has the merit that it is cheaper than a general analog DA converter, but since the PWM pulse signal is smoothed into an analog voltage, It has a demerit that ripple occurs in the analog voltage output. In order to reduce this demerit ripple, the time constant of the RC filter that smoothes the PWM pulse signal may be increased, but as the time constant of the RC filter is increased, the response speed of the analog output voltage becomes slower. There is a problem of becoming. Therefore, a method for reducing the ripple without changing the time constant of the RC filter has been proposed (actual Kaihei 6-132).
31 publication). Here, in order to reduce the ripple, a method of reducing the ripple by dividing the high level period and the low level period in one cycle of the PWM pulse signal into a plurality of periods is adopted. FIG. 6 shows an example of this period division. The high-level period and the low-level period in one cycle of the PWM pulse signal are divided into four states (the lower stage in the figure) from the non-divided state (the upper stage in the figure). )
To output. Dividing in this way shortens the high-level period and the low-level period, so Vdac
The change is small and the ripple is small.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、PWMパ
ルス信号の1サイクルにおけるハイレベル期間とローレ
ベル期間を複数の期間に分割する方式はリップルの減少
に一定の有効性を示すが、実際に使用する装置では、PW
Mのパルス信号を生成するマスタークロック( 図4のマ
スタークロックMCLKに相当 )の高速化は有限であり、ま
た1サイクルにおけるハイレベル期間とローレベル期間
を複数の期間に分割する数も限られるので、十分な結果
が得難い。また、この方式は、RCフィルタの時定数を
小さくして応答速度を上げることができるが、この方法
にも限度があり、なお応答速度が不足するという場合、
特にアナログへ変換されるデジタルデータの切り換え時
に応答が十分ではない場合がある。本発明は、アナログ
電圧へ変換されるデジタルデータをその値に応じたデュ
ーティ比のハイレベル、ローレベルのパルス信号に変換
し、該パルス信号を入力とするローパスフィルタを有す
る従来のDA変換器における上記した問題点に鑑みてな
されたもので、その目的は、アナログへ変換されるデジ
タル値の切り換え時の応答性が良く、切り換え後にリッ
プルを抑制し安定した出力が可能な前記DA変換器を提
供することにある。
However, the method of dividing the high level period and the low level period in one cycle of the PWM pulse signal into a plurality of periods has a certain effectiveness in reducing the ripple, but is actually used. In the device, PW
The speed of the master clock that generates the M pulse signal (corresponding to the master clock MCLK in FIG. 4) is limited, and the number of high-level periods and low-level periods in one cycle divided into multiple periods is also limited. , It is difficult to get enough results. Further, this method can increase the response speed by reducing the time constant of the RC filter, but this method also has a limit, and if the response speed is still insufficient,
In particular, the response may not be sufficient when switching the digital data converted to analog. The present invention relates to a conventional DA converter having a low-pass filter that converts digital data converted into an analog voltage into a high-level and low-level pulse signal having a duty ratio corresponding to the value and inputs the pulse signal. The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and an object thereof is to provide the DA converter which has good responsiveness at the time of switching a digital value converted into analog, and which can suppress ripples after switching and provide stable output. To do.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、アナ
ログ電圧へ変換されるデジタルデータをその値に応じた
デューティ比のハイレベル、ローレベルのパルス信号に
変換する手段と、該パルス信号を入力とする複数の異な
るローパスフィルタと、アナログ出力電圧を選択するた
めに該複数のローパスフィルタへの前記パルス信号の入
力をオン/オフするスイッチを備えたことを特徴とする
DA変換器である。
According to a first aspect of the present invention, there is provided means for converting digital data converted into an analog voltage into pulse signals of high level and low level having a duty ratio corresponding to the value, and the pulse signal. A DA converter comprising: a plurality of different low-pass filters each of which has an input and a switch for turning on / off the input of the pulse signal to the plurality of low-pass filters for selecting an analog output voltage. .

【0007】請求項2の発明は、請求項1に記載された
DA変換器において、前記パルス信号が3ステート出力
であることを特徴とするものである。
According to a second aspect of the present invention, in the DA converter according to the first aspect, the pulse signal is a 3-state output.

