JP2010166458A - D/a変換回路 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】10個の抵抗rを5Vref/4の端子と接地との間に直列接続した直列抵抗回路と、該直列抵抗回路の所定の各抵抗rの接続点に接続され入力データの上位2ビットの値に応じてオン/オフ制御される6個のスイッチからなる上位2ビット側スイッチ群と、前記直列抵抗回路の所定の各抵抗rの接続点に接続され入力データの下位2ビットの値に応じてオン/オフ制御される6個のスイッチからなる下位2ビット側スイッチ群と、上位2ビット側スイッチ群の出力電圧V1と下位2ビット側スイッチ群の出力電圧V2とを入力して前者から後者を減算増幅する減算増幅回路とを備える。出力電圧V1の範囲は、出力電圧V2の範囲よりも広くする。出力電V1,V2の最低電圧は接地電位よりも高くする。出力電圧V1の最高電圧は出力電圧V2の最高電圧よりも高くする。
【選択図】図1
Description
請求項2にかかる発明は、請求項1に記載のD/A変換回路において、前記上位ビット側スイッチ群の出力電圧の分解能と、前記下位ビット側スイッチ群の出力電圧の分解能が同じであり、且つ、前記下位ビット側スイッチ群の出力電圧の分解能における電圧差が、前記上位ビット側スイッチ群の出力電圧の分解能における電圧差より小さいことを特徴とする。
請求項3にかかる発明は、請求項1又は2に記載のD/A変換回路において、前記上位ビット側スイッチ群が、上位ビット側の各ビットでオン/オフ制御されるスイッチのツリー接続構造からなり、前記下位ビット側スイッチ群が、下位ビット側の各ビットでオン/オフ制御されるスイッチのツリー接続構造からなることを特徴とする。
請求項4にかかる発明は、請求項1又は2に記載のD/A変換回路において、前記上位ビット側スイッチ群が、片端が前記直列抵抗回路の各接続点に接続され他端が共通接続されて出力電圧側となる複数のスイッチからなり、その内の1つが、前記上位側ビットをデコードした結果によってオンされ、前記下位ビット側スイッチ群が、片端が前記直列抵抗回路の各接続点に接続され他端が共通接続されて出力電圧側となる複数のスイッチからなり、その内の1つが、前記下位側ビットをデコードした結果によってオンされるようにしたことを特徴とする。
請求項5にかかる発明のD/A変換回路は、複数の抵抗を電圧端子と接地との間に直列接続した直列抵抗回路と、該直列抵抗回路の所定の各抵抗接続点に接続され入力データの上位ビットの値に応じてオン/オフ制御される複数のスイッチからなる上位ビット側スイッチ群と、前記直列抵抗回路の所定の各抵抗接続点に接続され入力データの中位ビットの値に応じてオン/オフ制御される複数のスイッチからなる中位ビット側スイッチ群と、前記直列抵抗回路の所定の各抵抗接続点に接続され入力データの下位ビットの値に応じてオン/オフ制御される複数のスイッチからなる下位ビット側スイッチ群と、前記上位ビット側スイッチ群の出力電圧と前記中位ビット側スイッチ群の出力電圧と前記下位ビット側スイッチ群の出力電圧とを入力して、前者から後2者を減算増幅する減算増幅回路とを備え、前記上位ビット側スイッチ群の出力電圧の範囲は、前記中位ビット側スイッチ群の出力電圧および前記下位ビット側スイッチ群の出力電圧の範囲よりも広く、前記上位ビット側スイッチ群、前記下位ビット側スイッチ群、および前記中位ビット側スイッチ群のそれぞれの出力電圧の最低電圧は、接地電位よりも高く、前記上位ビット側スイッチ群の出力電圧の最高電圧は、前記中位ビット側スイッチ群および前記下位ビット側スイッチ群のそれぞれの最高電圧よりも高いことを特徴とする。
請求項6にかかる発明は、請求項5に記載のD/A変換回路において、前記上位ビット側スイッチ群の出力電圧の分解能と、前記中位ビット側スイッチ群の出力電圧の分解能と、前記下位ビット側スイッチ群の出力電圧の分解能が同じであり、且つ、前記下位ビット側スイッチ群および前記中位ビット側スイッチ群の出力電圧の分解能における電圧差が、前記上位ビット側スイッチ群の出力電圧の分解能における電圧差より小さいことを特徴とする。
