JP2014160990A - D/a converter and delta-sigma d/a converter - Google Patents

D/a converter and delta-sigma d/a converter Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a low distortion and high S/N ratio D/A converter.SOLUTION: During a first period, each input segment unit (IU1m (m=1-N)) outputs current signals depending on input digital data (Dm), and terminals (Iout+, Iout-) are connected to an inverting input terminal and a non-inverting input terminal of a differential operational amplifier (100) and the terminals (Iout+, Iout-) are disconnected from each other to produce differential analog signals that are the sums of the current signals output from each input segment unit. During a second period, the current signal outputs are stopped, the terminals (Iout+, Iout-) are disconnected from the inverting input terminal and non-inverting input terminal of the differential operational amplifier (100) and the terminals (Iout+, Iout-) are connected to each other, so that capacitive elements (Cfb1, Cfb2) connected between a non-inverting output terminal and the inverting input terminal and between an inverting output terminal and the non-inverting input terminal of the differential operational amplifier (100) hold signal values of the differential analog signals at the same values as in the first period.

Description

本発明は、与えられたデジタル信号をアナログ信号に変換するD/A(デジタル/アナログ)変換器およびデルタシグマ型D/A変換器であって、低歪み、高S/N比のアナログ信号を出力するD/A変換器およびデルタシグマ型D/A変換器に関する。   The present invention relates to a D / A (digital / analog) converter and a delta-sigma type D / A converter for converting a given digital signal into an analog signal, which is an analog signal having a low distortion and a high S / N ratio. The present invention relates to an output D / A converter and a delta-sigma D / A converter.

従来、多ビットのデジタル信号に対して、ダイナミック・エレメント・マッチング処理を行う処理部と、当該処理部でダイナミック・エレメント・マッチング処理されたデジタル信号の各ビットに対応した複数の素子を作動させてアナログ信号を出力するD/A変換器とを備えた、マルチビット型のD/A変換器が提案されている(例えば特許文献1参照。)。   Conventionally, a processing unit that performs dynamic element matching processing on a multi-bit digital signal and a plurality of elements corresponding to each bit of the digital signal subjected to dynamic element matching processing by the processing unit are operated. A multi-bit D / A converter including a D / A converter that outputs an analog signal has been proposed (see, for example, Patent Document 1).

このようなマルチビット型のD/A変換器においては、例えば図7に示す回路構成を有するD/A変換器(50)が用いられている。
このD/A変換器(50)は、入力段(51)と出力段(52)とを含む。
入力段(51)は、複数の入力セグメントユニット(IU51〜IU5N)を備える。これら入力セグメントユニット(IU51〜IU5N)は同一構成を有するため、ここでは、入力セグメントユニット(IU5m(m=1〜N))についてその構成を説明する。
In such a multi-bit D / A converter, for example, a D / A converter (50) having a circuit configuration shown in FIG. 7 is used.
The D / A converter (50) includes an input stage (51) and an output stage (52).
The input stage (51) includes a plurality of input segment units (IU51 to IU5N). Since these input segment units (IU51 to IU5N) have the same configuration, the configuration of the input segment unit (IU5m (m = 1 to N)) will be described here.

入力セグメントユニット(IU5m)は、一端が基準電圧源(VREFP)に接続された電流源(IPm)と、一端が基準電圧源(VREFN)(図7に示すD/A変換器(50)の場合には接地電位)に接続された電流源(INm)と、電流源(IPm)の他端と入力セグメントユニット(IU5m)の一方の出力端子である端子(Iout+)とを接続または切断する入力スイッチ(SAm)と、電流源(IPm)の他端と入力セグメントユニット(IU5m)の他方の出力端子である端子(Iout−)とを接続または切断する入力スイッチ(SBm)と、電流源(INm)の他端と端子(Iout−)とを接続または切断する入力スイッチ(SCm)と、電流源(INm)の他端と端子(Iout+)とを接続または切断する入力スイッチ(SDm)と、を備える。   In the input segment unit (IU5m), one end is a current source (IPm) connected to a reference voltage source (VREFP) and one end is a reference voltage source (VREFN) (D / A converter (50) shown in FIG. 7) Input switch that connects or disconnects the current source (INm) connected to the ground potential, the other end of the current source (IPm), and the terminal (Iout +) that is one output terminal of the input segment unit (IU5m). (SAm), an input switch (SBm) for connecting or disconnecting the other end of the current source (IPm) and the other output terminal (Iout−) of the input segment unit (IU5m), and a current source (INm) An input switch (SCm) for connecting or disconnecting the other end of the current source and the terminal (Iout−), and an input switch for connecting or disconnecting the other end of the current source (INm) and the terminal (Iout +). Comprising Tsu and switch (SDm), the.

電流源(IPm)および電流源(INm)は、それぞれ互いに極性が異なる電流値の等しい電流を供給する。
入力スイッチ(SAm)および(SCm)は、各入力セグメントユニット(IU51〜IU5N)に対応して与えられた入力デジタルデータ(Dm)に応じて動作する。入力スイッチ(SBm)および(SDm)は、与えられた入力デジタルデータの反転信号(DmB)に応じて動作する。
そして、複数の入力セグメントユニット(IU51〜IU5N)の端子(Iout+)同士、また端子(Iout−)同士は、それぞれ共通に接続されている。
The current source (IPm) and the current source (INm) supply currents having the same current value but different polarities.
The input switches (SAm) and (SCm) operate in accordance with input digital data (Dm) provided corresponding to each input segment unit (IU51 to IU5N). The input switches (SBm) and (SDm) operate according to the inverted signal (DmB) of the applied input digital data.
The terminals (Iout +) and the terminals (Iout−) of the plurality of input segment units (IU51 to IU5N) are connected in common.

出力段(52)は、端子(Iout+)と共通に接続された反転入力端子、端子(Iout−)と共通に接続された非反転入力端子、非反転出力端子(Vout+)、および反転出力端子(Vout−)を有し、差動アナログ信号を出力する差動オペアンプ(500)を備える。さらに、出力段(52)は、端子(Iout+)と差動オペアンプ(500)の非反転出力端子(Vout+)との間に接続された容量素子(Cfb1)と、端子(Iout−)と差動オペアンプ(500)の反転出力端子(Vout−)との間に接続された容量素子(Cfb2)と、端子(Iout+)と差動オペアンプ(500)の非反転出力端子(Vout+)との間に容量素子(Cfb1)と並列に接続された抵抗素子(Rfb1)と、端子(Iout−)と差動オペアンプ(500)の反転出力端子(Vout−)との間に容量素子(Cfb2)と並列に接続された抵抗素子(Rfb2)と、を備える。   The output stage (52) includes an inverting input terminal commonly connected to the terminal (Iout +), a non-inverting input terminal commonly connected to the terminal (Iout−), a non-inverting output terminal (Vout +), and an inverting output terminal ( And a differential operational amplifier (500) that outputs a differential analog signal. Further, the output stage (52) includes a capacitive element (Cfb1) connected between the terminal (Iout +) and the non-inverting output terminal (Vout +) of the differential operational amplifier (500), and a differential between the terminal (Iout−) and the output stage (52). A capacitor (Cfb2) connected between the inverting output terminal (Vout−) of the operational amplifier (500) and a capacitor between the terminal (Iout +) and the non-inverting output terminal (Vout +) of the differential operational amplifier (500). A resistance element (Rfb1) connected in parallel to the element (Cfb1), and a capacitor (Cfb2) connected in parallel between the terminal (Iout−) and the inverting output terminal (Vout−) of the differential operational amplifier (500) A resistance element (Rfb2).

ここで、入力セグメントユニット(IU51〜IU5N)において、一端が基準電圧源(VREFP)に接続された電流源(IP1〜IPN)の他端と端子(Iout+)とを接続及び切断する入力スイッチ(SA1〜SAN)は、入力デジタルデータ(D1〜DN)の極性が「+1」の時にはオン状態となって電流源(IP1〜IPN)の他端と端子(Iout+)とを接続し、入力デジタルデータ(D1〜DN)の極性が「−1」の時にはオフ状態となって電流源(IP1〜IPN)の他端と端子(Iout+)とを切断する。   Here, in the input segment unit (IU51 to IU5N), an input switch (SA1) for connecting and disconnecting the other end of the current source (IP1 to IPN) and one terminal (Iout +), one end of which is connected to the reference voltage source (VREFP). ˜SAN) is turned on when the polarity of the input digital data (D1 to DN) is “+1”, and connects the other end of the current source (IP1 to IPN) and the terminal (Iout +) to input digital data ( When the polarity of D1 to DN) is “−1”, it is turned off and the other end of the current source (IP1 to IPN) and the terminal (Iout +) are disconnected.

一方、一端が基準電圧源(VREFP)に接続された電流源(IP1〜IPN)の他端と端子(Iout−)とを接続及び切断する入力スイッチ(SB1〜SBN)は、入力デジタルデータ(D1〜DN)の反転信号(D1B〜DNB)の極性が「+1」の時にはオン状態となって電流源(IP1〜IPN)の他端と端子(Iout−)とを接続し、入力デジタルデータの反転信号(D1B〜DNB)の極性が「−1」の時にはオフ状態となって電流源(IP1〜IPN)の他端と端子(Iout−)とを切断する。   On the other hand, the input switches (SB1 to SBN) for connecting and disconnecting the other end of the current source (IP1 to IPN) and the terminal (Iout−) having one end connected to the reference voltage source (VREFP) are input digital data (D1). To DN) when the polarity of the inversion signal (D1B to DNB) is “+1”, the signal is turned on and the other end of the current source (IP1 to IPN) is connected to the terminal (Iout−) to invert the input digital data. When the polarity of the signals (D1B to DNB) is “−1”, the signal is turned off and the other end of the current sources (IP1 to IPN) and the terminal (Iout−) are disconnected.

また、入力セグメントユニット(IU51〜IU5N)において、一端が基準電圧源(VREFN)に接続された電流源(IN1〜INN)の他端と端子(Iout−)とを接続及び切断する入力スイッチ(SC1〜SCN)は、入力デジタルデータ(D1〜DN)の極性が「+1」の時にはオン状態となって電流源(IN1〜INN)の他端と端子(Iout−)とを接続し、入力デジタルデータ(D1〜DN)の極性が「−1」の時にはオフ状態となって電流源(IN1〜INN)の他端と端子(Iout−)とを切断する。   Further, in the input segment unit (IU51 to IU5N), an input switch (SC1) for connecting and disconnecting the other end of the current source (IN1 to INN) having one end connected to the reference voltage source (VREFN) and the terminal (Iout−). ˜SCN) is turned on when the polarity of the input digital data (D1 to DN) is “+1”, and connects the other end of the current source (IN1 to INN) and the terminal (Iout−) to input digital data. When the polarity of (D1 to DN) is “−1”, it is turned off and the other end of the current source (IN1 to INN) and the terminal (Iout−) are disconnected.

一方、一端が基準電圧源(VREFN)に接続された電流源(IN1〜INN)の他端と端子(Iout+)とを接続及び切断する入力スイッチ(SD1〜SDN)は、入力デジタルデータ(D1〜DN)の反転信号(D1B〜DNB)の極性が「+1」の時にはオン状態となって電流源(IN1〜INN)の他端と端子(Iout+)とを接続し、反転信号(D1B〜DNB)の極性が「−1」の時にはオフ状態となって電流源(IN1〜INN)の他端と端子(Iout+)とを切断する。   On the other hand, the input switches (SD1 to SDN) for connecting and disconnecting the other end of the current source (IN1 to INN) and the terminal (Iout +) whose one end is connected to the reference voltage source (VREFN) are input digital data (D1 to DDN). When the polarity of the inverted signal (D1B to DNB) of “DN” is “+1”, the signal is turned on to connect the other end of the current source (IN1 to INN) and the terminal (Iout +), and the inverted signal (D1B to DNB). When the polarity is “−1”, the current source (IN1 to INN) is disconnected from the other end and the terminal (Iout +).

次に、図7に示すD/A変換器(50)の動作を説明する。
複数の入力セグメントユニット(IU51〜IU5N)において、ユニット毎に与えられた入力デジタルデータ(D1〜DN)と入力デジタルデータの反転信号(D1B〜DNB)とに応じて、入力デジタルデータ(D1〜DN)に応じて動作する入力スイッチ(SA1〜SAN)と入力スイッチ(SC1〜SCN)とのペアと、反転信号(D1B〜DNB)に応じて動作する入力スイッチ(SB1〜SBN)と入力スイッチ(SD1〜SDN)とのペアのうち、いずれか一方のペアはオン状態となり他方のペアはオフ状態となる。これにより、複数の入力セグメントユニット(IU51〜IU5N)はそれぞれ、端子(Iout+)および端子(Iout−)に電流を出力し、出力段(52)において差動オペアンプ(500)は、各入力セグメントユニット(IU51〜IU5N)から出力される電流の和に応じた端子(Iout+)および端子(Iout−)の電流を入力し、差動アナログ信号を出力する。
Next, the operation of the D / A converter (50) shown in FIG. 7 will be described.
In the plurality of input segment units (IU51 to IU5N), the input digital data (D1 to DN) is determined according to the input digital data (D1 to DN) and the inverted signals (D1B to DNB) of the input digital data given to each unit. ) In response to a pair of input switches (SA1 to SAN) and input switches (SC1 to SCN), and input switches (SB1 to SBN) and input switches (SD1) to operate in response to inverted signals (D1B to DNB). ˜SDN), one of the pairs is turned on and the other pair is turned off. Thereby, each of the plurality of input segment units (IU51 to IU5N) outputs current to the terminal (Iout +) and the terminal (Iout−), and in the output stage (52), the differential operational amplifier (500) is connected to each input segment unit. The terminal (Iout +) and terminal (Iout−) currents corresponding to the sum of the currents output from (IU51 to IU5N) are input, and a differential analog signal is output.

図8に、図7に示す従来のD/A変換器(50)が持つ課題を説明するための図を示す。
ここでは簡単のため入力セグメントユニット(IU51)にのみ注目する。
なお、図8において、(a)は基準クロック(CLK)、(b)は入力デジタルデータ(D1)、(c)は入力デジタルデータの反転信号(D1B)、(d)は入力セグメントユニット(IU51)から端子(Iout+)に出力される電流の、立ち上がり時間と立ち下がり時間とがゼロである場合の理想的な電流波形(Iout+(A))、(e)は入力セグメントユニット(IU51)から端子(Iout+)に出力される電流の実際の電流波形(Iout+(B))、(f)は後述のRTZ方式を採用した場合の、入力セグメントユニット(IU51)から端子(Iout+)に出力される電流波形(Iout+(C))を表す。
FIG. 8 is a diagram for explaining the problems of the conventional D / A converter (50) shown in FIG.
Here, for simplicity, only the input segment unit (IU 51) is focused.
In FIG. 8, (a) is a reference clock (CLK), (b) is input digital data (D1), (c) is an inverted signal (D1B) of the input digital data, and (d) is an input segment unit (IU51). ) From the input segment unit (IU51) to the ideal current waveform (Iout + (A)) and (e) when the rise time and the fall time of the current output from the input segment unit (IU51) are zero. The actual current waveform (Iout + (B)) and (f) of the current output to (Iout +) is the current output from the input segment unit (IU51) to the terminal (Iout +) when the RTZ method described later is adopted. The waveform (Iout + (C)) is represented.

入力セグメントユニット(IU51)は、周期Tを持った基準クロック(CLK)毎に、入力デジタルデータ(D1)と入力デジタルデータの反転信号(D1B)とが与えられる。
与えられた入力デジタルデータ(D1)と入力デジタルデータの反転信号(D1B)とに応じて、入力スイッチ(SA1)と入力スイッチ(SC1)とのペア、または、入力スイッチ(SB1)と入力スイッチ(SD1)とのペア、のいずれか一方のペアはオン状態となり他方のペアはオフ状態となることで、電流値「+Iref」を持った電流源(IP1)または電流値「−Iref」を持った電流源(IN1)の電流が端子(Iout+)と端子(Iout−)とに出力される。
The input segment unit (IU51) is provided with input digital data (D1) and an inverted signal (D1B) of the input digital data for each reference clock (CLK) having a period T.
A pair of the input switch (SA1) and the input switch (SC1) or the input switch (SB1) and the input switch (in accordance with the input digital data (D1) and the inverted signal (D1B) of the input digital data. One of the pair with SD1) is turned on and the other pair is turned off, so that the current source (IP1) having the current value “+ Iref” or the current value “−Iref” is obtained. The current of the current source (IN1) is output to the terminal (Iout +) and the terminal (Iout−).