【0008】請求項3の発明は、請求項1又は2に記載
されたDA変換器において、前記スイッチをオン/オフ
するタイミングをハイレベル又はローレベル期間の途中
としたことを特徴とするものである。
According to a third aspect of the present invention, in the DA converter according to the first or second aspect, the timing for turning on / off the switch is in the middle of a high level or low level period. is there.

【0009】請求項4の発明は、アナログ電圧へ変換さ
れるデジタルデータをその値に応じたデューティ比のハ
イレベル、ローレベルのパルス信号に変換する手段と、
前記デジタルデータの切換え時にデータの変化に応じた
期間、ハイレベル又はローレベルのパルス信号を強制的
に出力する手段と、前記変換手段及び前記強制出力手段
からのパルス信号を入力とするローパスフィルタと、前
記デジタルデータの変化に対応して設定する期間データ
のテーブルを備えたことを特徴とするDA変換器であ
る。
According to a fourth aspect of the present invention, means for converting digital data converted into an analog voltage into pulse signals of high level and low level having a duty ratio according to the value,
Means for forcibly outputting a high-level or low-level pulse signal for a period corresponding to the change of the data at the time of switching the digital data, and a low-pass filter for receiving the pulse signal from the conversion means and the forced output means The DA converter is provided with a table of period data set corresponding to the change of the digital data.

【0010】請求項5の発明は、請求項4に記載された
DA変換器において、前記強制出力手段の出力期間とロ
ーパスフィルタの時定数を所定の関係にするための選択
手段を備えたことを特徴とするものである。
According to a fifth aspect of the present invention, in the DA converter according to the fourth aspect, there is provided selection means for making the output period of the forced output means and the time constant of the low pass filter have a predetermined relationship. It is a feature.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】本発明を添付する図面とともに示
す以下の実施例に基づき説明する。ここでは、アナログ
へ変換されるデジタル値の切り換え時の応答性が良く、
切り換え後にリップルを抑制し安定した出力が可能なD
A変換器を第1,第2の発明により解決するものであ
り、以下にそれぞれの発明の実施例を示す。図1は、第
1発明の実施例に係わるDA変換器を示す。本実施例の
DA変換器は、アナログ電圧へ変換されるデジタルデー
タをその値に応じたデューティ比のハイレベル、ローレ
ベルのPWMパルス信号に変換する手段を有するという点
で従来のDA変換器と変わりがない。図1に示す例では
PWMパルス信号を出力する回路は、ASIC15内にあ
り、具体的な構成は、上述の図4に示すパルス信号Vpwm
を発生する回路(カウンタ11とコンパレータ12から
なる回路)と同様の手段により構成し得る。ASIC1
5の端子から出力されるパルス信号は、複数の異なるロ
ーパスフィルタ、即ちR1C及びR2Cを時定数とするフ
ィルタ回路をSWにより選択して、入力されるように構
成される。パルス信号PWM1のR1Cフィルタ回路の時定
数は大きく、パルス信号PWM2のR2Cフィルタ回路の時
定数は小さく設定されている。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will be described based on the following embodiments shown in the accompanying drawings. Here, the response when switching the digital value converted to analog is good,
Stable output by suppressing ripple after switching D
The A converter is solved by the first and second inventions, and embodiments of the respective inventions will be shown below. FIG. 1 shows a DA converter according to an embodiment of the first invention. The DA converter of the present embodiment is different from the conventional DA converter in that it has means for converting digital data converted into an analog voltage into high-level and low-level PWM pulse signals having a duty ratio corresponding to the value. There is no change. In the example shown in FIG.
The circuit that outputs the PWM pulse signal is in the ASIC 15, and the specific configuration is the pulse signal Vpwm shown in FIG. 4 described above.
Can be configured by the same means as the circuit for generating (a circuit including the counter 11 and the comparator 12). ASIC1
The pulse signal output from the terminal 5 is configured to be input by selecting a plurality of different low-pass filters, that is, filter circuits having time constants R1C and R2C by SW. The time constant of the R1C filter circuit of the pulse signal PWM1 is set large, and the time constant of the R2C filter circuit of the pulse signal PWM2 is set small.