請求項7にかかる発明は、請求項5又は6に記載のD/A変換回路において、前記上位ビット側スイッチ群が、上位ビット側の各ビットでオン/オフ制御されるスイッチのツリー接続構造からなり、前記中位ビット側スイッチ群が、中位ビット側の各ビットでオン/オフ制御されるスイッチのツリー接続構造からなり、前記下位ビット側スイッチ群が、下位ビット側の各ビットでオン/オフ制御されるスイッチのツリー接続構造からなることを特徴とする。
請求項8にかかる発明は、請求項5又は6に記載のD/A変換回路において、前記上位ビット側スイッチ群が、片端が前記直列抵抗回路の各接続点に接続され他端が共通接続されて出力電圧側となる複数のスイッチからなり、その内の1つが、前記上位側ビットをデコードした結果によってオンされ、前記中位ビット側スイッチ群が、片端が前記直列抵抗回路の各接続点に接続され他端が共通接続されて出力電圧側となる複数のスイッチからなり、その内の1つが、前記中位側ビットをデコードした結果によってオンされ、前記下位ビット側スイッチ群が、片端が前記直列抵抗回路の各接続点に接続され他端が共通接続されて出力電圧側となる複数のスイッチからなり、その内の1つが、前記下位側ビットをデコードした結果によってオンされるようにしたことを特徴とする。
図1は本発明の第1の実施例の4ビットのD/A変換回路を示す図である。抵抗ストリングスは、10個の抵抗rを5Vref/4の電源端子と接地GNDとの間に直列接続した直列抵抗回路からなる。前記した抵抗Rとrの関係は、R=2rである。
電圧V2の値が大きくなることは、減算する値が大きくなることであるが、これに対応するように、上位2ビット側スイッチ群の電圧V1の最大値が、5Vref/4のように、下位2ビット側スイッチ群の電圧V2の最大値Vrefよりも高く設定されている。そして、式(5)に示すように電圧V2は1/2になるので、正常な減算が行われる。図2(b)に図1のD/A変換回路の変換特性を示した。
図4に、本発明の第2の実施例の6ビットのD/A変換回路を示す。10個の抵抗rからなる抵抗ストリングスは図1と同じである。ここでは、入力ビット数を上位2ビット、中位2ビット、下位2ビットに3分割する。そして、スイッチS1,S1B,S2,S2Bで電圧V1を出力する上位2ビット側スイッチ群を構成し、スイッチS3,S3B,S4,S4bで電圧V2を出力する中位2ビット側スイッチ群を構成し、スイッチS5,S5B,S6,S6Bで電圧V3を出力する下位2ビット側スイッチ群を構成する。電圧V1はバッファBUF1に、電圧V2はバッファBUF2に、電圧V3はバッファBUF3にそれぞれ入力する。そして、このバッファBUF1〜BUF3と抵抗R1〜R5によって、減算増幅回路を構成し、その出力電圧をVoutとする。この出力電圧Voutは、
で表される。
BUF1,BUF2,BUF3,BUF11,BUF12:バッファ
Claims (8)
- 複数の抵抗を電圧端子と接地との間に直列接続した直列抵抗回路と、該直列抵抗回路の所定の各抵抗接続点に接続され入力データの上位ビットの値に応じてオン/オフ制御される複数のスイッチからなる上位ビット側スイッチ群と、前記直列抵抗回路の所定の各抵抗接続点に接続され入力データの下位ビットの値に応じてオン/オフ制御される複数のスイッチからなる下位ビット側スイッチ群と、前記上位ビット側スイッチ群の出力電圧と前記下位ビット側スイッチ群の出力電圧とを入力して前者から後者を減算増幅する減算増幅回路とを備え、
前記上位ビット側スイッチ群の出力電圧の範囲は、前記下位ビット側スイッチ群の出力電圧の範囲よりも広く、
前記上位ビット側スイッチ群および前記下位ビット側スイッチ群の出力電圧の最低電圧は、接地電位よりも高く、
前記上位ビット側スイッチ群の出力電圧の最高電圧は、前記下位ビット側スイッチ群の出力電圧の最高電圧よりも高いことを特徴とするD/A変換回路。 - 請求項1に記載のD/A変換回路において、
前記上位ビット側スイッチ群の出力電圧の分解能と、前記下位ビット側スイッチ群の出力電圧の分解能が同じであり、
且つ、前記下位ビット側スイッチ群の出力電圧の分解能における電圧差が、前記上位ビット側スイッチ群の出力電圧の分解能における電圧差より小さいことを特徴とするD/A変換回路。 - 請求項1又は2に記載のD/A変換回路において、