図8の例で与えられた入力デジタルデータ(D1)と入力デジタルデータの反転信号(D1B)とに応じて入力セグメントユニット(IU51)から端子(Iout+)に出力される電流の、立ち上がり時間と立ち下がり時間とがゼロの理想的な場合の電流波形(Iout+(A))は、図8(d)のように示される。
しかしながら、実際に端子(Iout+)に出力される電流(Iout+(B))は、有限の立ち上がり時間と立ち下がり時間とを備えており、かつ、立ち上がり時間と立ち下がり時間とが完全に一致しないため、例えば図8(e)に示すような電流波形となる。
The rise time and rise time of the current output from the input segment unit (IU51) to the terminal (Iout +) according to the input digital data (D1) and the inverted signal (D1B) of the input digital data given in the example of FIG. An ideal current waveform (Iout + (A)) in which the fall time is zero is shown in FIG.
However, the current (Iout + (B)) actually output to the terminal (Iout +) has a finite rise time and fall time, and the rise time and the fall time do not completely match. For example, a current waveform as shown in FIG.

ここで、電流(Iout+(A))(図8(d))、(Iout+(B))(図8(e))のように信号を出力するD/A変換器の動作方式を、Non Return to Zero(NRTZ)方式と呼ぶ。
理想的な電流波形(Iout+(A))では、T1の期間の電流面積が「+Iref×T」、T2の期間の電流面積が「+Iref×T」となり、T1とT2の期間の電流面積が一致する。一方、実際の電流波形(Iout+(B))では、T1の期間の電流面積が「+Iref×T−ΔQ1+ΔQ2」、T2の期間の電流面積が「+Iref×T−2ΔQ1+ΔQ2」となり、T1とT2の期間の電流面積が一致しない。
Here, the operation method of the D / A converter that outputs a signal as shown in current (Iout + (A)) (FIG. 8 (d)), (Iout + (B)) (FIG. 8 (e)) is defined as Non Return. to Zero (NRTZ) method.
In the ideal current waveform (Iout + (A)), the current area in the T1 period is “+ Iref × T”, the current area in the T2 period is “+ Iref × T”, and the current areas in the T1 and T2 periods are the same. To do. On the other hand, in the actual current waveform (Iout + (B)), the current area during the period T1 is “+ Iref × T−ΔQ1 + ΔQ2”, the current area during the period T2 is “+ Iref × T−2ΔQ1 + ΔQ2”, and the period between T1 and T2 Current areas do not match.

なお、ΔQ1は、立ち上がり時間が生じたために流れなかった不足分の電流相当の電流面積を表す。ΔQ2は、立ち下がり時間が生じたため流れてしまった過剰分の電流相当の電流面積を表す。
このように、上述したNRTZ方式でD/A変換器(50)を動作させると、有限の出力信号の立ち上がり時間と立ち下がり時間とを有し、かつ、立ち上がり時間と立ち下がり時間とが完全に一致しないことが原因で、現在(N番目)の基準クロック(CLK)の期間出力している電流面積が、前回(N−1番目)の基準クロック(CLK)で出力した電流値と次回(N+1番目)の基準クロック(CLK)で出力する電流値に依存する。このような現象を、一般的に、シンボル間干渉と呼ぶ。このシンボル間干渉の影響により、出力電流波形が非線形性を持ち、差動アナログ信号に歪みが発生する。
ΔQ1 represents a current area corresponding to a shortage of current that did not flow due to the rise time. ΔQ2 represents a current area corresponding to the excess current that has flowed due to the fall time.
As described above, when the D / A converter (50) is operated by the above-described NRTZ method, the rise time and the fall time of the finite output signal are provided, and the rise time and the fall time are completely set. Because of the mismatch, the current area output during the current (Nth) reference clock (CLK) is equal to the current value output at the previous (N−1) th reference clock (CLK) and the next (N + 1). Depends on the current value output by the reference clock (CLK). Such a phenomenon is generally called intersymbol interference. Due to the influence of this intersymbol interference, the output current waveform has non-linearity and distortion occurs in the differential analog signal.

そのため、従来のD/A変換器(50)では、シンボル間干渉の対策として、基準クロック1周期のうちの一定期間、電流を出力しない期間を持つ、Return to Zero(RTZ)方式を採用している。
このRTZ方式を採用した場合の、電流波形(Iout+(C))が図8(f)に示した波形である。
For this reason, the conventional D / A converter (50) employs a Return to Zero (RTZ) system having a fixed period of one reference clock period and a period in which no current is output as a countermeasure against intersymbol interference. Yes.
A current waveform (Iout + (C)) when the RTZ method is adopted is the waveform shown in FIG.

この例では、電流波形(Iout+(C))は、基準クロック(CLK)が、1周期の半分である「+1」となる期間は電流値「+Iref」、または、「−Iref」の電流を出力し、その他の「−1」の期間は電流を出力しない(電流値「0」)ことを示している。図8(f)に示すように、RTZ方式では、基準クロック(CLK)1周期毎に、電流を出力しない期間を持つことにより、電流波形(Iout+(C))において、T1の期間の電流面積とT2の期間の電流面積とを一致させることができる。つまり、シンボル間干渉の影響による歪みが出力信号に発生することを回避することができる。   In this example, the current waveform (Iout + (C)) outputs a current of “+ Iref” or “−Iref” during a period in which the reference clock (CLK) is “+1” which is half of one cycle. In other periods of “−1”, no current is output (current value “0”). As shown in FIG. 8F, in the RTZ method, by having a period in which no current is output for each period of the reference clock (CLK), the current area in the period T1 in the current waveform (Iout + (C)). And the current area during the period T2. That is, it is possible to avoid distortion in the output signal due to the influence of intersymbol interference.

特開2000−78015号公報JP 2000-78015 A

しかしながら、上述したRTZ方式では、シンボル間干渉の影響による出力信号への歪みを回避することができるが、信号を出力しない期間があるため、出力信号のレベル低下によりS/N比を劣化させてしまうという問題がある。
本発明は、上述した従来の課題を解決するためになされたものであり、シンボル間干渉の影響による歪みを出力信号に発生させず、出力信号レベル低下によるS/N比の劣化がない、低歪み、高S/N比のD/A変換器を提供することを目的とする。
However, in the above-described RTZ method, distortion to the output signal due to the influence of intersymbol interference can be avoided. However, since there is a period during which no signal is output, the S / N ratio is degraded by lowering the level of the output signal. There is a problem of end.
The present invention has been made to solve the above-described conventional problems, and does not cause distortion due to the influence of intersymbol interference in the output signal, and does not cause deterioration in the S / N ratio due to a decrease in the output signal level. An object of the present invention is to provide a D / A converter having a distortion and a high S / N ratio.

本発明の一態様は、1ビット信号である1または複数の入力デジタルデータ(例えば図2(c)に示す、入力デジタルデータD1)からなるデジタル信号をアナログ信号に変換するD/A変換器(例えば図1に示す、D/A変換器10)であって、第1の電流源(例えば図1に示す、電流源IP1〜IPN)および第2の電流源(例えば図1に示す、電流源IN1〜INN)と、前記入力デジタルデータに応じて前記第1の電流源と第1の出力端(例えば図1に示す、端子Iout+)とを接続または切断する第1の入力スイッチ(例えば図1に示す、入力スイッチSA1〜SAN)と、前記入力デジタルデータの反転信号(例えば図2(e)に示す、反転信号D1B)に応じて前記第1の電流源と第2の出力端(例えば図1に示す、端子Iout−)とを接続または切断する第2の入力スイッチ(例えば図1に示す、入力スイッチSB1〜SBN)と、前記入力デジタルデータに応じて前記第2の電流源と前記第2の出力端とを接続または切断する第3の入力スイッチ(例えば図1に示す、入力スイッチSC1〜SCN)と、前記入力デジタルデータの反転信号に応じて前記第2の電流源と前記第1の出力端とを接続または切断する第4の入力スイッチ(例えば図1に示す、入力スイッチSD1〜SDN)と、を備えた入力セグメントユニット(例えば図1に示す、入力セグメントユニットIU11〜IU1N)を、前記入力デジタルデータ毎に有し、前記入力セグメントユニットの前記第1の出力端同士および前記第2の出力端同士がそれぞれ共通接続された入力段(例えば図1に示す、入力段11)と、差動オペアンプ(例えば図1に示す、差動オペアンプ100)と、当該差動オペアンプの反転入力端子と非反転出力端子との間に接続された第1の容量素子(例えば図1に示す、容量素子Cfb1)と、前記差動オペアンプの非反転入力端子と反転出力端子との間に接続された第2の容量素子(例えば図1に示す、容量素子Cfb2)と、前記第1の出力端と前記差動オペアンプの非反転出力端子との間に前記第1の容量素子と並列に接続された第1の抵抗素子(例えば図1に示す、抵抗素子Rfb1)と、前記第2の出力端と前記差動オペアンプの反転出力端子との間に前記第2の容量素子と並列に接続された第2の抵抗素子(例えば図1に示す、抵抗素子Rfb2)と、前記第1の出力端と前記差動オペアンプの反転入力端子とを接続または切断する第1の出力スイッチ(例えば図1に示す、出力スイッチSO1)と、前記第2の出力端と前記差動オペアンプの非反転入力端子とを接続または切断する第2の出力スイッチ(例えば図1に示す、出力スイッチSO2)と、前記第1の出力端と前記第2の出力端とを接続または切断する第3の出力スイッチ(例えば図1に示す、出力スイッチSO3)と、を有し、前記差動オペアンプは前記デジタル信号に応じた差動アナログ信号を出力する出力段(例えば図1に示す、出力段12)と、を備え、前記入力デジタルデータの1周期のうちの前部期間である第1の期間(例えば図2に示す、期間T10)では、前記各入力セグメントユニットは前記入力デジタルデータに応じて前記第1の入力スイッチおよび前記第3の入力スイッチ、または前記第2の入力スイッチおよび前記第4の入力スイッチのいずれか一方の対がオン状態となり他方の対がオフ状態となり、且つ前記第1の出力スイッチおよび前記第2の出力スイッチはオン状態となり前記第3の出力スイッチはオフ状態となり、前記入力デジタルデータの1周期のうちの前記第1の期間に続く残りの期間である第2の期間(例えば図2に示す、期間T11)では、前記各入力セグメントユニットは前記第1、第2、第3および第4の入力スイッチがオフ状態となり、且つ前記第1の出力スイッチおよび前記第2の出力スイッチはオフ状態となり前記第3の出力スイッチはオン状態となることを特徴とするD/A変換器、である。   One embodiment of the present invention is a D / A converter that converts a digital signal composed of one or more input digital data (for example, input digital data D1 shown in FIG. 2C), which is a 1-bit signal, into an analog signal. For example, a D / A converter 10 illustrated in FIG. 1, which includes a first current source (for example, current sources IP <b> 1 to IPN illustrated in FIG. 1) and a second current source (for example, current source illustrated in FIG. 1). IN1 to INN) and a first input switch (for example, FIG. 1) that connects or disconnects the first current source and a first output terminal (for example, terminal Iout + shown in FIG. 1) according to the input digital data. The first current source and the second output terminal (for example, FIG. 2) according to the input switches SA1 to SAN) and the inverted signal of the input digital data (for example, the inverted signal D1B illustrated in FIG. 2 (e)). 1, terminal I ut−) is connected to or disconnected from the second input switch (for example, input switches SB1 to SBN shown in FIG. 1), the second current source and the second output terminal according to the input digital data, A third input switch (for example, input switches SC1 to SCN shown in FIG. 1), and the second current source and the first output terminal according to an inverted signal of the input digital data. Input segment units (for example, input segment units IU11 to IU1N shown in FIG. 1) having fourth input switches (for example, input switches SD1 to SDN shown in FIG. 1) to be connected or disconnected are connected to the input digital data. And an input stage in which the first output terminals and the second output terminals of the input segment unit are connected in common (for example, FIG. 1), a differential operational amplifier (for example, the differential operational amplifier 100 shown in FIG. 1), and a first capacitor connected between the inverting input terminal and the non-inverting output terminal of the differential operational amplifier. An element (for example, the capacitive element Cfb1 shown in FIG. 1) and a second capacitive element (for example, the capacitive element Cfb2 shown in FIG. 1) connected between the non-inverting input terminal and the inverting output terminal of the differential operational amplifier. And a first resistance element (for example, resistance element Rfb1 shown in FIG. 1) connected in parallel with the first capacitance element between the first output terminal and the non-inverting output terminal of the differential operational amplifier. And a second resistance element (for example, resistance element Rfb2 shown in FIG. 1) connected in parallel with the second capacitance element between the second output terminal and the inverting output terminal of the differential operational amplifier. The first output terminal and the differential operational amplifier A first output switch (for example, output switch SO1 shown in FIG. 1) that connects or disconnects the inverting input terminal of the first output switch, and a second output terminal that connects or disconnects the non-inverting input terminal of the differential operational amplifier. A second output switch (for example, output switch SO2 shown in FIG. 1) and a third output switch (for example, an output shown in FIG. 1) that connects or disconnects the first output end and the second output end. And the differential operational amplifier includes an output stage (for example, the output stage 12 shown in FIG. 1) that outputs a differential analog signal corresponding to the digital signal. In a first period (for example, period T10 shown in FIG. 2) which is a front period of one cycle, each of the input segment units is in response to the input digital data. The third input switch, or any one pair of the second input switch and the fourth input switch is turned on and the other pair is turned off, and the first output switch and the second input switch are turned on. The third output switch is turned on and the third output switch is turned off, and a second period (for example, shown in FIG. 2) is a remaining period following the first period in one cycle of the input digital data. In the period T11), in each of the input segment units, the first, second, third and fourth input switches are turned off, and the first output switch and the second output switch are turned off. The D / A converter is characterized in that the third output switch is turned on.

前記入力セグメントユニットは、前記第1の電流源の出力側と前記第2の電流源の入力側とを接続または切断する第5の入力スイッチ(例えば図3に示す、入力スイッチSE1〜SEN)を有し、前記第1の期間では前記第5の入力スイッチはオフ状態となり、前記第2の期間では前記第5の入力スイッチがオン状態となるものであってよい。   The input segment unit includes a fifth input switch (for example, input switches SE1 to SEN shown in FIG. 3) that connects or disconnects the output side of the first current source and the input side of the second current source. And the fifth input switch is turned off in the first period, and the fifth input switch is turned on in the second period.

本発明の他の態様は、1ビット信号である1または複数の入力デジタルデータ(例えば図2(c)に示す、入力デジタルデータD1)からなるデジタル信号をアナログ信号に変換するD/A変換器(例えば図4に示す、D/A変換器30)であって、第1の電流源(例えば図4に示す、電流源IP1〜IPN)および第2の電流源(例えば図4に示す、電流源IN1〜INN)と、前記入力デジタルデータに応じて前記第1の電流源と出力端(例えば図4に示す、端子Iout)とを接続または切断する第1の入力スイッチ(例えば図4に示す、入力スイッチSA1〜SAN)と、前記入力デジタルデータの反転信号(例えば図2(e)に示す、反転信号D1B)に応じて前記第2の電流源と前記出力端とを接続または切断する第2の入力スイッチ(例えば図4に示す、入力スイッチSB1〜SBN)と、を備えた入力セグメントユニット(例えば図4に示す、入力セグメントユニットIU31〜IU3N)を、前記入力デジタルデータ毎に有し、前記入力セグメントユニットの前記出力端同士がそれぞれ共通接続された入力段(例えば図4に示す、入力段31)と、オペアンプ(例えば図4に示す、差動オペアンプ300)と、当該オペアンプの反転入力端子と出力端子との間に接続された容量素子(例えば図4に示す、容量素子Cfb)と、前記出力端と前記オペアンプの出力端子との間に前記容量素子と並列に接続された抵抗素子(例えば図4に示す、抵抗素子Rfb)と、前記出力端と前記オペアンプの反転入力端子とを接続または切断する第1の出力スイッチ(例えば図4に示す、出力スイッチSO1)と、前記出力端と基準電位(例えば図4に示す、コモン電圧源VCM)とを接続または切断する第2の出力スイッチ(例えば図4に示す、出力スイッチSO2)と、を有し、前記オペアンプは前記デジタル信号に応じたアナログ信号を出力する出力段(例えば図4に示す、出力段32)と、を備え、前記入力デジタルデータの1周期のうちの前部期間である第1の期間では、前記各入力セグメントユニットは前記入力デジタルデータに応じて前記第1の入力スイッチ、または前記第2の入力スイッチのいずれか一方がオン状態となり他方がオフ状態となり、且つ前記第1の出力スイッチはオン状態となり前記第2の出力スイッチはオフ状態となり、前記入力デジタルデータの1周期のうちの前記第1の期間に続く残りの期間である第2の期間では、前記各入力セグメントユニットは前記第1および第2の入力スイッチがオフ状態となり、且つ前記第1の出力スイッチはオフ状態となり前記第2の出力スイッチはオン状態となることを特徴とするD/A変換器、である。   Another aspect of the present invention is a D / A converter that converts a digital signal composed of one or a plurality of input digital data (for example, input digital data D1 shown in FIG. 2C), which is a 1-bit signal, into an analog signal. (For example, the D / A converter 30 shown in FIG. 4), and the first current source (for example, current sources IP <b> 1 to IPN shown in FIG. 4) and the second current source (for example, current shown in FIG. 4). Source IN1 to INN) and a first input switch (for example, shown in FIG. 4) that connects or disconnects the first current source and an output terminal (for example, terminal Iout shown in FIG. 4) according to the input digital data. , Input switches SA1 to SAN) and the second current source and the output terminal are connected or disconnected in accordance with an inverted signal of the input digital data (for example, inverted signal D1B shown in FIG. 2E). 2 input slots Input segment units (for example, input segment units IU31 to IU3N shown in FIG. 4) for each of the input digital data, the input digital data including the input switches SB1 to SBN shown in FIG. An input stage (for example, input stage 31 shown in FIG. 4), an operational amplifier (for example, differential operational amplifier 300 shown in FIG. 4), and an inverting input terminal of the operational amplifier, in which the output ends of the segment units are connected in common A capacitive element (for example, the capacitive element Cfb shown in FIG. 4) connected between the output terminal and a resistive element (for example, connected in parallel with the capacitive element between the output terminal and the output terminal of the operational amplifier). 4, a first output switch (for example, FIG. 4) that connects or disconnects the resistance element Rfb) and the output terminal and the inverting input terminal of the operational amplifier. And a second output switch (for example, output switch SO2 shown in FIG. 4) for connecting or disconnecting the output terminal and a reference potential (for example, common voltage source VCM shown in FIG. 4). The operational amplifier includes an output stage (for example, the output stage 32 shown in FIG. 4) that outputs an analog signal corresponding to the digital signal, and a front period of one cycle of the input digital data In the first period, each input segment unit has one of the first input switch and the second input switch turned on and the other turned off according to the input digital data, and The first output switch is turned on and the second output switch is turned off, and continues to the first period of one cycle of the input digital data. In the second period, which is the remaining period, in each input segment unit, the first and second input switches are turned off, and the first output switch is turned off and the second output switch is A D / A converter characterized by being turned on.