【0012】PWM信号出力回路のデジタル設定データ(設
定によりデータを変化させる)に変化のない状態(定常
状態)で動作しているときは、ASIC15から、パル
ス信号PWM1のみ出力され、パルス信号PWM2の端子はHi-Z
状態とする。この状態では、ローパスフィルタの時定数
が大きいので、出力に発生するリップル電圧を抑制する
ことができる。デジタル設定データを変化させたとき
は、PWM1の端子をHi-Z状態にし、PWM2の端子を出力状態
にする。この状態では、ローパスフィルタの時定数が小
さいので、リップル電圧は大きくなるが、アナログ出力
電圧の応答を速くすることができる。時定数の小さいフ
ィルタを選択するSW操作から所定時間経った後、再び
PWM1の端子を出力状態にし、PWM2の端子をHi-Z状態に戻
し、時定数を大きくする。なお、出力状態を戻す時間
は、PWM2の時定数からアナログ電圧が充分応答すること
ができる時間を設定し、また設定時間を自由に変更でき
ることが望ましく、PWM信号のサイクル回数のカウント
などにより、制御動作を起こすようにする。上記の方法
ではPWM1の時定数を、要求されるリップル電圧が得られ
るよう大きく設定し、かつPWM2の時定数を要求されるア
ナログ電圧の応答速度が得られるよう小さく設定するこ
とを可とにする。このような設定により、デジタル設定
データ変更時の応答速度が早くなり、かつ定常状態では
リップルが小さいアナログ電圧波形となる。
When operating in a state (steady state) in which the digital setting data of the PWM signal output circuit (data is changed by setting) does not change (steady state), only the pulse signal PWM1 is output from the ASIC 15 and the pulse signal PWM2 Terminal is Hi-Z
State. In this state, the time constant of the low-pass filter is large, so that the ripple voltage generated at the output can be suppressed. When the digital setting data is changed, the PWM1 pin is set to the Hi-Z state and the PWM2 pin is set to the output state. In this state, since the time constant of the low pass filter is small, the ripple voltage becomes large, but the response of the analog output voltage can be speeded up. After a predetermined time has passed from the SW operation for selecting a filter with a small time constant,
Set the PWM1 pin to the output state and return the PWM2 pin to the Hi-Z state to increase the time constant. In addition, it is desirable to set the time for the analog voltage to respond sufficiently from the time constant of PWM2 for the time to return the output state, and it is desirable to be able to freely change the set time. Make it happen. In the above method, it is possible to set the time constant of PWM1 to a large value so that the required ripple voltage can be obtained, and to set the time constant of PWM2 to a small value so that the required response speed of the analog voltage can be obtained. . With such a setting, the response speed at the time of changing the digital setting data is fast, and the analog voltage waveform has a small ripple in the steady state.

【0013】また、リップル電圧はアナログ出力電圧に
対して±方向に発生し、パルス信号のH⇔Lの変化タイミ
ングでは平均アナログ電圧との差が大きい状態にあるた
め、SWのオン/オフ切換えのアナログ電圧の段差を少な
くし、ローパスフィルタの時定数を元通り大きくした直
後の平均アナログ電圧とデジタル設定データに応じたア
ナログ電圧との差を少なくするために、出力切換えは
H、L期間の中央部で行う方が良い。図2は、かかるPWM
1、PWM2信号出力の切り換えタイミングを説明するため
の図である。同図に示す例では、H期間の中央部で切り
換えを行っており、切り換え後にパルスのデューティ比
が変化している様子が示されている。なお、L期間の中
央部で行うようにしても良い。また、PWM1、PWM2信号に
ついては、異なる信号でも良いし、同一の信号であって
も良く、得ようとする変換特性により任意に変更し得る
ようにする。
Further, since the ripple voltage is generated in the ± direction with respect to the analog output voltage and the difference between the average analog voltage and the change timing of H⇔L of the pulse signal is large, the ON / OFF switching of the SW is performed. To reduce the step of the analog voltage and reduce the difference between the average analog voltage immediately after increasing the time constant of the low-pass filter and the analog voltage according to the digital setting data, the output switching is
It is better to do it in the central part of the H and L periods. Figure 2 shows such PWM
FIG. 3 is a diagram for explaining the switching timing of the PWM2 signal output. In the example shown in the figure, switching is performed in the central portion of the H period, and the state in which the duty ratio of the pulse is changed after switching is shown. In addition, you may make it perform in the central part of L period. The PWM1 and PWM2 signals may be different signals or the same signal, and can be arbitrarily changed according to the conversion characteristics to be obtained.