前記上位ビット側スイッチ群が、上位ビット側の各ビットでオン/オフ制御されるスイッチのツリー接続構造からなり、
前記下位ビット側スイッチ群が、下位ビット側の各ビットでオン/オフ制御されるスイッチのツリー接続構造からなることを特徴とするD/A変換回路。 - 請求項1又は2に記載のD/A変換回路において、
前記上位ビット側スイッチ群が、片端が前記直列抵抗回路の各接続点に接続され他端が共通接続されて出力電圧側となる複数のスイッチからなり、その内の1つが、前記上位側ビットをデコードした結果によってオンされ、
前記下位ビット側スイッチ群が、片端が前記直列抵抗回路の各接続点に接続され他端が共通接続されて出力電圧側となる複数のスイッチからなり、その内の1つが、前記下位側ビットをデコードした結果によってオンされるようにしたことを特徴とするD/A変換回路。 - 複数の抵抗を電圧端子と接地との間に直列接続した直列抵抗回路と、該直列抵抗回路の所定の各抵抗接続点に接続され入力データの上位ビットの値に応じてオン/オフ制御される複数のスイッチからなる上位ビット側スイッチ群と、前記直列抵抗回路の所定の各抵抗接続点に接続され入力データの中位ビットの値に応じてオン/オフ制御される複数のスイッチからなる中位ビット側スイッチ群と、前記直列抵抗回路の所定の各抵抗接続点に接続され入力データの下位ビットの値に応じてオン/オフ制御される複数のスイッチからなる下位ビット側スイッチ群と、前記上位ビット側スイッチ群の出力電圧と前記中位ビット側スイッチ群の出力電圧と前記下位ビット側スイッチ群の出力電圧とを入力して、前者から後2者を減算増幅する減算増幅回路とを備え、
前記上位ビット側スイッチ群の出力電圧の範囲は、前記中位ビット側スイッチ群の出力電圧および前記下位ビット側スイッチ群の出力電圧の範囲よりも広く、
前記上位ビット側スイッチ群、前記下位ビット側スイッチ群、および前記中位ビット側スイッチ群のそれぞれの出力電圧の最低電圧は、接地電位よりも高く、
前記上位ビット側スイッチ群の出力電圧の最高電圧は、前記中位ビット側スイッチ群および前記下位ビット側スイッチ群のそれぞれの最高電圧よりも高いことを特徴とするD/A変換回路。 - 請求項5に記載のD/A変換回路において、
前記上位ビット側スイッチ群の出力電圧の分解能と、前記中位ビット側スイッチ群の出力電圧の分解能と、前記下位ビット側スイッチ群の出力電圧の分解能が同じであり、
且つ、前記下位ビット側スイッチ群および前記中位ビット側スイッチ群の出力電圧の分解能における電圧差が、前記上位ビット側スイッチ群の出力電圧の分解能における電圧差より小さいことを特徴とするD/A変換回路。 - 請求項5又は6に記載のD/A変換回路において、
前記上位ビット側スイッチ群が、上位ビット側の各ビットでオン/オフ制御されるスイッチのツリー接続構造からなり、
前記中位ビット側スイッチ群が、中位ビット側の各ビットでオン/オフ制御されるスイッチのツリー接続構造からなり、
前記下位ビット側スイッチ群が、下位ビット側の各ビットでオン/オフ制御されるスイッチのツリー接続構造からなることを特徴とするD/A変換回路。 - 請求項5又は6に記載のD/A変換回路において、
前記上位ビット側スイッチ群が、片端が前記直列抵抗回路の各接続点に接続され他端が共通接続されて出力電圧側となる複数のスイッチからなり、その内の1つが、前記上位側ビットをデコードした結果によってオンされ、
前記中位ビット側スイッチ群が、片端が前記直列抵抗回路の各接続点に接続され他端が共通接続されて出力電圧側となる複数のスイッチからなり、その内の1つが、前記中位側ビットをデコードした結果によってオンされ、
前記下位ビット側スイッチ群が、片端が前記直列抵抗回路の各接続点に接続され他端が共通接続されて出力電圧側となる複数のスイッチからなり、その内の1つが、前記下位側ビットをデコードした結果によってオンされるようにしたことを特徴とするD/A変換回路。
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