前記入力セグメントユニットは、前記第1の電流源の出力側と前記第2の電流源の入力側とを接続または切断する第3の入力スイッチ(例えば図5に示す、入力スイッチSE1〜SEN)を有し、前記第1の期間では前記第3の入力スイッチはオフ状態となり、前記第2の期間では前記第3の入力スイッチがオン状態となるようになっていてよい。
前記第1の電流源と前記第2の電流源とは、極性が異なる、電流値の等しい電流を供給するものであってよい。
前記入力セグメントユニットを複数有し、前記入力セグメントユニット間で、前記第1の電流源同士および前記第2の電流源同士の電流値がそれぞれ等しいものであってよい。
The input segment unit includes third input switches (for example, input switches SE1 to SEN shown in FIG. 5) that connect or disconnect the output side of the first current source and the input side of the second current source. The third input switch may be in an off state during the first period, and the third input switch may be in an on state during the second period.
The first current source and the second current source may supply currents having different polarities and equal current values.
A plurality of the input segment units may be provided, and the current values of the first current sources and the second current sources may be equal between the input segment units.

前記入力セグメントユニットを複数有し、前記第1の電流源および前記第2の電流源は、それぞれ前記入力セグメントユニット間で、前記電流値が順に2倍となるように設定されていてよい。
本発明の他の態様は、前記態様のいずれかに記載のD/A変換器と、デジタルデルタシグマ変調器(例えば図6に示す、15レベルデジタルデルタシグマ変調器720)とを備え、前記D/A変換器は、前記デジタルデルタシグマ変調器を介して処理されたデジタル信号を、アナログ信号に変換することを特徴とするデルタシグマ型D/A変換器、である。
A plurality of the input segment units may be provided, and the first current source and the second current source may be set so that the current value doubles in order between the input segment units.
Another aspect of the present invention includes the D / A converter according to any one of the above aspects, and a digital delta sigma modulator (for example, a 15-level digital delta sigma modulator 720 shown in FIG. 6), and the D The / A converter is a delta sigma type D / A converter that converts the digital signal processed through the digital delta sigma modulator into an analog signal.

本発明の他の態様は、前記態様のいずれかに記載のD/A変換器と、デジタルデルタシグマ変調器(例えば図6に示す、15レベルデジタルデルタシグマ変調器720)及びダイナミック・エレメント・マッチング回路(例えば図6に示す、DWA方式ダイナミック・エレメント・マッチング回路730)と、を備え、前記D/A変換器は、前記デジタルデルタシグマ変調器及びダイナミック・エレメント・マッチング回路を介して処理されたデジタル信号を、アナログ信号に変換することを特徴とするデルタシグマ型D/A変換器、である。   Other aspects of the invention include a D / A converter according to any of the preceding aspects, a digital delta sigma modulator (eg, a 15-level digital delta sigma modulator 720 shown in FIG. 6), and dynamic element matching. A circuit (eg, a DWA dynamic element matching circuit 730 shown in FIG. 6), and the D / A converter is processed via the digital delta-sigma modulator and the dynamic element matching circuit. A delta-sigma type D / A converter characterized by converting a digital signal into an analog signal.

本発明の他の態様は、1ビット信号である1または複数の入力デジタルデータ(例えば図2(c)に示す、入力デジタルデータD1)からなるデジタル信号をアナログ信号に変換するD/A変換器(例えば図1に示す、D/A変換器10)であって、前記入力デジタルデータ毎に設けられ、前記与えられた前記入力デジタルデータに応じた電流信号を第1の出力端(例えば図1に示す、端子Iout+)および第2の出力端(例えば図1に示す、端子Iout−)に出力する入力セグメントユニット(例えば図1に示す、入力セグメントユニットIU11〜IU1N)を有し、各入力セグメントユニットの前記第1の出力端同士および前記第2の出力端同士がそれぞれ共通接続された入力段(例えば図1に示す、入力段11)と、差動オペアンプ(例えば図1に示す、差動オペアンプ100)と、当該差動オペアンプの反転入力端子と非反転出力端子との間に接続された第1の容量素子(例えば図1に示す、容量素子Cfb1)と、前記差動オペアンプの非反転入力端子と反転出力端子との間に接続された第2の容量素子(例えば図1に示す、容量素子Cfb2)と、前記第1の出力端と前記差動オペアンプの非反転出力端子との間に前記第1の容量素子と並列に接続された第1の抵抗素子(例えば図1に示す、抵抗素子Rfb1)と、前記第2の出力端と前記差動オペアンプの反転出力端子との間に前記第2の容量素子と並列に接続された第2の抵抗素子(例えば図1に示す、抵抗素子Rfb2)と、前記第1の出力端と前記差動オペアンプの反転入力端子とを接続または切断する第1の出力スイッチ(例えば図1に示す、出力スイッチSO1)と、前記第2の出力端と前記差動オペアンプの非反転入力端子とを接続または切断する第2の出力スイッチ(例えば図1に示す、出力スイッチSO2)と、前記第1の出力端と前記第2の出力端とを接続または切断する第3の出力スイッチ(例えば図1に示す、出力スイッチSO3)と、を有し、前記デジタル信号に応じた差動アナログ信号を出力する出力段(例えば図1に示す、出力段12)と、を備え、前記入力デジタルデータの1周期のうちの前部期間である第1の期間(例えば図2に示す、期間T10)では、前記各入力セグメントユニットは前記入力デジタルデータに応じた電流信号を出力し、且つ前記第1の出力スイッチおよび前記第2の出力スイッチはオン状態となり前記第3の出力スイッチはオフ状態となり、前記入力デジタルデータの1周期のうちの前記第1の期間に続く残りの期間である第2の期間(例えば図2に示す、期間T11)では、前記各入力セグメントユニットは電流信号の出力を停止し、且つ前記第1の出力スイッチおよび前記第2の出力スイッチはオフ状態となり前記第3の出力スイッチはオン状態となることを特徴とするD/A変換器、である。   Another aspect of the present invention is a D / A converter that converts a digital signal composed of one or a plurality of input digital data (for example, input digital data D1 shown in FIG. 2C), which is a 1-bit signal, into an analog signal. (For example, the D / A converter 10 shown in FIG. 1), which is provided for each input digital data, and a current signal corresponding to the given input digital data is supplied to a first output terminal (for example, FIG. 1). 1 and input segment units (for example, input segment units IU11 to IU1N shown in FIG. 1) that output to a second output terminal (for example, terminal Iout− shown in FIG. 1). An input stage (for example, input stage 11 shown in FIG. 1) in which the first output terminals and the second output terminals of the unit are connected in common; (For example, the differential operational amplifier 100 shown in FIG. 1) and a first capacitive element (for example, the capacitive element Cfb1 shown in FIG. 1) connected between the inverting input terminal and the non-inverting output terminal of the differential operational amplifier. ), A second capacitive element (for example, capacitive element Cfb2 shown in FIG. 1) connected between the non-inverting input terminal and the inverting output terminal of the differential operational amplifier, and the difference between the first output terminal and the difference A first resistive element (for example, a resistive element Rfb1 shown in FIG. 1) connected in parallel with the first capacitive element between the non-inverting output terminal of the dynamic operational amplifier, the second output terminal, and the difference A second resistive element (for example, a resistive element Rfb2 shown in FIG. 1) connected in parallel with the second capacitive element between the inverting output terminal of the dynamic operational amplifier, the first output terminal, and the differential Connect or disconnect the inverting input terminal of the operational amplifier A first output switch (for example, output switch SO1 shown in FIG. 1) and a second output switch (for example, in FIG. 1) that connects or disconnects the second output terminal and the non-inverting input terminal of the differential operational amplifier. Output switch SO2), and a third output switch (for example, output switch SO3 shown in FIG. 1) for connecting or disconnecting the first output terminal and the second output terminal, and An output stage (for example, the output stage 12 shown in FIG. 1) that outputs a differential analog signal corresponding to the digital signal, and a first period (a front period of one cycle of the input digital data) For example, in the period T10) shown in FIG. 2, each of the input segment units outputs a current signal corresponding to the input digital data, and the first output switch and the second output switch are in an ON state. And the third output switch is turned off, and in the second period (for example, period T11 shown in FIG. 2), which is the remaining period following the first period in one cycle of the input digital data, Each input segment unit stops outputting a current signal, and the first output switch and the second output switch are turned off and the third output switch is turned on. A converter.

本発明によれば、低歪み、高S/N比のD/A変換器およびデルタシグマ型D/A変換器を実現することができる。   According to the present invention, a D / A converter and a delta-sigma D / A converter having a low distortion and a high S / N ratio can be realized.

本発明の第1実施形態に係るD/A変換器の一例を示す構成図である。It is a block diagram which shows an example of the D / A converter which concerns on 1st Embodiment of this invention. D/A変換器の各部の信号の一例を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows an example of the signal of each part of a D / A converter. 本発明の第2実施形態に係るD/A変換器の一例を示す構成図である。It is a block diagram which shows an example of the D / A converter which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態に係るD/A変換器の一例を示す構成図である。It is a block diagram which shows an example of the D / A converter which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4実施形態に係るD/A変換器の一例を示す構成図である。It is a block diagram which shows an example of the D / A converter which concerns on 4th Embodiment of this invention. 本発明のD/A変換器をデルタシグマ型のD/A変換器で用いた場合の構成図の一例である。It is an example of a block diagram at the time of using the D / A converter of this invention with the delta-sigma type D / A converter. 従来のD/A変換器の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the conventional D / A converter. 従来のD/A変換器の各部の信号の一例を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows an example of the signal of each part of the conventional D / A converter.

以下、図面を参照しながら、本発明のD/A変換器の実施形態を詳細に説明する。なお図面の説明において、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。   Hereinafter, embodiments of the D / A converter of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the description of the drawings, the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.

(第1実施形態)
まず、図1を参照して、本発明の第1実施形態に係るD/A変換器(10)の構成を説明する。
この第1実施形態に係るD/A変換器(10)は、Nビットのデジタル信号をアナログ信号に変換するD/A変換器である。ここでは、Nビットのデジタル信号の各ビットデータを入力デジタルデータ(D1〜DN)としている。
D/A変換器(10)は、入力段(11)と出力段(12)とクロック供給部(13)と、スイッチ制御部(14)と、を備える。
(First embodiment)
First, the configuration of the D / A converter (10) according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The D / A converter (10) according to the first embodiment is a D / A converter that converts an N-bit digital signal into an analog signal. Here, each bit data of the N-bit digital signal is set as input digital data (D1 to DN).
The D / A converter (10) includes an input stage (11), an output stage (12), a clock supply unit (13), and a switch control unit (14).

入力段(11)および出力段(12)は、図7に示すD/A変換器(50)における入力段(51)および出力段(52)とその構成の一部が異なること以外は同様であるので同一部には同一符号を付与し、その詳細な説明は省略する。
入力段(11)は、複数の入力セグメントユニット(IU11〜IU1N)を備える。
この入力セグメントユニット(IU11〜IU1N)は、変換対象のデジタル信号の各ビットに対応して設けられている。すなわち、Nビットのデジタル信号の場合には、N個の入力セグメントユニットを備える。
入力セグメントユニット(IU11〜IU1N)は同一構成を有するため、ここでは、入力セグメントユニット(IU1m(m=1〜N))について説明する。
The input stage (11) and the output stage (12) are the same except that the input stage (51) and the output stage (52) in the D / A converter (50) shown in FIG. Therefore, the same parts are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
The input stage (11) includes a plurality of input segment units (IU11 to IU1N).
The input segment units (IU11 to IU1N) are provided corresponding to each bit of the digital signal to be converted. That is, in the case of an N-bit digital signal, N input segment units are provided.
Since the input segment units (IU11 to IU1N) have the same configuration, the input segment unit (IU1m (m = 1 to N)) will be described here.

入力セグメントユニット(IU1m)は、一端が基準電圧源(VREFP)に接続された電流源(IPm)と、一端が基準電圧源(VREFN)(図1に示すD/A変換器(10)の場合には接地電位)に接続された電流源(INm)と、電流源(IPm)の他端と入力セグメントユニット(IU1m)の一方の出力端子である端子(Iout+)とを接続または切断する入力スイッチ(SAm)と、電流源(IPm)の他端と入力セグメントユニット(IU1m)の他方の出力端子である端子(Iout−)とを接続または切断する入力スイッチ(SBm)と、電流源(INm)の他端と端子(Iout−)とを接続または切断する入力スイッチ(SCm)と、電流源(INm)の他端と端子(Iout+)とを接続または切断する入力スイッチ(SDm)と、を備える。
電流源(IPm)と電流源(INm)とは、極性が異なり電流値の等しい電流を供給する。
The input segment unit (IU1m) has a current source (IPm) having one end connected to a reference voltage source (VREFP) and a reference voltage source (VREFN) (one end of the D / A converter (10) shown in FIG. 1). Input switch for connecting or disconnecting the current source (INm) connected to the ground potential, the other end of the current source (IPm), and the terminal (Iout +) which is one output terminal of the input segment unit (IU1m) (SAm), an input switch (SBm) for connecting or disconnecting the other end of the current source (IPm) and the other output terminal (Iout-) of the input segment unit (IU1m), and a current source (INm) An input switch (SCm) for connecting or disconnecting the other end of the current source and the terminal (Iout−), and an input switch for connecting or disconnecting the other end of the current source (INm) and the terminal (Iout +). Comprising Tsu and switch (SDm), the.
The current source (IPm) and the current source (INm) supply currents having different polarities and equal current values.

入力スイッチ(SAm)および(SCm)は、各入力セグメントユニット(IU11〜IU1N)に対応して与えられた入力デジタルデータ(D1〜DN)と後述のクロック信号(Φ1)とに基づくスイッチ信号(φD1〜φDN)に応じて動作する。入力スイッチ(SBm)および(SDm)は、与えられた入力デジタルデータ(D1〜DN)の反転信号(D1B〜DNB)とクロック信号(Φ1)とに基づくスイッチ信号(φD1B〜φDNB)に応じて動作する。   The input switches (SAm) and (SCm) are switch signals (φD1) based on input digital data (D1 to DN) given to each input segment unit (IU11 to IU1N) and a clock signal (Φ1) described later. ~ ΦDN). The input switches (SBm) and (SDm) operate according to the switch signals (φD1B to φDNB) based on the inverted signals (D1B to DNB) and the clock signal (Φ1) of the applied input digital data (D1 to DN). To do.