【0014】次に、第2発明の実施例に係わるDA変換
器について説明する。図3は、第2発明の実施例に係わ
るDA変換器を示す。本実施例のDA変換器も、アナロ
グ電圧へ変換されるデジタルデータをその値に応じたデ
ューティ比のハイレベル、ローレベルのPWMパルス信号
に変換する手段を有するという点で従来のDA変換器と
変わりがない。図3に示す例ではPWMパルス信号を出力
する回路は、ASIC15内にあり、具体的な構成は、
上述の図4に示すパルス信号Vpwmを発生する回路(カウ
ンタ11とコンパレータ12からなる回路)と同様の手
段により構成し得る。ASIC15の端子から出力され
るパルス信号PWM1は、ローパスフィルタ、即ちR1Cを
時定数とするフィルタ回路に入力されるように構成され
る。ここでは、パルス信号PWM1を平滑化するローパスフ
ィルタの時定数R1Cは大きく設定されている。ローパ
スフィルタの時定数R1Cを大きく設定しているので、
出力に生じるリップル電圧は小さい状態となる。しか
し、このローパスフィルタでは、上述の通り、アナログ
へ変換されるデジタル設定データの切り換え時には応答
性が悪くなる。
Next, a DA converter according to the second embodiment of the invention will be described. FIG. 3 shows a DA converter according to an embodiment of the second invention. The DA converter of the present embodiment is also different from the conventional DA converter in that it has means for converting the digital data converted into the analog voltage into the high-level and low-level PWM pulse signals having the duty ratio according to the value. There is no change. In the example shown in FIG. 3, the circuit that outputs the PWM pulse signal is in the ASIC 15, and the specific configuration is
It can be configured by the same means as the circuit (the circuit including the counter 11 and the comparator 12) for generating the pulse signal Vpwm shown in FIG. The pulse signal PWM1 output from the terminal of the ASIC 15 is configured to be input to a low-pass filter, that is, a filter circuit having R1C as a time constant. Here, the time constant R1C of the low-pass filter that smoothes the pulse signal PWM1 is set to a large value. Since the time constant R1C of the low pass filter is set large,
The ripple voltage generated at the output is small. However, with this low-pass filter, as described above, the responsiveness becomes poor when the digital setting data converted into analog is switched.