そして、複数の入力セグメントユニット(IU11〜IU1N)の端子(Iout+)同士、また端子(Iout−)同士は、それぞれ共通に接続されている。
出力段(12)は、非反転入力端子、反転入力端子、非反転出力端子(Vout+)、および反転出力端子(Vout−)を有し、差動アナログ信号を出力する全差動型オペアンプからなる差動オペアンプ(100)を備える。さらに、出力段(12)は、差動オペアンプ(100)の反転入力端子と非反転出力端子(Vout+)との間に接続された容量素子(Cfb1)と、差動オペアンプ(100)の非反転入力端子と反転出力端子(Vout−)との間に接続された容量素子(Cfb2)と、端子(Iout+)と非反転出力端子(Vout+)との間に容量素子(Cfb1)と並列に接続された抵抗素子(Rfb1)と、端子(Iout−)と反転出力端子(Vout−)との間に容量素子(Cfb2)と並列に接続された抵抗素子(Rfb2)と、を備える。
The terminals (Iout +) and the terminals (Iout−) of the plurality of input segment units (IU11 to IU1N) are connected in common.
The output stage (12) has a non-inverting input terminal, an inverting input terminal, a non-inverting output terminal (Vout +), and an inverting output terminal (Vout−), and is composed of a fully differential operational amplifier that outputs a differential analog signal. A differential operational amplifier (100) is provided. Further, the output stage (12) includes a capacitive element (Cfb1) connected between the inverting input terminal and the non-inverting output terminal (Vout +) of the differential operational amplifier (100), and the non-inverting of the differential operational amplifier (100). A capacitor (Cfb2) connected between the input terminal and the inverting output terminal (Vout−) and a capacitor (Cfb1) connected in parallel between the terminal (Iout +) and the non-inverting output terminal (Vout +). And a resistance element (Rfb2) connected in parallel with the capacitor element (Cfb2) between the terminal (Iout−) and the inverting output terminal (Vout−).

さらに、出力段(12)は、端子(Iout+)と差動オペアンプ(100)の反転入力端子とを接続または切断する出力スイッチ(SO1)と、端子(Iout−)と差動オペアンプ(100)の非反転入力端子とを接続または切断する出力スイッチ(SO2)と、端子(Iout+)と端子(Iout−)とを接続または切断する出力スイッチ(SO3)と、を備える。出力スイッチ(SO1)は、抵抗素子(Rfb1)の一端と差動オペアンプ(100)の反転入力端子との接続点と、容量素子(Cfb1)の一端と差動オペアンプ(100)の反転入力端子との接続点との間に接続される。同様に、出力スイッチ(SO2)は、抵抗素子(Rfb2)の一端と差動オペアンプ(100)の非反転入力端子との接続点と、容量素子(Cfb2)の一端と差動オペアンプ(100)の非反転入力端子との接続点との間に接続される。出力スイッチ(SO3)の一端は、抵抗素子(Rfb1)の一端と差動オペアンプ(100)の反転入力端子との接続点に接続され、他端は、抵抗素子(Rfb2)の一端と差動オペアンプ(100)の非反転入力端子との接続点に接続される。   Further, the output stage (12) includes an output switch (SO1) for connecting or disconnecting the terminal (Iout +) and the inverting input terminal of the differential operational amplifier (100), a terminal (Iout−), and the differential operational amplifier (100). An output switch (SO2) for connecting or disconnecting the non-inverting input terminal and an output switch (SO3) for connecting or disconnecting the terminal (Iout +) and the terminal (Iout−) are provided. The output switch (SO1) includes a connection point between one end of the resistance element (Rfb1) and the inverting input terminal of the differential operational amplifier (100), one end of the capacitive element (Cfb1), and an inverting input terminal of the differential operational amplifier (100). It is connected between the connection points. Similarly, the output switch (SO2) includes a connection point between one end of the resistance element (Rfb2) and the non-inverting input terminal of the differential operational amplifier (100), one end of the capacitive element (Cfb2), and the differential operational amplifier (100). It is connected between the connection point with the non-inverting input terminal. One end of the output switch (SO3) is connected to a connection point between one end of the resistance element (Rfb1) and the inverting input terminal of the differential operational amplifier (100), and the other end is connected to one end of the resistance element (Rfb2) and the differential operational amplifier. It is connected to the connection point with the non-inverting input terminal of (100).

これら出力スイッチ(SO1、SO2)は、クロック信号(Φ1)に応じて動作する。出力スイッチ(SO3)は、クロック信号(Φ2)に応じて動作する。
クロック供給部(13)は、前述の2種類のクロック信号(Φ1、Φ2)を供給する。
クロック供給部(13)から供給される2種類のクロック信号(Φ1、Φ2)は、図2(a)、(b)に示すように、それぞれローレベルとハイレベルとを所定間隔で繰り返すようなクロック信号であり、互いに逆特性を有する。
These output switches (SO1, SO2) operate according to the clock signal (Φ1). The output switch (SO3) operates according to the clock signal (Φ2).
The clock supply unit (13) supplies the above-described two types of clock signals (Φ1, Φ2).
The two types of clock signals (Φ1, Φ2) supplied from the clock supply unit (13) repeat a low level and a high level at predetermined intervals as shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b). This is a clock signal and has characteristics opposite to each other.

クロック信号(Φ1)は、図8(a)に示す基準クロック(CLK)に対応する信号であり、入力デジタルデータ(D1〜DN)は、図8(c)に示すように、クロック信号(Φ1)の立ち上がりのタイミングに同期して切り替わるようになっている。
スイッチ制御部(14)は、入力デジタルデータ(D1〜DN)と、クロック供給部(13)から出力されるクロック信号(Φ1)とを入力し、これらをもとに、スイッチ信号(φD1〜φDN)およびスイッチ信号(φD1B〜φDNB)を生成する。そして、スイッチ信号(φD1〜φDN)を、入力スイッチ(SA1〜SAN)および入力スイッチ(SC1〜SCN)に出力し、スイッチ信号(φD1B〜φDNB)を、入力スイッチ(SB1〜SBN)および入力スイッチ(SD1〜SDN)に出力する。
The clock signal (Φ1) is a signal corresponding to the reference clock (CLK) shown in FIG. 8A, and the input digital data (D1 to DN) is the clock signal (Φ1) as shown in FIG. 8C. ) To synchronize with the rise timing.
The switch control unit (14) receives input digital data (D1 to DN) and a clock signal (Φ1) output from the clock supply unit (13), and based on these, the switch signal (φD1 to φDN). ) And switch signals (φD1B to φDNB). Then, the switch signals (φD1 to φDN) are output to the input switches (SA1 to SAN) and the input switches (SC1 to SCN), and the switch signals (φD1B to φDNB) are output to the input switches (SB1 to SBN) and the input switches (SB1 to SBN). SD1 to SDN).

スイッチ信号(φD1)は、図2(d)に示すように、クロック信号(Φ1)の立ち上がりで入力デジタルデータ(D1)(図2(c))の値となり、立ち下がりで「−1」となる信号であり、スイッチ信号(φD2〜φDN)も同様に生成される。
同様に、スイッチ信号(φD1B)は、図2(f)に示すように、クロック信号(Φ1)の立ち上がりで入力デジタルデータの反転信号(D1B)(図2(e))の値となり、立ち下がりで「−1」となる信号であり、スイッチ信号(φD2B〜φDNB)も同様に生成される。
As shown in FIG. 2D, the switch signal (φD1) becomes the value of the input digital data (D1) (FIG. 2C) at the rising edge of the clock signal (Φ1), and becomes “−1” at the falling edge. The switch signals (φD2 to φDN) are similarly generated.
Similarly, as shown in FIG. 2 (f), the switch signal (φD1B) becomes the value of the inverted signal (D1B) (FIG. 2 (e)) of the input digital data at the rise of the clock signal (Φ1) and falls. The switch signal (φD2B to φDNB) is similarly generated.

ここで、入力セグメントユニット(IU11〜IU1N)において、一端が基準電圧源(VREFP)に接続された電流源(IP1〜IPN)の他端と端子(Iout+)とを接続または切断する入力スイッチ(SA1〜SAN)は、入力デジタルデータ(D1〜DN)に基づき生成されるスイッチ信号(φD1〜φDN)の極性が「+1」の時には、オン状態となり電流源(IP1〜IPN)の他端と端子(Iout+)とを接続し、スイッチ信号(φD1〜φDN)の極性が「−1」の時には、オフ状態となり電流源(IP1〜IPN)の他端と端子(Iout+)とを切断する。   Here, in the input segment unit (IU11 to IU1N), an input switch (SA1) for connecting or disconnecting the other end of the current source (IP1 to IPN) having one end connected to the reference voltage source (VREFP) and the terminal (Iout +). To SAN) are turned on when the polarity of the switch signals (φD1 to φDN) generated based on the input digital data (D1 to DN) is “+1”, and the other ends of the current sources (IP1 to IPN) and the terminals ( Iout +) is connected, and when the polarity of the switch signal (φD1 to φDN) is “−1”, it is turned off and the other end of the current source (IP1 to IPN) and the terminal (Iout +) are disconnected.

一方、一端が基準電圧源(VREFP)に接続された電流源(IP1〜IPN)の他端と端子(Iout−)とを接続または切断する入力スイッチ(SB1〜SBN)は、入力デジタルデータの反転信号(D1B〜DNB)に基づき生成されるスイッチ信号(φD1B〜φDNB)の極性が「+1」の時には、オン状態となり電流源(IP1〜IPN)の他端と端子(Iout−)とを接続し、スイッチ信号(φD1B〜φDNB)の極性が「−1」の時には、オフ状態となり電流源(IP1〜IPN)の他端と端子(Iout−)とを切断する。   On the other hand, the input switches (SB1 to SBN) for connecting or disconnecting the other end of the current sources (IP1 to IPN) whose one end is connected to the reference voltage source (VREFP) and the terminal (Iout−) are inverted in the input digital data. When the polarity of the switch signal (φD1B to φDNB) generated based on the signal (D1B to DNB) is “+1”, the switch is turned on and the other end of the current source (IP1 to IPN) is connected to the terminal (Iout−). When the polarity of the switch signals (φD1B to φDNB) is “−1”, the switch is turned off and the other end of the current source (IP1 to IPN) and the terminal (Iout−) are disconnected.

また、入力セグメントユニット(IU11〜IU1N)において、一端が基準電圧源(VREFN)に接続された電流源(IN1〜INN)の他端と端子(Iout−)とを接続または切断する入力スイッチ(SC1〜SCN)は、入力デジタルデータ(D1〜DN)に基づき生成されるスイッチ信号(φD1〜φDN)の極性が「+1」の時には、オン状態となり電流源(IN1〜INN)の他端と端子(Iout−)とを接続し、スイッチ信号(φD1〜φDN)の極性が「−1」の時には、オフ状態となり電流源(IN1〜INN)の他端と端子(Iout−)とを切断する。   Further, in the input segment unit (IU11 to IU1N), an input switch (SC1) for connecting or disconnecting the other end of the current source (IN1 to INN) whose one end is connected to the reference voltage source (VREFN) and the terminal (Iout−). To SCN) are turned on when the polarity of the switch signals (φD1 to φDN) generated based on the input digital data (D1 to DN) is “+1”, and the other ends of the current sources (IN1 to INN) and the terminals ( Iout−) is connected, and when the polarity of the switch signal (φD1 to φDN) is “−1”, the switch is turned off and the other end of the current source (IN1 to INN) and the terminal (Iout−) are disconnected.

一方、一端が基準電圧源(VREFN)に接続された電流源(IN1〜INN)の他端と端子(Iout+)とを接続または切断する入力スイッチ(SD1〜SDN)は、入力デジタルデータの反転信号(D1B〜DNB)に基づき生成されるスイッチ信号(φD1B〜φDNB)の極性が「+1」の時には、オン状態となり電流源(IN1〜INN)の他端と端子(Iout+)とを接続し、スイッチ信号(φD1B〜φDNB)の極性が「−1」の時には、オフ状態となり電流源(IN1〜INN)の他端と端子(Iout+)とを切断する。   On the other hand, the input switches (SD1 to SDN) for connecting or disconnecting the other end of the current source (IN1 to INN) and the terminal (Iout +) having one end connected to the reference voltage source (VREFN) are inverted signals of the input digital data. When the polarity of the switch signal (φD1B to φDNB) generated based on (D1B to DNB) is “+1”, the switch is turned on to connect the other end of the current source (IN1 to INN) and the terminal (Iout +), and switch When the polarity of the signal (φD1B to φDNB) is “−1”, the signal is turned off and the other end of the current source (IN1 to INN) and the terminal (Iout +) are disconnected.

つまり、これら入力スイッチ(SA1〜SAN、SB1〜SBN、SC1〜SCN、SD1〜SDN)は、スイッチ信号(φD1〜φDN)およびスイッチ信号(φD1B〜φDNB)に基づきRTZ方式で動作する。
出力スイッチ(SO1)及び出力スイッチ(SO2)は、クロック信号(Φ1)がハイレベルの時オン状態となって、これ以外の時にはオフ状態となる。
また、出力スイッチ(SO3)は、クロック信号(Φ2)がハイレベルの時オン状態となって、これ以外の時にはオフ状態となる。
That is, these input switches (SA1 to SAN, SB1 to SBN, SC1 to SCN, SD1 to SDN) operate in the RTZ system based on the switch signal (φD1 to φDN) and the switch signal (φD1B to φDNB).
The output switch (SO1) and the output switch (SO2) are turned on when the clock signal (Φ1) is at a high level, and are turned off at other times.
The output switch (SO3) is turned on when the clock signal (Φ2) is at a high level, and is turned off at other times.

次に、図1に示すD/A変換器(10)の動作を、図2を伴って説明する。
図2(a)、(b)の時点t11に示すように、クロック信号(Φ1)がハイレベルの時、クロック信号(Φ2)はローレベルとなる。そのため、出力段(12)では、クロック信号(Φ1)に応じて動作する出力スイッチ(SO1)はオン状態となり端子(Iout+)と差動オペアンプ(100)の反転入力端子とが接続される。同様に、出力スイッチ(SO2)はオン状態となり端子(Iout−)と差動オペアンプ(100)の非反転入力端子とが接続される。一方、クロック信号(Φ2)に応じて動作する出力スイッチ(SO3)はオフ状態となり端子(Iout+)と端子(Iout−)とが切断される。
Next, the operation of the D / A converter (10) shown in FIG. 1 will be described with reference to FIG.
As shown at time t11 in FIGS. 2A and 2B, when the clock signal (Φ1) is at a high level, the clock signal (Φ2) is at a low level. Therefore, in the output stage (12), the output switch (SO1) that operates according to the clock signal (Φ1) is turned on, and the terminal (Iout +) and the inverting input terminal of the differential operational amplifier (100) are connected. Similarly, the output switch (SO2) is turned on, and the terminal (Iout−) is connected to the non-inverting input terminal of the differential operational amplifier (100). On the other hand, the output switch (SO3) that operates according to the clock signal (Φ2) is turned off, and the terminal (Iout +) and the terminal (Iout−) are disconnected.

入力段(11)では、複数の入力セグメントユニット(IU11〜IU1N)において、ユニット毎に与えられた入力デジタルデータ(D1〜DN)と入力デジタルデータの反転信号(D1B〜DNB)とに応じて、入力スイッチ(SA1〜SAN)と入力スイッチ(SC1〜SCN)とのペア、および、入力スイッチ(SB1〜SBN)と入力スイッチ(SD1〜SDN)とのペアのうち、いずれか一方のペアはオン状態となり、他方のペアはオフ状態となる。   In the input stage (11), in the plurality of input segment units (IU11 to IU1N), according to the input digital data (D1 to DN) given for each unit and the inverted signals (D1B to DNB) of the input digital data, One of the pair of the input switch (SA1 to SAN) and the input switch (SC1 to SCN) and the pair of the input switch (SB1 to SBN) and the input switch (SD1 to SDN) is in the on state. And the other pair is turned off.

そして、複数の入力セグメントユニット(IU11〜IU1N)のそれぞれは、端子(Iout+)、端子(Iout−)に電流を出力し、各入力セグメントユニット(IU11〜IU1N)から出力される電流の和が、端子(Iout+)および端子(Iout−)のそれぞれから出力される。
出力段(12)では、この端子(Iout+)および端子(Iout−)のそれぞれから出力される電流信号を差動オペアンプ(100)の反転入力端子、非反転入力端子に入力し、差動オペアンプ(100)は差動アナログ信号を出力する。
Each of the plurality of input segment units (IU11 to IU1N) outputs a current to the terminal (Iout +) and the terminal (Iout−), and the sum of the currents output from the input segment units (IU11 to IU1N) It is output from each of the terminal (Iout +) and the terminal (Iout−).
In the output stage (12), the current signal output from each of the terminal (Iout +) and the terminal (Iout−) is input to the inverting input terminal and the non-inverting input terminal of the differential operational amplifier (100). 100) outputs a differential analog signal.