【0015】そこで、本例では、ASIC15内のパル
ス信号PWM1を生成する制御部において、切り換え時の所
定期間に、定常状態の動作、即ちデジタル設定データに
変化がなく、設定データに応じたデューティ比のPWMパ
ルス信号を出力する状態の動作、から強制的にH、Lのい
ずれかの信号をPWM1として出力させる動作状態へ動作を
変更して、応答性の悪化を防止する。つまり、デジタル
設定データを変化させ、設定データを大きくした時は
H、小さくした時はLを所定期間、強制的に出力する。と
ころで、H、Lを出力した時のアナログ電圧は、時定数を
関数とした指数関数で変化し、変更前の設定データに相
当するアナログ電圧とH or Lの駆動電圧との電位差と、
駆動時間で、アナログ電圧が変更後の設定データに相当
する電圧になるまでの時間が決まる。よって、所望の応
答時間にするための上記所定期間(Hor Lを強制的に出
力する期間)は、分かっている時定数、変更前データ、
変更後データから、MCLK何周期の期間にH or Lを出力す
れば、良いかを求めることにより、それを決めることが
できる。実施例としては、時定数、変更前データ、変更
後データに対するH or Lの出力期間(MCLKの周期数)の
データをTableデータとして用意し、動作時にTableデー
タを参照し、設定した期間、H or Lを出力する。
Therefore, in this example, in the control unit for generating the pulse signal PWM1 in the ASIC 15, the operation in the steady state, that is, the digital setting data does not change during the predetermined period at the time of switching, and the duty ratio corresponding to the setting data is changed. The operation is changed from the operation in which the PWM pulse signal is output to the operation state in which one of the H and L signals is forcibly output as PWM1 to prevent deterioration of responsiveness. In other words, when changing the digital setting data and increasing the setting data,
When H is decreased, L is forcibly output for a predetermined period. By the way, the analog voltage when outputting H and L changes with an exponential function that uses the time constant as a function, and the potential difference between the analog voltage corresponding to the setting data before the change and the driving voltage of H or L,
The driving time determines the time required for the analog voltage to reach the voltage corresponding to the changed setting data. Therefore, the above-mentioned predetermined period (the period in which Hor L is forcibly output) for achieving the desired response time is the known time constant, the data before change,
It can be determined by ascertaining how many cycles of MCLK the H or L should be output from the changed data. As an example, prepare the data of the H or L output period (number of MCLK cycles) for the time constant, pre-change data, and post-change data as Table data, and refer to the Table data during operation to set the H Outputs or L.

【0016】ここで、第2発明に係わる他の実施例を説
明する。上記で第2発明に係わる実施例として、図3に
示すようなPWM信号が1端子であるものを例示した。と
ころで、PWM信号が1端子であるときには、定常時に求
められるリップル電圧から時定数が決められ、時定数は
この値に固定されてしまうので、強制駆動時間の設定に
用いるTableデータを参照するための時定数も固定とな
る。こうした構成をとるとき、MCLKが変更されると、Ta
bleデータから取得される強制駆動時間はMCLKの周期数
で与えられるので、強制駆動時間に不整合が起きる。そ
こで、端子を分け、一つの端子は、定常時に生じるリッ
プル電圧を所望値に抑制すべく決められた時定数が設定
されたローパスフィルタへの端子とし、もう一つの端子
をH or L強制駆動時の時定数を設定しうる端子とする。
この構成は、図1に示したAD変換器における選択され
る2端子を持つローパスフィルタと同様の構成により実
施可能である。H or L強制駆動時に設定される時定数
は、この時定数と変更後の新たなMCLK周期との時間の比
を一定にするように、決めるようにする。このようにす
れば、MCLKを変えても、強制駆動時間の設定に用いるTa
bleデータを変更する必要がなく、MCLK条件の異なる装
置においても汎用的に使用することができるようにな
る。このように、第2発明においても、アナログへ変換
されるデジタル値の切り換え時にも応答性が良く、切り
換え後にリップルを抑制し安定した出力が可能なDA変
換器を提供することが可能になる。
Now, another embodiment according to the second invention will be described. As the embodiment according to the second invention, the PWM signal having one terminal as shown in FIG. 3 has been illustrated above. By the way, when the PWM signal has one terminal, the time constant is determined from the ripple voltage obtained in the steady state, and the time constant is fixed at this value. Therefore, refer to the table data used to set the forced drive time. The time constant is also fixed. In such a configuration, if MCLK is changed, Ta
Since the forced drive time obtained from the ble data is given by the number of MCLK cycles, the forced drive time is inconsistent. Therefore, separate the terminals, one terminal for the low-pass filter with the time constant set to suppress the ripple voltage generated during steady state to the desired value, and the other terminal for H or L forced drive. The terminal for which the time constant of can be set.
This structure can be implemented by the same structure as the low-pass filter having two terminals to be selected in the AD converter shown in FIG. The time constant set during H or L forced drive is determined so that the time ratio between this time constant and the new MCLK cycle after the change is constant. In this way, even if MCLK is changed, Ta used for setting the forced drive time
The ble data does not need to be changed, and it can be used universally in devices with different MCLK conditions. As described above, also in the second aspect of the invention, it is possible to provide a DA converter that has a good responsiveness even when the digital value converted to analog is switched, suppresses ripples after switching, and is capable of stable output.