クロック信号(Φ1)がハイレベルの状態から、時点t12でクロック信号(Φ1)がローレベルになりクロック信号(Φ2)がハイレベルに切り替わると、入力デジタルデータ(D1〜DN)、その反転信号(D1B〜DNB)に関係なく、スイッチ信号(φD1〜φDN)、(φD1B〜φDNB)は「−1」に切り替わる。そのため、入力スイッチ(SA1〜SAN)と入力スイッチ(SB1〜SBN)と入力スイッチ(SC1〜SCN)と入力スイッチ(SD1〜SDN)と、がオフ状態となり、電流源(IP1〜IPN)の他端と電流源(IN1〜INN)の他端とが、端子(Iout+)及び端子(Iout−)とから切断される。   When the clock signal (Φ1) becomes low level and the clock signal (Φ2) changes to high level at the time t12 from the state where the clock signal (Φ1) is high level, the input digital data (D1 to DN) and its inverted signal ( Regardless of D1B to DNB, the switch signals (φD1 to φDN) and (φD1B to φDNB) are switched to “−1”. Therefore, the input switch (SA1 to SAN), the input switch (SB1 to SBN), the input switch (SC1 to SCN), and the input switch (SD1 to SDN) are turned off, and the other end of the current source (IP1 to IPN). And the other ends of the current sources (IN1 to INN) are disconnected from the terminal (Iout +) and the terminal (Iout−).

クロック信号(Φ1)に応じて動作する出力スイッチ(SO1)はオフ状態となり端子(Iout+)と差動オペアンプ(100)の反転入力端子とが切断され、同様に出力スイッチ(SO2)はオフ状態となり端子(Iout−)と差動オペアンプ(100)の非反転入力端子とが切断される。一方、クロック信号(Φ2)に応じて動作する出力スイッチ(SO3)はオン状態となり端子(Iout+)と端子(Iout−)とを接続する。   The output switch (SO1) that operates according to the clock signal (Φ1) is turned off, the terminal (Iout +) and the inverting input terminal of the differential operational amplifier (100) are disconnected, and similarly, the output switch (SO2) is turned off. The terminal (Iout−) and the non-inverting input terminal of the differential operational amplifier (100) are disconnected. On the other hand, the output switch (SO3) operating in response to the clock signal (Φ2) is turned on to connect the terminal (Iout +) and the terminal (Iout−).

このクロック信号(Φ1)がローレベルである期間、すなわち、図2に示すように、クロック信号(Φ2)がハイレベルである期間T11では、差動オペアンプ(100)が出力する差動アナログ信号は、差動オペアンプ(100)と容量素子(Cfb1)と容量素子(Cfb2)とによって、クロック信号(Φ1)が、前回ハイレベルからローレベルに切り替わる直前に出力していた信号、すなわち、図2に示す時点t12でクロック信号(Φ1)がハイレベルからローレベルに切り替わる直前の期間T10で出力していた信号と同じ電圧値を保持する。   In the period in which the clock signal (Φ1) is at a low level, that is, as shown in FIG. 2, in the period T11 in which the clock signal (Φ2) is at a high level, the differential analog signal output by the differential operational amplifier (100) is FIG. 2 shows a signal output immediately before the clock signal (Φ1) is switched from the high level to the low level by the differential operational amplifier (100), the capacitive element (Cfb1), and the capacitive element (Cfb2). At the time t12 shown, the same voltage value as that of the signal output in the period T10 immediately before the clock signal (Φ1) switches from the high level to the low level is held.

そして、クロック信号(Φ1)がローレベル、クロック信号(Φ2)がハイレベルである状態から、時点t13で再び、クロック信号(Φ2)がローレベルになりクロック信号(Φ1)がハイレベルに切り替わると、出力スイッチ(SO1)はオン状態となり端子(Iout+)と差動オペアンプ(100)の反転入力端子とが接続される。同様に、出力スイッチ(SO2)はオン状態となり端子(Iout−)と差動オペアンプ(100)の非反転入力端子とが接続される。また、出力スイッチ(SO3)はオフ状態となり端子(Iout+)と端子(Iout−)とが切断される。   Then, from the state where the clock signal (Φ1) is at the low level and the clock signal (Φ2) is at the high level, the clock signal (Φ2) becomes the low level again at time t13 and the clock signal (Φ1) switches to the high level. The output switch (SO1) is turned on to connect the terminal (Iout +) and the inverting input terminal of the differential operational amplifier (100). Similarly, the output switch (SO2) is turned on, and the terminal (Iout−) is connected to the non-inverting input terminal of the differential operational amplifier (100). Further, the output switch (SO3) is turned off, and the terminal (Iout +) and the terminal (Iout−) are disconnected.

また、複数の入力セグメントユニット(IU11〜IU1N)において、ユニット毎に与えられた新たな入力デジタルデータ(D1−NEXT〜DN−NEXT)と新たな入力デジタルデータの反転信号(D1B−NEXT〜DNB−NEXT)とに応じて、入力スイッチ(SA1〜SAN)と入力スイッチ(SC1〜SCN)とのペア、および、入力スイッチ(SB1〜SBN)と入力スイッチ(SD1〜SDN)とのペア、のいずれか一方のペアはオン状態となり、他方のペアはオフ状態となる。   Further, in the plurality of input segment units (IU11 to IU1N), new input digital data (D1-NEXT to DN-NEXT) given for each unit and new input digital data inverted signal (D1B-NEXT to DNB-). NEXT), a pair of input switch (SA1 to SAN) and input switch (SC1 to SCN), or a pair of input switch (SB1 to SBN) and input switch (SD1 to SDN) One pair is on and the other pair is off.

そして、複数の入力セグメントユニット(IU11〜IU1N)のそれぞれは、端子(Iout+)と端子(Iout−)とに電流を出力し、出力段(12)において、差動オペアンプ(100)は新たな差動アナログ信号を出力する。
このように、D/A変換器(10)は、クロック信号(Φ2)がハイレベルになっている期間では、入力セグメントユニット(IU11〜IU1N)は、端子(Iout+)及び端子(Iout−)へ電流を出力しないという、上述のRTZ方式を採用しているにも関わらず、差動オペアンプ(100)が出力する差動アナログ信号は、クロック信号(Φ1)が、前回ローレベルになる直前に出力していた信号と同じ電圧値を保持することができる。
Each of the plurality of input segment units (IU11 to IU1N) outputs a current to the terminal (Iout +) and the terminal (Iout−), and the differential operational amplifier (100) in the output stage (12) has a new difference. A dynamic analog signal is output.
Thus, in the D / A converter (10), the input segment units (IU11 to IU1N) are connected to the terminal (Iout +) and the terminal (Iout−) during the period when the clock signal (Φ2) is at the high level. The differential analog signal output from the differential operational amplifier (100) is output immediately before the clock signal (Φ1) becomes the low level last time, even though the above-described RTZ method of not outputting current is adopted. It is possible to maintain the same voltage value as that of the signal that has been generated.

つまり、この第1実施形態におけるD/A変換器(10)は、RTZ方式を採用することによって、シンボル間干渉の影響による出力信号への歪みを回避できることに加え、RTZ方式を採用した場合の課題であった、差動アナログ信号の電圧レベルの低下による、S/N比の劣化の発生を回避することができる。   In other words, the D / A converter (10) in the first embodiment can avoid distortion to the output signal due to the influence of intersymbol interference by adopting the RTZ method, and also when the RTZ method is adopted. It is possible to avoid the deterioration of the S / N ratio due to the decrease in the voltage level of the differential analog signal, which was a problem.

(第2実施形態)
次に、図3を参照して、本発明の第2実施形態に係るD/A変換器(20)の構成を説明する。
この第2実施形態に係るD/A変換器(20)は、第1実施形態に係るD/A変換器(10)と同様に、Nビットのデジタル信号をアナログ信号に変換するD/A変換器である。ここでは、Nビットのデジタル信号の各ビットデータを入力デジタルデータ(D1〜DN)とする。
D/A変換器(20)は、入力段(21)と出力段(22)とクロック供給部(23)とスイッチ制御部(24)と、を備える。
(Second Embodiment)
Next, the configuration of the D / A converter (20) according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The D / A converter (20) according to the second embodiment, like the D / A converter (10) according to the first embodiment, converts the N-bit digital signal into an analog signal. It is a vessel. Here, each bit data of the N-bit digital signal is set as input digital data (D1 to DN).
The D / A converter (20) includes an input stage (21), an output stage (22), a clock supply unit (23), and a switch control unit (24).

入力段(21)、出力段(22)は、図1に示す第1実施形態のD/A変換器(10)における入力段(11)、出力段(12)とその構成の一部が異なること以外は同様であるので同一部には同一符号を付与し、その詳細な説明は省略する。
入力段(21)は、複数の入力セグメントユニット(IU21〜IU2N)を備える。この入力セグメントユニット(IU21〜IU2N)は、変換対象のデジタル信号の各ビットに対応して設けられている。すなわち、Nビットのデジタル信号の場合には、N個の入力セグメントユニットを備える。
入力セグメントユニット(IU21〜IU2N)は、同一構成を有するため、ここでは、入力セグメントユニット(IU2m(m=1〜N))について説明する。
The input stage (21) and the output stage (22) are partially different from the input stage (11) and the output stage (12) in the D / A converter (10) of the first embodiment shown in FIG. Since it is the same except for this, the same code | symbol is provided to the same part and the detailed description is abbreviate | omitted.
The input stage (21) includes a plurality of input segment units (IU21 to IU2N). The input segment units (IU21 to IU2N) are provided corresponding to each bit of the digital signal to be converted. That is, in the case of an N-bit digital signal, N input segment units are provided.
Since the input segment units (IU21 to IU2N) have the same configuration, the input segment unit (IU2m (m = 1 to N)) will be described here.

入力セグメントユニット(IU2m)は、一端が基準電圧源(VREFP)に接続された電流源(IPm)と、一端が基準電圧源(VREFN)(図3に示すD/A変換器(20)の場合には接地電位)に接続された電流源(INm)と、電流源(IPm)の他端と入力セグメントユニット(IU2m)の一方の出力端子である端子(Iout+)とを接続または切断する入力スイッチ(SAm)と、電流源(IPm)の他端と入力セグメントユニット(IU2m)の他方の出力端子である端子(Iout−)とを接続または切断する入力スイッチ(SBm)と、電流源(INm)の他端と端子(Iout−)とを接続または切断する入力スイッチ(SCm)と、電流源(INm)の他端と端子(Iout+)とを接続または切断する入力スイッチ(SDm)と、を備える。   In the input segment unit (IU2m), one end is a current source (IPm) connected to a reference voltage source (VREFP) and one end is a reference voltage source (VREFN) (D / A converter (20) shown in FIG. 3). Input switch for connecting or disconnecting the current source (INm) connected to the ground potential, the other end of the current source (IPm), and the terminal (Iout +) which is one output terminal of the input segment unit (IU2m) (SAm), an input switch (SBm) for connecting or disconnecting the other end of the current source (IPm) and the other output terminal (Iout-) of the input segment unit (IU2m), and a current source (INm) An input switch (SCm) for connecting or disconnecting the other end of the current source and the terminal (Iout−), and an input switch for connecting or disconnecting the other end of the current source (INm) and the terminal (Iout +). Comprising Tsu and switch (SDm), the.

さらに、入力セグメントユニット(IU2m)は、一端が基準電圧源(VREFP)に接続された電流源(IPm)の他端と一端が基準電圧源(VREFN)に接続された電流源(INm)の他端とを接続または切断する入力スイッチ(SEm)、を備える。
電流源(IPm)および電流源(INm)は互いに極性が異なる電流値の等しい電流を供給する。
Further, the input segment unit (IU2m) has the other end of the current source (IPm) whose one end is connected to the reference voltage source (VREFP) and the current source (INm) whose one end is connected to the reference voltage source (VREFN). An input switch (SEm) for connecting or disconnecting the end is provided.
The current source (IPm) and the current source (INm) supply currents having the same current value but different polarities.

入力スイッチ(SAm)および(SCm)は、各入力セグメントユニット(IU21〜IU2N)に対応して与えられた入力デジタルデータ(D1〜DN)とクロック信号(Φ1)とに基づくスイッチ信号(φD1〜φDN)に応じて動作する。入力スイッチ(SBm)および(SDm)は、与えられた入力デジタルデータ(D1〜DN)の反転信号(D1B〜DNB)とクロック信号(Φ1)とに基づくスイッチ信号(φD1B〜φDNB)に応じて動作する。入力スイッチ(SEm)はクロック信号(Φ2)に応じて動作する。
そして、複数の入力セグメントユニット(IU21〜IU2N)の端子(Iout+)同士、また端子(Iout−)同士は、それぞれ共通に接続されている。
The input switches (SAm) and (SCm) are switch signals (φD1 to φDN) based on input digital data (D1 to DN) and a clock signal (Φ1) given to the input segment units (IU21 to IU2N). ). The input switches (SBm) and (SDm) operate according to the switch signals (φD1B to φDNB) based on the inverted signals (D1B to DNB) and the clock signal (Φ1) of the applied input digital data (D1 to DN). To do. The input switch (SEm) operates according to the clock signal (Φ2).
The terminals (Iout +) and the terminals (Iout−) of the plurality of input segment units (IU21 to IU2N) are connected in common.

出力段(22)は、非反転入力端子、反転入力端子、非反転出力端子(Vout+)、および反転出力端子(Vout−)を有し、差動アナログ信号を出力する、全差動型オペアンプからなる差動オペアンプ(200)を備える。さらに、出力段(22)は、差動オペアンプ(200)の反転入力端子と非反転出力端子(Vout+)との間に接続された容量素子(Cfb1)と、差動オペアンプ(200)の非反転入力端子と反転出力端子(Vout−)との間に接続された容量素子(Cfb2)と、端子(Iout+)と非反転出力端子(Vout+)との間に容量素子(Cfb1)と並列に接続された抵抗素子(Rfb1)と、端子(Iout−)と反転出力端子(Vout−)との間に容量素子(Cfb2)と並列に接続された抵抗素子(Rfb2)と、を備える。   The output stage (22) has a non-inverting input terminal, an inverting input terminal, a non-inverting output terminal (Vout +), and an inverting output terminal (Vout−), and is a fully differential operational amplifier that outputs a differential analog signal. A differential operational amplifier (200). Further, the output stage (22) includes a capacitive element (Cfb1) connected between the inverting input terminal and the non-inverting output terminal (Vout +) of the differential operational amplifier (200), and the non-inverting of the differential operational amplifier (200). A capacitor (Cfb2) connected between the input terminal and the inverting output terminal (Vout−) and a capacitor (Cfb1) connected in parallel between the terminal (Iout +) and the non-inverting output terminal (Vout +). And a resistance element (Rfb2) connected in parallel with the capacitor element (Cfb2) between the terminal (Iout−) and the inverting output terminal (Vout−).

さらに、出力段(22)は、端子(Iout+)と差動オペアンプ(200)の反転入力端子とを接続または切断する出力スイッチ(SO1)と、端子(Iout−)と差動オペアンプ(200)の非反転入力端子とを接続または切断する出力スイッチ(SO2)と、端子(Iout+)と端子(Iout−)とを接続または切断する出力スイッチ(SO3)と、を備える。出力スイッチ(SO1)は、抵抗素子(Rfb1)の一端と差動オペアンプ(200)の反転入力端子との接続点と、容量素子(Cfb1)の一端と差動オペアンプ(200)の反転入力端子との接続点との間に接続される。同様に、出力スイッチ(SO2)は、抵抗素子(Rfb2)の一端と差動オペアンプ(200)の非反転入力端子との接続点と、容量素子(Cfb2)の一端と差動オペアンプ(200)の非反転入力端子との接続点との間に接続される。出力スイッチ(SO3)の一端は、抵抗素子(Rfb1)の一端と差動オペアンプ(200)の反転入力端子との接続点に接続され、他端は、抵抗素子(Rfb2)の一端と差動オペアンプ(200)の非反転入力端子との接続点に接続される。   Further, the output stage (22) includes an output switch (SO1) for connecting or disconnecting the terminal (Iout +) and the inverting input terminal of the differential operational amplifier (200), a terminal (Iout−), and the differential operational amplifier (200). An output switch (SO2) for connecting or disconnecting the non-inverting input terminal and an output switch (SO3) for connecting or disconnecting the terminal (Iout +) and the terminal (Iout−) are provided. The output switch (SO1) has a connection point between one end of the resistance element (Rfb1) and the inverting input terminal of the differential operational amplifier (200), one end of the capacitive element (Cfb1), and an inverting input terminal of the differential operational amplifier (200). It is connected between the connection points. Similarly, the output switch (SO2) includes a connection point between one end of the resistance element (Rfb2) and the non-inverting input terminal of the differential operational amplifier (200), one end of the capacitive element (Cfb2), and the differential operational amplifier (200). It is connected between the connection point with the non-inverting input terminal. One end of the output switch (SO3) is connected to a connection point between one end of the resistance element (Rfb1) and the inverting input terminal of the differential operational amplifier (200), and the other end is connected to one end of the resistance element (Rfb2) and the differential operational amplifier. (200) is connected to the connection point with the non-inverting input terminal.

出力スイッチ(SO1、SO2)はクロック信号(Φ1)に応じて動作する。出力スイッチ(SO3)はクロック信号(Φ2)に応じて動作する。
クロック供給部(23)は、前述の図2に示す2種類のクロック信号(Φ1、Φ2)を供給する。
クロック供給部(23)から供給される2種類のクロック信号(Φ1、Φ2)は、図2に示すように、それぞれローレベルとハイレベルとを所定間隔で繰り返すようなクロック信号であり、互いに逆特性を有する。
The output switches (SO1, SO2) operate according to the clock signal (Φ1). The output switch (SO3) operates according to the clock signal (Φ2).
The clock supply unit (23) supplies the two types of clock signals (Φ1, Φ2) shown in FIG.
As shown in FIG. 2, the two types of clock signals (Φ1, Φ2) supplied from the clock supply unit (23) are clock signals that repeat a low level and a high level at predetermined intervals, and are opposite to each other. Has characteristics.

スイッチ制御部(24)は、入力デジタルデータ(D1〜DN)と、クロック供給部(23)から出力されるクロック信号(Φ1)とを入力し、これらをもとに、上記第1実施形態におけるスイッチ制御部(14)と同様の手順で、スイッチ信号(φD1〜φDN)およびスイッチ信号(φD1B〜φDNB)を生成する。そして、スイッチ信号(φD1〜φDN)を、入力スイッチ(SA1〜SAN)および入力スイッチ(SC1〜SCN)に出力し、スイッチ信号(φD1B〜φDNB)を、入力スイッチ(SB1〜SBN)および入力スイッチ(SD1〜SDN)に出力する。   The switch control unit (24) receives input digital data (D1 to DN) and a clock signal (Φ1) output from the clock supply unit (23), and based on these, the switch control unit (24) in the first embodiment. Switch signals (φD1 to φDN) and switch signals (φD1B to φDNB) are generated in the same procedure as the switch control unit (14). Then, the switch signals (φD1 to φDN) are output to the input switches (SA1 to SAN) and the input switches (SC1 to SCN), and the switch signals (φD1B to φDNB) are output to the input switches (SB1 to SBN) and the input switches (SB1 to SBN). SD1 to SDN).

ここで、入力セグメントユニット(IU21〜IU2N)において、一端が基準電圧源(VREFP)に接続された電流源(IP1〜IPN)の他端と端子(Iout+)とを接続または切断する入力スイッチ(SA1〜SAN)は、入力デジタルデータ(D1〜DN)に基づき生成されるスイッチ信号(φD1〜φDN)の極性が「+1」の時には、オン状態となり電流源(IP1〜IPN)の他端と端子(Iout+)とを接続し、スイッチ信号(φD1〜φDN)の極性が「−1」の時には、オフ状態となり電流源(IP1〜IPN)の他端と端子(Iout+)とを切断する。   Here, in the input segment unit (IU21 to IU2N), an input switch (SA1) that connects or disconnects the other end of the current source (IP1 to IPN), one end of which is connected to the reference voltage source (VREFP), and the terminal (Iout +). To SAN) are turned on when the polarity of the switch signals (φD1 to φDN) generated based on the input digital data (D1 to DN) is “+1”, and the other ends of the current sources (IP1 to IPN) and the terminals ( Iout +) is connected, and when the polarity of the switch signal (φD1 to φDN) is “−1”, it is turned off and the other end of the current source (IP1 to IPN) and the terminal (Iout +) are disconnected.

一方、一端が基準電圧源(VREFP)に接続された電流源(IP1〜IPN)の他端と端子(Iout−)とを接続または切断する入力スイッチ(SB1〜SBN)は、入力デジタルデータの反転信号(D1B〜DNB)に基づき生成されるスイッチ信号(φD1B〜φDNB)の極性が「+1」の時には、オン状態となり電流源(IP1〜IPN)の他端と端子(Iout−)とを接続し、スイッチ信号(φD1B〜φDNB)の極性が「−1」の時には、オフ状態となり電流源(IP1〜IPN)の他端と端子(Iout−)とを切断する。   On the other hand, the input switches (SB1 to SBN) for connecting or disconnecting the other end of the current sources (IP1 to IPN) whose one end is connected to the reference voltage source (VREFP) and the terminal (Iout−) are inverted in the input digital data. When the polarity of the switch signal (φD1B to φDNB) generated based on the signal (D1B to DNB) is “+1”, the switch is turned on and the other end of the current source (IP1 to IPN) is connected to the terminal (Iout−). When the polarity of the switch signals (φD1B to φDNB) is “−1”, the switch is turned off and the other end of the current source (IP1 to IPN) and the terminal (Iout−) are disconnected.

また、入力セグメントユニット(IU21〜IU2N)において、一端が基準電圧源(VREFN)に接続された電流源(IN1〜INN)の他端と端子(Iout−)とを接続または切断する入力スイッチ(SC1〜SCN)は、入力デジタルデータ(D1〜DN)に基づき生成されるスイッチ信号(φD1〜φDN)の極性が「+1」の時には、オン状態となり電流源(IN1〜INN)の他端と端子(Iout−)とを接続し、スイッチ信号(φD1〜φDN)の極性が「−1」の時には、オフ状態となり電流源(IN1〜INN)の他端と端子(Iout−)とを切断する。   Further, in the input segment unit (IU21 to IU2N), an input switch (SC1) for connecting or disconnecting the other end of the current source (IN1 to INN) and one terminal (Iout−), one end of which is connected to the reference voltage source (VREFN). To SCN) are turned on when the polarity of the switch signals (φD1 to φDN) generated based on the input digital data (D1 to DN) is “+1”, and the other ends of the current sources (IN1 to INN) and the terminals ( Iout−) is connected, and when the polarity of the switch signal (φD1 to φDN) is “−1”, the switch is turned off and the other end of the current source (IN1 to INN) and the terminal (Iout−) are disconnected.

一方、一端が基準電圧源(VREFN)に接続された電流源(IN1〜INN)の他端と端子(Iout+)とを接続または切断する入力スイッチ(SD1〜SDN)は、入力デジタルデータの反転信号(D1B〜DNB)に基づき生成されるスイッチ信号(φD1B〜φDNB)の極性が「+1」の時には、オン状態となり電流源(IN1〜INN)の他端と端子(Iout+)とを接続し、スイッチ信号(φD1B〜φDNB)の極性が「−1」の時には、オフ状態となり電流源(IN1〜INN)の他端と端子(Iout+)とを切断する。   On the other hand, the input switches (SD1 to SDN) for connecting or disconnecting the other end of the current source (IN1 to INN) and the terminal (Iout +) having one end connected to the reference voltage source (VREFN) are inverted signals of the input digital data. When the polarity of the switch signal (φD1B to φDNB) generated based on (D1B to DNB) is “+1”, the switch is turned on to connect the other end of the current source (IN1 to INN) and the terminal (Iout +), and switch When the polarity of the signal (φD1B to φDNB) is “−1”, the signal is turned off and the other end of the current source (IN1 to INN) and the terminal (Iout +) are disconnected.

つまり、これら入力スイッチ(SA1〜SAN、SB1〜SBN、SC1〜SCN、SD1〜SDN)は、スイッチ信号(φD1〜φDN)およびスイッチ信号(φD1B〜φDNB)に基づきRTZ方式で動作する。
出力スイッチ(SO1)及び出力スイッチ(SO2)は、クロック信号(Φ1)がハイレベルの時オン状態となって、これ以外の時にはオフ状態となる。
また、電流源(IP1〜IPN)の他端と電流源(IN1〜INN)の他端とを接続または切断する入力スイッチ(SE1〜SEN)及び出力スイッチ(SO3)は、クロック信号(Φ2)がハイレベルの時オン状態となって、これ以外の時にはオフ状態となる。
That is, these input switches (SA1 to SAN, SB1 to SBN, SC1 to SCN, SD1 to SDN) operate in the RTZ system based on the switch signal (φD1 to φDN) and the switch signal (φD1B to φDNB).
The output switch (SO1) and the output switch (SO2) are turned on when the clock signal (Φ1) is at a high level, and are turned off at other times.
The input switch (SE1 to SEN) and the output switch (SO3) for connecting or disconnecting the other end of the current source (IP1 to IPN) and the other end of the current source (IN1 to INN) have a clock signal (Φ2). It is on when it is high and off when it is not.

次に、図3に示す第2実施形態におけるD/A変換器(20)の動作を説明する。
図2に示すように、クロック信号(Φ1)がハイレベルの時、クロック信号(Φ2)はローレベルとなる。
そのため、出力段(22)では、出力スイッチ(SO1)はオン状態となり端子(Iout+)と差動オペアンプ(200)の反転入力端子とが接続される。同様に、出力スイッチ(SO2)はオン状態となり端子(Iout−)と差動オペアンプ(200)の非反転入力端子とが接続される。一方、クロック信号(Φ2)に応じて動作する出力スイッチ(SO3)はオフ状態となり端子(Iout+)と端子(Iout−)とが切断される。
Next, the operation of the D / A converter (20) in the second embodiment shown in FIG. 3 will be described.
As shown in FIG. 2, when the clock signal (Φ1) is at a high level, the clock signal (Φ2) is at a low level.
Therefore, in the output stage (22), the output switch (SO1) is turned on, and the terminal (Iout +) and the inverting input terminal of the differential operational amplifier (200) are connected. Similarly, the output switch (SO2) is turned on, and the terminal (Iout−) is connected to the non-inverting input terminal of the differential operational amplifier (200). On the other hand, the output switch (SO3) that operates according to the clock signal (Φ2) is turned off, and the terminal (Iout +) and the terminal (Iout−) are disconnected.

入力段(21)では、複数の入力セグメントユニット(IU21〜IU2N)において、ユニット毎に与えられた入力デジタルデータ(D1〜DN)と入力デジタルデータの反転信号(D1B〜DNB)とに応じて、入力スイッチ(SA1〜SAN)と入力スイッチ(SC1〜SCN)のペア、または、入力スイッチ(SB1〜SBN)と入力スイッチ(SD1〜SDN)のペアと、のいずれか一方のペアはオン状態となり、他方のペアはオフ状態となる。   In the input stage (21), in the plurality of input segment units (IU21 to IU2N), in accordance with input digital data (D1 to DN) given to each unit and inverted signals (D1B to DNB) of the input digital data, Either the pair of the input switch (SA1 to SAN) and the input switch (SC1 to SCN) or the pair of the input switch (SB1 to SBN) and the input switch (SD1 to SDN) is turned on, The other pair is turned off.

このとき、クロック信号(Φ2)に応じて動作する入力スイッチ(SE1〜SEN)はオフ状態となり電流源(IP1〜IPN)の他端と電流源(IN1〜INN)の他端とが切断される。
そして、複数の入力セグメントユニット(IU21〜IU2N)それぞれは、端子(Iout+)および端子(Iout−)に電流を出力し、各入力セグメントユニット(IU21〜IU2N)から出力される電流の和が、端子(Iout+)および端子(Iout−)のそれぞれから出力される。出力段(22)では、この端子(Iout+)および端子(Iout−)のそれぞれから出力される電流信号を差動オペアンプ(200)の反転入力端子、非反転入力端子に入力し、差動オペアンプ(200)は差動アナログ信号を出力する。
At this time, the input switches (SE1 to SEN) that operate according to the clock signal (Φ2) are turned off, and the other ends of the current sources (IP1 to IPN) and the other ends of the current sources (IN1 to INN) are disconnected. .
Each of the plurality of input segment units (IU21 to IU2N) outputs a current to the terminal (Iout +) and the terminal (Iout−), and the sum of the currents output from the input segment units (IU21 to IU2N) Output from each of (Iout +) and terminal (Iout−). In the output stage (22), the current signals output from the terminals (Iout +) and (Iout−) are input to the inverting input terminal and the non-inverting input terminal of the differential operational amplifier (200), and the differential operational amplifier ( 200) outputs a differential analog signal.

クロック信号(Φ1)がハイレベルである状態から、クロック信号(Φ1)がローレベルになりクロック信号(Φ2)がハイレベルに切り替わると、入力デジタルデータ(D1〜DN)、その反転信号(D1B〜DNB)に関係なく、スイッチ信号(φD1〜φDN)、(φD1B〜φDNB)は「−1」に切り替わる。そのため、入力スイッチ(SA1〜SAN)と入力スイッチ(SB1〜SBN)と入力スイッチ(SC1〜SCN)と入力スイッチ(SD1〜SDN)はオフ状態となり、電流源(IP1〜IPN)の他端と電流源(IN1〜INN)の他端とが、端子(Iout+)及び端子(Iout−)から切断される。   When the clock signal (Φ1) becomes low level and the clock signal (Φ2) switches to high level from the state where the clock signal (Φ1) is high level, the input digital data (D1 to DN) and its inverted signal (D1B to Regardless of the DNB), the switch signals (φD1 to φDN) and (φD1B to φDNB) are switched to “−1”. Therefore, the input switch (SA1 to SAN), the input switch (SB1 to SBN), the input switch (SC1 to SCN), and the input switch (SD1 to SDN) are turned off, and the other end of the current source (IP1 to IPN) and the current The other ends of the sources (IN1 to INN) are disconnected from the terminal (Iout +) and the terminal (Iout−).

このとき、入力スイッチ(SE1〜SEN)はオン状態となり電流源(IP1〜IPN)の他端と電流源(IN1〜INN)の他端とが接続される。
また、出力スイッチ(SO1)はオフ状態となり端子(Iout+)と差動オペアンプ(200)の反転入力端子とが切断され、同様に出力スイッチ(SO2)はオフ状態となり端子(Iout−)と差動オペアンプ(200)の非反転入力端子とが切断される。また、出力スイッチ(SO3)はオン状態となり端子(Iout+)と端子(Iout−)を接続する。
At this time, the input switches (SE1 to SEN) are turned on, and the other ends of the current sources (IP1 to IPN) are connected to the other ends of the current sources (IN1 to INN).
Further, the output switch (SO1) is turned off and the terminal (Iout +) is disconnected from the inverting input terminal of the differential operational amplifier (200). Similarly, the output switch (SO2) is turned off and the terminal (Iout−) is differentially connected. The non-inverting input terminal of the operational amplifier (200) is disconnected. The output switch (SO3) is turned on to connect the terminal (Iout +) and the terminal (Iout−).

この第2実施形態においても、図2に示すように、クロック信号(Φ1)がローレベル、クロック信号(Φ2)がハイレベルである期間T11では、差動オペアンプ(200)が出力する差動アナログ信号は、差動オペアンプ(200)と容量素子(Cfb1)と容量素子(Cfb2)とによって、クロック信号(Φ1)が、前回ハイレベルからローレベルに切り替わる直前に出力していた信号、すなわち、図2に示す期間T10で出力していた信号と同じ電圧値を保持する。   Also in the second embodiment, as shown in FIG. 2, in the period T11 in which the clock signal (Φ1) is at the low level and the clock signal (Φ2) is at the high level, the differential analog output from the differential operational amplifier (200). The signal is a signal output immediately before the clock signal (Φ1) is switched from the high level to the low level by the differential operational amplifier (200), the capacitive element (Cfb1), and the capacitive element (Cfb2). 2 holds the same voltage value as the signal output in the period T10 shown in FIG.

そして、クロック信号(Φ1)がローレベル、クロック信号(Φ2)がハイレベルである状態から、再び、クロック信号(Φ2)がローレベルになりクロック信号(Φ1)がハイレベルに切り替わると、出力スイッチ(SO1)はオン状態となり端子(Iout+)と差動オペアンプ(200)の反転入力端子とが接続され、同様に出力スイッチ(SO2)はオン状態となり端子(Iout−)と差動オペアンプ(200)の非反転入力端子とが接続される。一方、出力スイッチ(SO3)はオフ状態となり端子(Iout+)と端子(Iout−)とが切断される。   When the clock signal (Φ1) is switched to the high level again from the state where the clock signal (Φ1) is at the low level and the clock signal (Φ2) is at the high level, the output switch (SO1) is turned on and the terminal (Iout +) is connected to the inverting input terminal of the differential operational amplifier (200). Similarly, the output switch (SO2) is turned on and the terminal (Iout−) and the differential operational amplifier (200) are connected. To the non-inverting input terminal. On the other hand, the output switch (SO3) is turned off, and the terminal (Iout +) and the terminal (Iout−) are disconnected.

また、複数の入力セグメントユニット(IU21〜IU2N)において、ユニット毎に与えられた新たな入力デジタルデータ(D1−NEXT〜DN−NEXT)と新たな入力デジタルデータの反転信号(D1B−NEXT〜DNB−NEXT)とに応じて、入力スイッチ(SA1〜SAN)と入力スイッチ(SC1〜SCN)とのペア、または、入力スイッチ(SB1〜SBN)と入力スイッチ(SD1〜SDN)とのペア、のいずれか一方のペアはオン状態となり、他方のペアはオフ状態となる。   Further, in the plurality of input segment units (IU21 to IU2N), new input digital data (D1-NEXT to DN-NEXT) given for each unit and inverted signal (D1B-NEXT to DNB-) of the new input digital data are given. NEXT), either a pair of input switches (SA1 to SAN) and input switches (SC1 to SCN) or a pair of input switches (SB1 to SBN) and input switches (SD1 to SDN) One pair is on and the other pair is off.