【0017】[0017]

【発明の効果】(1) 請求項1の発明に対応する効果 アナログ電圧へ変換されるデジタル設定データの切換え
時、PWMパルス信号の入力をスイッチによりオン/オフ
制御することで、時定数の小さいローパスフィルタを選
択して、リップルは大きいがアナログ電圧の応答速度が
速い状態とし、デジタル設定データに応じたアナログ電
圧に応答する所定の期間後に、再び時定数の大きいロー
パスフィルタを選択して、リップルが少ない状態とする
ことで、両方の動作状態が必要な装置に利用したときの
パフォーマンスの向上を図ることが可能になる。 (2) 請求項2の発明に対応する効果 上記(1)の効果に加え、PWMパルス信号の入力をオン
/オフするスイッチをパルス信号の3ステート出力で実
現することで、安価に本DA変換器を提供することが可
能になる。 (3) 請求項3の発明に対応する効果 上記(1)、(2)の効果に加え、PWMパルス信号入力
のスイッチによるオン/オフをハイレベルまたはローレ
ベルの途中のタイミングで行うことで、スイッチのオン
/オフ切換えのアナログ電圧の段差を少なくし、RCフ
ィルタの時定数を元通り大きくした直後のアナログ電圧
とデジタル設定データに応じたアナログ電圧との差を少
なくし、特性を安定化することが可能になる。
(1) Effect corresponding to the invention of claim 1 At the time of switching the digital setting data converted into the analog voltage, the PWM pulse signal input is turned on / off by the switch, so that the time constant is small. Select a low-pass filter so that the ripple is large but the response speed of the analog voltage is fast, and after a predetermined period of responding to the analog voltage according to the digital setting data, select a low-pass filter with a large time constant again to By reducing the number of states, it is possible to improve the performance when used in a device that requires both operating states. (2) Effect corresponding to the invention of claim 2 In addition to the effect of (1) above, by implementing the switch for turning on / off the input of the PWM pulse signal with the 3-state output of the pulse signal, the DA conversion is inexpensively performed. It becomes possible to provide a container. (3) Effect corresponding to the invention of claim 3 In addition to the effects of (1) and (2) above, by performing on / off by a switch of the PWM pulse signal input at a timing midway between high level and low level, Stabilize the characteristics by reducing the step of the analog voltage when switching the switch on / off and reducing the difference between the analog voltage immediately after the time constant of the RC filter was increased and the analog voltage according to the digital setting data. It will be possible.

【0018】(4) 請求項4,5の発明に対応する効
果 アナログ電圧へ変換されるデジタル設定データの切換え
時、データの変化に応じた期間、ハイレベル又はローレ
ベルのパルス信号を強制的に出力することにより、定常
状態におけるリップルを抑制するために時定数の小さい
ローパスフィルタを用いた場合でも、アナログ電圧の応
答速度が速くすることができるので、両方の動作状態が
必要な装置に利用したときのパフォーマンスの向上を図
ることが可能になる。また、ハイレベル又はローレベル
のパルス信号の強制出力期間とローパスフィルタの時定
数を所定の関係にするため手段を備えたので、マスター
クロックが変更されても、データの整合性を保つことが
でき、汎用性を与えることが可能になる。
(4) Effects corresponding to claims 4 and 5 When switching digital setting data converted into an analog voltage, a high-level or low-level pulse signal is forcibly forced for a period corresponding to the change in the data. Even if a low-pass filter with a small time constant is used to suppress the ripple in the steady state by outputting, the response speed of the analog voltage can be increased, so it was used for devices that require both operating states. It is possible to improve the performance at the time. Further, since the means for making the forced output period of the high-level or low-level pulse signal and the time constant of the low-pass filter have a predetermined relationship, the data consistency can be maintained even if the master clock is changed. , It becomes possible to give versatility.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 第1発明の実施例に係わるDA変換器を示
す。
FIG. 1 shows a DA converter according to an embodiment of the first invention.