また、入力スイッチ(SE1〜SEN)はオフ状態となり電流源(IP1〜IPN)の他端と電流源(IN1〜INN)の他端とが切断される。
そして、複数の入力セグメントユニット(IU21〜IU2N)のそれぞれは、端子(Iout+)および端子(Iout−)に電流を出力し、出力段(22)において、差動オペアンプ(200)は新たな差動アナログ信号を出力する。
Further, the input switches (SE1 to SEN) are turned off, and the other end of the current sources (IP1 to IPN) and the other end of the current sources (IN1 to INN) are disconnected.
Each of the plurality of input segment units (IU21 to IU2N) outputs a current to the terminal (Iout +) and the terminal (Iout−). In the output stage (22), the differential operational amplifier (200) Output analog signals.

このように、D/A変換器(20)は、クロック信号(Φ2)がハイレベルになっている期間では、入力セグメントユニット(IU21〜IU2N)は端子(Iout+)及び端子(Iout−)へ電流を出力しないという、上述のRTZ方式を採用しているにも関わらず、差動オペアンプ(200)が出力する差動アナログ信号は、クロック信号(Φ1)が、前回ローレベルになる直前に出力していた信号と同じ電圧値を保持することができる。
つまり、このD/A変換器(20)は、RTZ方式を採用することによりシンボル間干渉の影響による出力信号への歪みを回避できることに加え、RTZ方式を採用した場合の課題であった、差動アナログ信号の電圧レベル低下による、S/N比の劣化も発生しない。
Thus, in the D / A converter (20), during the period when the clock signal (Φ2) is at the high level, the input segment units (IU21 to IU2N) are supplied with currents to the terminals (Iout +) and (Iout−). The differential analog signal output by the differential operational amplifier (200) is output immediately before the clock signal (Φ1) goes to the low level last time, even though the above-described RTZ method is adopted. It is possible to hold the same voltage value as that of the signal.
That is, this D / A converter (20) can avoid distortion to the output signal due to the influence of inter-symbol interference by adopting the RTZ method, and is a problem when the RTZ method is adopted. The S / N ratio does not deteriorate due to the voltage level drop of the dynamic analog signal.

また、クロック信号(Φ2)がハイレベルの期間では、複数の入力セグメントユニット(IU21〜IU2N)において、入力スイッチ(SE1〜SEN)がオン状態となり、電流源(IP1〜IPN)の他端と電流源(IN1〜INN)の他端とを接続する構成としている。そのため、次に、クロック信号(Φ2)がローレベルになりクロック信号(Φ1)がハイレベルになった時に、入力デジタルデータに依存して入力セグメントユニット(IU21〜IU2N)において生じる影響を、端子(Iout+)と端子(Iout−)とに与えることを回避することができる。すなわち、D/A変換器(20)の変換精度を向上させることができる。   Also, during the period when the clock signal (Φ2) is at the high level, the input switches (SE1 to SEN) are turned on in the plurality of input segment units (IU21 to IU2N), and the other ends of the current sources (IP1 to IPN) The other ends of the sources (IN1 to INN) are connected. Therefore, when the clock signal (Φ2) becomes low level and the clock signal (Φ1) becomes high level, the influence that occurs in the input segment units (IU21 to IU2N) depending on the input digital data is Iout +) and the terminal (Iout−) can be avoided. That is, the conversion accuracy of the D / A converter (20) can be improved.

(第3実施形態)
次に、本発明の第3実施形態を説明する。
この第3実施形態に係るD/A変換器(30)は、Nビットのデジタル信号をアナログ信号に変換するD/A変換器である。ここでは、Nビットのデジタル信号の各ビットデータを入力デジタルデータ(D1〜DN)としている。
上記第1実施形態におけるD/A変換器(10)は、出力段(12)の差動オペアンプ(100)として全差動型オペアンプを適用したのに対し、第3実施形態におけるD/A変換器(30)は図4に示すように、差動オペアンプ(300)としてシングルエンド型オペアンプを適用したものである。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described.
The D / A converter (30) according to the third embodiment is a D / A converter that converts an N-bit digital signal into an analog signal. Here, each bit data of the N-bit digital signal is set as input digital data (D1 to DN).
The D / A converter (10) in the first embodiment applies a fully differential operational amplifier as the differential operational amplifier (100) of the output stage (12), whereas the D / A conversion in the third embodiment. As shown in FIG. 4, the device (30) is a differential operational amplifier (300) in which a single-ended operational amplifier is applied.

D/A変換器(30)は、入力段(31)と出力段(32)とクロック供給部(33)と、スイッチ制御部(34)と、を備える。
入力段(31)は、複数の入力セグメントユニット(IU31〜IU3N)を備える。
この入力セグメントユニット(IU31〜IU3N)は、変換対象のデジタル信号の各ビットに対応して設けられている。すなわち、Nビットのデジタル信号の場合には、N個の入力セグメントユニットを備える。
The D / A converter (30) includes an input stage (31), an output stage (32), a clock supply unit (33), and a switch control unit (34).
The input stage (31) includes a plurality of input segment units (IU31 to IU3N).
The input segment units (IU31 to IU3N) are provided corresponding to each bit of the digital signal to be converted. That is, in the case of an N-bit digital signal, N input segment units are provided.

入力セグメントユニット(IU31〜IU3N)は同一構成を有するため、ここでは、入力セグメントユニット(IU3m(m=1〜N))について説明する。
入力セグメントユニット(IU3m)は、一端が基準電圧源(VREFP)に接続された電流源(IPm)と、一端が基準電圧源(VREFN)(図4に示すD/A変換器(30)の場合には接地電位)に接続された電流源(INm)と、電流源(IPm)の他端と入力セグメントユニット(IU3m)の出力端子である端子(Iout)とを接続または切断する入力スイッチ(SAm)と、電流源(INm)の他端と端子(Iout)とを接続または切断する入力スイッチ(SBm)と、を備え、入力スイッチ(SAm)および入力スイッチ(SBm)の、端子(Iout)と接続される側の一端は共通して端子(Iout)に接続される。
Since the input segment units (IU31 to IU3N) have the same configuration, the input segment unit (IU3m (m = 1 to N)) will be described here.
In the input segment unit (IU3m), one end of the current source (IPm) connected to the reference voltage source (VREFP) and the other end of the reference voltage source (VREFN) (D / A converter (30) shown in FIG. 4) The input switch (SAm) that connects or disconnects the current source (INm) connected to the ground potential, the other end of the current source (IPm), and the terminal (Iout) that is the output terminal of the input segment unit (IU3m). ) And an input switch (SBm) for connecting or disconnecting the other end of the current source (INm) and the terminal (Iout), and the terminal (Iout) of the input switch (SAm) and the input switch (SBm) One end of the connected side is commonly connected to a terminal (Iout).

電流源(IPm)と電流源(INm)とは、極性が異なり電流値の等しい電流を供給する。
入力スイッチ(SAm)は、各入力セグメントユニット(IU31〜IU3N)に対応して与えられた入力デジタルデータ(D1〜DN)とクロック信号(Φ1)とに基づくスイッチ信号(φD1〜φDN)に応じて動作する。入力スイッチ(SBm)は、与えられた入力デジタルデータ(D1〜DN)の反転信号(D1B〜DNB)とクロック信号(Φ1)とに基づくスイッチ信号(φD1B〜φDNB)に応じて動作する。
The current source (IPm) and the current source (INm) supply currents having different polarities and equal current values.
The input switch (SAm) responds to switch signals (φD1 to φDN) based on the input digital data (D1 to DN) and the clock signal (Φ1) given to the input segment units (IU31 to IU3N). Operate. The input switch (SBm) operates in response to a switch signal (φD1B to φDNB) based on the inverted signals (D1B to DNB) of the given input digital data (D1 to DN) and the clock signal (Φ1).

そして、複数の入力セグメントユニット(IU31〜IU3N)の端子(Iout)同士は、共通に接続されている。
出力段(32)は、非反転入力端子、反転入力端子、出力端子(Vout)を有し、シングルエンド信号を出力するシングルエンド型オペアンプからなる差動オペアンプ(300)を備える。さらに、出力段(32)は、差動オペアンプ(300)の反転入力端子と出力端子(Vout)との間に接続された容量素子(Cfb)と、端子(Iout)と出力端子(Vout)との間に容量素子(Cfb)と並列に接続された抵抗素子(Rfb)と、を備える。差動オペアンプ(300)の非反転入力端子はコモン電圧源(VCM)に接続される。
The terminals (Iout) of the plurality of input segment units (IU31 to IU3N) are connected in common.
The output stage (32) has a non-inverting input terminal, an inverting input terminal, and an output terminal (Vout), and includes a differential operational amplifier (300) composed of a single-ended operational amplifier that outputs a single-ended signal. Further, the output stage (32) includes a capacitive element (Cfb) connected between the inverting input terminal and the output terminal (Vout) of the differential operational amplifier (300), a terminal (Iout), and an output terminal (Vout). And a resistance element (Rfb) connected in parallel with the capacitor element (Cfb). The non-inverting input terminal of the differential operational amplifier (300) is connected to a common voltage source (VCM).

さらに、出力段(32)は、端子(Iout)と差動オペアンプ(300)の反転入力端子とを接続または切断する出力スイッチ(SO1)と、端子(Iout)とコモン電圧源(VCM)とを接続または切断する出力スイッチ(SO2)と、を備える。
出力スイッチ(SO1)は、抵抗素子(Rfb)の一端と差動オペアンプ(300)の反転入力端子との接続点と、容量素子(Cfb)の一端と差動オペアンプ(300)の反転入力端子との接続点との間に接続される。出力スイッチ(SO2)の一端は、抵抗素子(Rfb)の一端と差動オペアンプ(300)の反転入力端子との接続点に接続され、他端は、コモン電圧源(VCM)に接続される。
Further, the output stage (32) includes an output switch (SO1) for connecting or disconnecting the terminal (Iout) and the inverting input terminal of the differential operational amplifier (300), a terminal (Iout), and a common voltage source (VCM). And an output switch (SO2) to be connected or disconnected.
The output switch (SO1) includes a connection point between one end of the resistance element (Rfb) and the inverting input terminal of the differential operational amplifier (300), one end of the capacitive element (Cfb), and an inverting input terminal of the differential operational amplifier (300). It is connected between the connection points. One end of the output switch (SO2) is connected to a connection point between one end of the resistance element (Rfb) and the inverting input terminal of the differential operational amplifier (300), and the other end is connected to a common voltage source (VCM).

これら出力スイッチ(SO1)は、クロック信号(Φ1)に応じて動作する。出力スイッチ(SO2)は、クロック信号(Φ2)に応じて動作する。
クロック供給部(33)は、図2に示す上記第1実施形態と同様の2種類のクロック信号(Φ1、Φ2)を供給する。
スイッチ制御部(34)は、入力デジタルデータ(D1〜DN)と、クロック供給部(33)から出力されるクロック信号(Φ1)とを入力し、これらをもとに、上記第1実施形態におけるスイッチ制御部(34)と同様の手順で、図2に示すスイッチ信号(φD1〜φDN)およびスイッチ信号(φD1B〜φDNB)を生成する。そして、スイッチ信号(φD1〜φDN)を、入力スイッチ(SA1〜SAN)に出力し、スイッチ信号(φD1B〜φDNB)を、入力スイッチ(SB1〜SBN)に出力する。
These output switches (SO1) operate according to the clock signal (Φ1). The output switch (SO2) operates according to the clock signal (Φ2).
The clock supply unit (33) supplies the same two types of clock signals (Φ1, Φ2) as in the first embodiment shown in FIG.
The switch control unit (34) receives input digital data (D1 to DN) and a clock signal (Φ1) output from the clock supply unit (33), and based on these, the switch control unit (34) in the first embodiment. The switch signals (φD1 to φDN) and switch signals (φD1B to φDNB) shown in FIG. 2 are generated in the same procedure as the switch control unit (34). Then, the switch signals (φD1 to φDN) are output to the input switches (SA1 to SAN), and the switch signals (φD1B to φDNB) are output to the input switches (SB1 to SBN).

入力セグメントユニット(IU31〜IU3N)において、一端が基準電圧源(VREFP)に接続された電流源(IP1〜IPN)の他端と端子(Iout)とを接続または切断する入力スイッチ(SA1〜SAN)は、入力デジタルデータ(D1〜DN)に基づき生成されるスイッチ信号(φD1〜φDN)の極性が「+1」の時には、オン状態となり電流源(IP1〜IPN)の他端と端子(Iout)とを接続し、スイッチ信号(φD1〜φDN)の極性が「−1」の時には、オフ状態となり電流源(IP1〜IPN)の他端と端子(Iout)とを切断する。   In the input segment units (IU31 to IU3N), input switches (SA1 to SAN) for connecting or disconnecting the other end of the current source (IP1 to IPN) and one terminal (Iout), one end of which is connected to the reference voltage source (VREFP) Is turned on when the polarity of the switch signals (φD1 to φDN) generated based on the input digital data (D1 to DN) is “+1”, and the other end of the current sources (IP1 to IPN) and the terminal (Iout) When the polarity of the switch signal (φD1 to φDN) is “−1”, the switch is turned off and the other end of the current source (IP1 to IPN) and the terminal (Iout) are disconnected.

一方、一端が基準電圧源(VREFN)に接続された電流源(IN1〜INN)の他端と端子(Iout)とを接続または切断する入力スイッチ(SB1〜SBN)は、入力デジタルデータの反転信号(D1B〜DNB)に基づき生成されるスイッチ信号(φD1B〜φDNB)の極性が「+1」の時には、オン状態となり電流源(IN1〜INN)の他端と端子(Iout)とを接続し、スイッチ信号(φD1B〜φDNB)の極性が「−1」の時には、オフ状態となり電流源(IN1〜INN)の他端と端子(Iout)とを切断する。   On the other hand, the input switches (SB1 to SBN) for connecting or disconnecting the other end of the current source (IN1 to INN) and the terminal (Iout) whose one end is connected to the reference voltage source (VREFN) are inverted signals of the input digital data. When the polarity of the switch signal (φD1B to φDNB) generated based on (D1B to DNB) is “+1”, the switch is turned on to connect the other end of the current source (IN1 to INN) and the terminal (Iout), and switch When the polarity of the signal (φD1B to φDNB) is “−1”, the signal is turned off and the other end of the current source (IN1 to INN) and the terminal (Iout) are disconnected.

つまり、これら入力スイッチ(SA1〜SAN、SB1〜SBN)は、スイッチ信号(φD1〜φDN)およびスイッチ信号(φD1B〜φDNB)に基づきRTZ方式で動作する。
出力スイッチ(SO1)は、クロック信号(Φ1)がハイレベルの時オン状態となって、これ以外の時にはオフ状態となる。
また、出力スイッチ(SO2)は、クロック信号(Φ2)がハイレベルの時オン状態となって、これ以外の時にはオフ状態となる。
That is, these input switches (SA1 to SAN, SB1 to SBN) operate in the RTZ system based on the switch signals (φD1 to φDN) and the switch signals (φD1B to φDNB).
The output switch (SO1) is turned on when the clock signal (Φ1) is at a high level, and is turned off at other times.
The output switch (SO2) is turned on when the clock signal (Φ2) is at a high level, and is turned off at other times.

次に、図4に示すD/A変換器(30)の動作を説明する。
図2に示すように、クロック信号(Φ1)がハイレベル、クロック信号(Φ2)はローレベルのとき、クロック信号(Φ1)に応じて動作する出力スイッチ(SO1)はオン状態となり端子(Iout)と差動オペアンプ(300)の反転入力端子とが接続される。一方、クロック信号(Φ2)に応じて動作する出力スイッチ(SO2)はオフ状態となり端子(Iout)とコモン電圧源(VCM)とが切断される。
Next, the operation of the D / A converter (30) shown in FIG. 4 will be described.
As shown in FIG. 2, when the clock signal (Φ1) is at the high level and the clock signal (Φ2) is at the low level, the output switch (SO1) that operates according to the clock signal (Φ1) is turned on and the terminal (Iout) And the inverting input terminal of the differential operational amplifier (300). On the other hand, the output switch (SO2) that operates according to the clock signal (Φ2) is turned off, and the terminal (Iout) and the common voltage source (VCM) are disconnected.

複数の入力セグメントユニット(IU31〜IU3N)において、ユニット毎に与えられた入力デジタルデータ(D1〜DN)と入力デジタルデータの反転信号(D1B〜DNB)とに応じて、入力スイッチ(SA1〜SAN)および入力スイッチ(SB1〜SBN)のうち、いずれか一方はオン状態となり、他方はオフ状態となる。
そして、複数の入力セグメントユニット(IU31〜IU3N)のそれぞれは、端子(Iout)に電流を出力し、出力段(32)において、差動オペアンプ(300)はコモン電圧源(VCM)の電位を基準とするシングルエンド信号を出力する。
In a plurality of input segment units (IU31 to IU3N), input switches (SA1 to SAN) are selected according to input digital data (D1 to DN) and inverted signals (D1B to DNB) of the input digital data given to each unit. And one of the input switches (SB1 to SBN) is turned on, and the other is turned off.
Each of the plurality of input segment units (IU31 to IU3N) outputs a current to the terminal (Iout), and in the output stage (32), the differential operational amplifier (300) uses the potential of the common voltage source (VCM) as a reference. A single-ended signal is output.