【図2】 PWMパルス出力の切り換えタイミングを説明
するための図である。
FIG. 2 is a diagram for explaining a switching timing of PWM pulse output.

【図3】 第2発明の実施例に係わるDA変換器を示
す。
FIG. 3 shows a DA converter according to an embodiment of the second invention.

【図4】 デジタルデータをPWMパルスに変換する方式
のDA変換器の一般的な例を示す。
FIG. 4 shows a general example of a DA converter that converts digital data into PWM pulses.

【図5】 DSETに応じたデューティ比のPWMパルス(コ
ンパレータ出力Vpmw)を示す。
FIG. 5 shows a PWM pulse (comparator output Vpmw) having a duty ratio according to DSET.

【図6】 リップルを抑制する従来のPWMパルス分割方
式を説明するための図である。
FIG. 6 is a diagram for explaining a conventional PWM pulse division method for suppressing ripples.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11…カウンタ、 12…コンパレー
タ、15…ASIC C…コンデン
サ、R,R1,R2…抵抗。
11 ... Counter, 12 ... Comparator, 15 ... ASIC C ... Capacitor, R, R1, R2 ... Resistor.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 アナログ電圧へ変換されるデジタルデー
タをその値に応じたデューティ比のハイレベル、ローレ
ベルのパルス信号に変換する手段と、該パルス信号を入
力とする複数の異なるローパスフィルタと、アナログ出
力電圧を選択するために該複数のローパスフィルタへの
前記パルス信号の入力をオン/オフするスイッチを備え
たことを特徴とするDA変換器。
1. A means for converting digital data converted into an analog voltage into pulse signals of high level and low level having a duty ratio according to the value, and a plurality of different low pass filters having the pulse signal as an input. A DA converter comprising a switch for turning on / off the input of the pulse signal to the plurality of low-pass filters in order to select an analog output voltage.
【請求項2】 請求項1に記載されたDA変換器におい
て、前記パルス信号が3ステート出力であることを特徴
とするDA変換器。
2. The DA converter according to claim 1, wherein the pulse signal is a 3-state output.
【請求項3】 請求項1又は2に記載されたDA変換器
において、前記スイッチをオン/オフするタイミングを
ハイレベル又はローレベル期間の途中としたことを特徴
とするDA変換器。
3. The DA converter according to claim 1, wherein the timing for turning on / off the switch is in the middle of a high level or low level period.
【請求項4】 アナログ電圧へ変換されるデジタルデー
タをその値に応じたデューティ比のハイレベル、ローレ
ベルのパルス信号に変換する手段と、前記デジタルデー
タの切換え時にデータの変化に応じた期間、ハイレベル
又はローレベルのパルス信号を強制的に出力する手段
と、前記変換手段及び前記強制出力手段からのパルス信
号を入力とするローパスフィルタと、前記デジタルデー
タの変化に対応して設定する期間データのテーブルを備
えたことを特徴とするDA変換器。
4. A means for converting digital data converted into an analog voltage into pulse signals of high level and low level having a duty ratio according to the value, and a period corresponding to the change of the data at the time of switching the digital data, Means for forcibly outputting a high-level or low-level pulse signal, a low-pass filter that receives the pulse signal from the conversion means and the forcible output means, and period data that is set in response to changes in the digital data DA converter characterized by having a table of.
【請求項5】 請求項4に記載されたDA変換器におい
て、前記強制出力手段の出力期間とローパスフィルタの
時定数を所定の関係にするための選択手段を備えたこと
を特徴とするDA変換器。
5. The DA converter according to claim 4, further comprising selection means for making the output period of the forced output means and the time constant of the low-pass filter have a predetermined relationship. vessel.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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TWI634752B (en) * 2016-02-19 2018-09-01 Azbil Corporation Filter time constant changing circuit and digital-to-analog (D / A) conversion circuit
CN112671410A (en) * 2020-12-29 2021-04-16 珠海禅光科技有限公司 Method based on PWM analog DAC function, digital-to-analog conversion circuit and storage medium

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