クロック信号(Φ1)がハイレベルの状態から、クロック信号(Φ1)がローレベルになりクロック信号(Φ2)がハイレベルに切り替わると、入力デジタルデータ(D1〜DN)、その反転信号(D1B〜DNB)に関係なく、スイッチ信号(φD1〜φDN)、(φD1B〜φDNB)は「−1」に切り替わる。そのため、入力スイッチ(SA1〜SAN)および入力スイッチ(SB1〜SBN)は、オフ状態となり、電流源(IP1〜IPN)の他端と電流源(IN1〜INN)の他端とが、端子(Iout)から切断される。   When the clock signal (Φ1) becomes low level and the clock signal (Φ2) switches to high level from the state where the clock signal (Φ1) is high level, the input digital data (D1 to DN) and its inverted signal (D1B to DNB) ), The switch signals (φD1 to φDN) and (φD1B to φDNB) are switched to “−1”. Therefore, the input switches (SA1 to SAN) and the input switches (SB1 to SBN) are turned off, and the other end of the current source (IP1 to IPN) and the other end of the current source (IN1 to INN) are connected to the terminal (Iout). ).

クロック信号(Φ1)に応じて動作する出力スイッチ(SO1)はオフ状態となり端子(Iout)と差動オペアンプ(300)の反転入力端子とが切断される。一方、クロック信号(Φ2)に応じて動作する出力スイッチ(SO2)はオン状態となり端子(Iout)とコモン電圧源(VCM)とを接続する。
この第3実施形態においても、図2に示すように、クロック信号(Φ2)がハイレベルである期間T11では、差動オペアンプ(300)が出力するシングルエンド信号は、差動オペアンプ(300)と容量素子(Cfb)とによって、クロック信号(Φ1)が、前回ハイレベルからローレベルになる直前に出力していた信号、すなわち、期間T10で出力していた信号と同じ電圧値を保持する。
The output switch (SO1) that operates in response to the clock signal (Φ1) is turned off, and the terminal (Iout) and the inverting input terminal of the differential operational amplifier (300) are disconnected. On the other hand, the output switch (SO2) that operates in response to the clock signal (Φ2) is turned on to connect the terminal (Iout) and the common voltage source (VCM).
Also in the third embodiment, as shown in FIG. 2, during the period T11 when the clock signal (Φ2) is at a high level, the single-ended signal output by the differential operational amplifier (300) is the same as the differential operational amplifier (300). The capacitor element (Cfb) holds the same voltage value as the signal output immediately before the clock signal (Φ1) changes from the high level to the low level, that is, the signal output in the period T10.

そして、クロック信号(Φ2)がハイレベルである状態から、再び、クロック信号(Φ2)がローレベルになりクロック信号(Φ1)がハイレベルに切り替わると、出力スイッチ(SO1)はオン状態となり端子(Iout)と差動オペアンプ(300)の反転入力端子とが接続され、出力スイッチ(SO2)はオフ状態となり端子(Iout)とコモン電圧源(VCM)とが切断される。   When the clock signal (Φ2) becomes low level again and the clock signal (Φ1) switches to high level from the state where the clock signal (Φ2) is high level, the output switch (SO1) is turned on and the terminal ( Iout) and the inverting input terminal of the differential operational amplifier (300) are connected, the output switch (SO2) is turned off, and the terminal (Iout) and the common voltage source (VCM) are disconnected.

また、複数の入力セグメントユニット(IU21〜IU2N)において、ユニット毎に与えられた新たな入力デジタルデータ(D1−NEXT〜DN−NEXT)と新たな入力デジタルデータの反転信号(D1B−NEXT〜DNB−NEXT)とに応じて、入力スイッチ(SA1〜SAN)および入力スイッチ(SB1〜SBN)のいずれか一方はオン状態となり、他方はオフ状態となる。
そして、複数の入力セグメントユニット(IU21〜IU2N)のそれぞれは、端子(Iout)に電流を出力し、出力段(32)において、差動オペアンプ(300)は新たなシングルエンド信号を出力する。
Further, in the plurality of input segment units (IU21 to IU2N), new input digital data (D1-NEXT to DN-NEXT) given for each unit and inverted signal (D1B-NEXT to DNB-) of the new input digital data are given. In response to NEXT), one of the input switches (SA1 to SAN) and the input switches (SB1 to SBN) is turned on, and the other is turned off.
Each of the plurality of input segment units (IU21 to IU2N) outputs a current to the terminal (Iout), and in the output stage (32), the differential operational amplifier (300) outputs a new single-ended signal.

このように、D/A変換器(30)は、クロック信号(Φ2)がハイレベルになっている期間では、入力セグメントユニット(IU31〜IU3N)は、端子(Iout)へ電流を出力しない、上述のRTZ方式を採用しているにも関わらず、差動オペアンプ(300)が出力するシングルエンド信号は、クロック信号(Φ1)が、前回ローレベルになる直前に出力していた信号と同じ電圧値を保持することができる。
したがって、この第3の実施形態におけるD/A変換器(30)も、シンボル間干渉の影響による出力信号への歪みを回避できることに加え、RTZ方式での課題であった、差動アナログ信号の電圧レベル低下による、S/N比の劣化の発生を回避することができる。
Thus, in the D / A converter (30), the input segment units (IU31 to IU3N) do not output current to the terminal (Iout) during the period when the clock signal (Φ2) is at the high level. The single-ended signal output from the differential operational amplifier (300) is the same voltage value as the signal output immediately before the clock signal (Φ1) goes to the low level last time. Can be held.
Therefore, the D / A converter (30) in the third embodiment can avoid distortion to the output signal due to the influence of intersymbol interference, and in addition to the differential analog signal, which is a problem in the RTZ system. It is possible to avoid the deterioration of the S / N ratio due to the voltage level drop.

(第4実施形態)
次に、本発明の第4実施形態を説明する。
この第4実施形態に係るD/A変換器(40)は、上記第2実施形態におけるD/A変換器(20)は、出力段(22)の差動オペアンプ(200)として全差動型オペアンプを適用したのに対し、第4実施形態におけるD/A変換器(40)は図5に示すように、差動オペアンプ(400)としてシングルエンド型オペアンプを適用したものである。
D/A変換器(40)は、入力段(41)と出力段(42)とクロック供給部(43)と、スイッチ制御部(44)と、を備える。
(Fourth embodiment)
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described.
In the D / A converter (40) according to the fourth embodiment, the D / A converter (20) in the second embodiment is a fully differential type as a differential operational amplifier (200) of the output stage (22). Whereas the operational amplifier is applied, the D / A converter (40) in the fourth embodiment is a single operational amplifier as the differential operational amplifier (400) as shown in FIG.
The D / A converter (40) includes an input stage (41), an output stage (42), a clock supply unit (43), and a switch control unit (44).

入力段(41)は、複数の入力セグメントユニット(IU41〜IU4N)を備える。
この入力セグメントユニット(IU41〜IU4N)は、変換対象のデジタル信号の各ビットに対応して設けられている。すなわち、Nビットのデジタル信号の場合には、N個の入力セグメントユニットを備える。
入力セグメントユニット(IU41〜IU4N)は同一構成を有するため、ここでは、入力セグメントユニット(IU4m(m=1〜N))について説明する。
The input stage (41) includes a plurality of input segment units (IU41 to IU4N).
The input segment units (IU41 to IU4N) are provided corresponding to each bit of the digital signal to be converted. That is, in the case of an N-bit digital signal, N input segment units are provided.
Since the input segment units (IU41 to IU4N) have the same configuration, the input segment unit (IU4m (m = 1 to N)) will be described here.

入力セグメントユニット(IU4m)は、上記第3実施形態における入力セグメントユニット(IU3 m)において、さらに、入力スイッチ(SEm)を備える。この入力スイッチ(SEm)は、一端が基準電圧源(VREFP)に接続された電流源(IPm)の他端と、一端が基準電圧源(VREFN)に接続された電流源(INm)の他端とを接続または切断する。この入力スイッチ(SEm)は、クロック信号(Φ2)に応じて動作する。すなわち、クロック信号(Φ2)がハイレベルの時オン状態となって、これ以外の時にはオフ状態となる。   The input segment unit (IU4m) further includes an input switch (SEm) in the input segment unit (IU3m) in the third embodiment. The input switch (SEm) has one end connected to the reference voltage source (VREFP) and the other end of the current source (INm) connected to the reference voltage source (VREFN). Connect or disconnect. The input switch (SEm) operates according to the clock signal (Φ2). That is, when the clock signal (Φ2) is at a high level, it is turned on, and at other times it is turned off.

出力段(42)は、第3実施形態における出力段(32)と同一機能構成を有する。出力段(42)において、差動オペアンプ(400)は、第3実施形態における出力段(32)の差動オペアンプ(300)に対応し、その他の要素は同一符号を付与している。
クロック供給部(43)は、図4に示す上記第3実施形態におけるクロック供給部(33)と同様の2種類のクロック信号(Φ1、Φ2)を供給する。
スイッチ制御部(44)は、第3実施形態におけるスイッチ制御部(34)と同一機能構成を有する。すなわち、入力スイッチ(SA1〜SAN、SB1〜SBN)は、スイッチ信号(φD1〜φDN)およびスイッチ信号(φD1B〜φDNB)に基づきRTZ方式で動作する。
The output stage (42) has the same functional configuration as the output stage (32) in the third embodiment. In the output stage (42), the differential operational amplifier (400) corresponds to the differential operational amplifier (300) of the output stage (32) in the third embodiment, and the other elements are given the same reference numerals.
The clock supply unit (43) supplies the same two types of clock signals (Φ1, Φ2) as the clock supply unit (33) in the third embodiment shown in FIG.
The switch control unit (44) has the same functional configuration as the switch control unit (34) in the third embodiment. That is, the input switches (SA1 to SAN, SB1 to SBN) operate in the RTZ system based on the switch signal (φD1 to φDN) and the switch signal (φD1B to φDNB).

次に、図5に示す第4実施形態におけるD/A変換器(40)の動作を説明する。
図2に示すように、クロック信号(Φ1)がハイレベル、クロック信号(Φ2)がローレベルのとき、出力段(42)では、出力スイッチ(SO1)はオン状態となり端子(Iout)と差動オペアンプ(400)の反転入力端子とが接続される。また、クロック信号(Φ2)に応じて動作する出力スイッチ(SO2)はオフ状態となり端子(Iout)とコモン電圧源(VCM)とが切断される。
Next, the operation of the D / A converter (40) in the fourth embodiment shown in FIG. 5 will be described.
As shown in FIG. 2, when the clock signal (Φ1) is at the high level and the clock signal (Φ2) is at the low level, the output switch (SO1) is turned on in the output stage (42) and is differential from the terminal (Iout). The inverting input terminal of the operational amplifier (400) is connected. Further, the output switch (SO2) that operates according to the clock signal (Φ2) is turned off, and the terminal (Iout) and the common voltage source (VCM) are disconnected.

入力段(41)では、複数の入力セグメントユニット(IU41〜IU4N)において、ユニット毎に与えられた入力デジタルデータ(D1〜DN)と入力デジタルデータの反転信号(D1B〜DNB)とに応じて、入力スイッチ(SA1〜SAN)および入力スイッチ(SB1〜SBN)のいずれか一方はオン状態となり、他方はオフ状態となる。
このとき、クロック信号(Φ2)に応じて動作する入力スイッチ(SE1〜SEN)はオフ状態となり電流源(IP1〜IPN)の他端と電流源(IN1〜INN)の他端とが切断される。
In the input stage (41), in the plurality of input segment units (IU41 to IU4N), in accordance with input digital data (D1 to DN) given to each unit and inverted signals (D1B to DNB) of the input digital data, One of the input switches (SA1 to SAN) and the input switches (SB1 to SBN) is turned on, and the other is turned off.
At this time, the input switches (SE1 to SEN) that operate according to the clock signal (Φ2) are turned off, and the other ends of the current sources (IP1 to IPN) and the other ends of the current sources (IN1 to INN) are disconnected. .

そして、複数の入力セグメントユニット(IU41〜IU4N)それぞれは、端子(Iout)に電流を出力し、各入力セグメントユニット(IU41〜IU4N)から出力される電流の和が、端子(Iout)から出力される。出力段(42)では、この端子(Iout)から出力される電流信号を差動オペアンプ(400)の反転入力端子に入力し、差動オペアンプ(400)はシングルエンド信号を出力する。   Each of the plurality of input segment units (IU41 to IU4N) outputs a current to the terminal (Iout), and the sum of the currents output from the input segment units (IU41 to IU4N) is output from the terminal (Iout). The In the output stage (42), the current signal output from this terminal (Iout) is input to the inverting input terminal of the differential operational amplifier (400), and the differential operational amplifier (400) outputs a single-ended signal.

クロック信号(Φ1)がハイレベルである状態から、クロック信号(Φ1)がローレベル、クロック信号(Φ2)がハイレベルに切り替わると、入力デジタルデータ(D1〜DN)、その反転信号(D1B〜DNB)に関係なく、スイッチ信号(φD1〜φDN)、(φD1B〜φDNB)は「−1」に切り替わる。そのため、入力スイッチ(SA1〜SAN)および入力スイッチ(SB1〜SBN)はオフ状態となり、電流源(IP1〜IPN)の他端と電流源(IN1〜INN)の他端とが、端子(Iout)から切断される。   When the clock signal (Φ1) is switched to the low level and the clock signal (Φ2) is switched to the high level from the state where the clock signal (Φ1) is at the high level, the input digital data (D1 to DN) and the inverted signals (D1B to DNB) ), The switch signals (φD1 to φDN) and (φD1B to φDNB) are switched to “−1”. Therefore, the input switches (SA1 to SAN) and the input switches (SB1 to SBN) are turned off, and the other end of the current source (IP1 to IPN) and the other end of the current source (IN1 to INN) are connected to the terminal (Iout). Disconnected from.

このとき、入力スイッチ(SE1〜SEN)はオン状態となり電流源(IP1〜IPN)の他端と電流源(IN1〜INN)の他端とが接続される。
また、出力スイッチ(SO1)はオフ状態となり端子(Iout)と差動オペアンプ(400)の反転入力端子とが切断され、出力スイッチ(SO2)はオン状態となり端子(Iout)とコモン電圧源(VCM)とを接続する。
At this time, the input switches (SE1 to SEN) are turned on, and the other ends of the current sources (IP1 to IPN) are connected to the other ends of the current sources (IN1 to INN).
Further, the output switch (SO1) is turned off and the terminal (Iout) and the inverting input terminal of the differential operational amplifier (400) are disconnected, and the output switch (SO2) is turned on and the terminal (Iout) and the common voltage source (VCM). ).

この第4実施形態においても、図2に示すように、クロック信号(Φ1)がローレベル、クロック信号(Φ2)がハイレベルである期間T11では、差動オペアンプ(400)が出力するシングルエンド信号は、差動オペアンプ(400)と容量素子(Cfb)とによって、クロック信号(Φ1)が、前回ハイレベルからローレベルに切り替わる直前に出力していた信号、すなわち、図2に示す期間T10で出力していた信号と同じ電圧値を保持する。   Also in the fourth embodiment, as shown in FIG. 2, in the period T11 in which the clock signal (Φ1) is at the low level and the clock signal (Φ2) is at the high level, the single-ended signal output by the differential operational amplifier (400). Is a signal output immediately before the clock signal (Φ1) is switched from the high level to the low level by the differential operational amplifier (400) and the capacitive element (Cfb), that is, output in the period T10 shown in FIG. Holds the same voltage value as that of the signal.

そして、クロック信号(Φ1)がローレベル、クロック信号(Φ2)がハイレベルである状態から、再び、クロック信号(Φ2)がローレベルになりクロック信号(Φ1)がハイレベルに切り替わると、出力スイッチ(SO1)はオン状態となり端子(Iout)と差動オペアンプ(400)の反転入力端子とが接続され、出力スイッチ(SO2)はオフ状態となり端子(Iout)とコモン電圧源(VCM)とが切断される。   When the clock signal (Φ1) is switched to the high level again from the state where the clock signal (Φ1) is at the low level and the clock signal (Φ2) is at the high level, the output switch (SO1) is turned on and the terminal (Iout) and the inverting input terminal of the differential operational amplifier (400) are connected, and the output switch (SO2) is turned off and the terminal (Iout) and the common voltage source (VCM) are disconnected. Is done.

また、複数の入力セグメントユニット(IU41〜IU4N)において、ユニット毎に与えられた新たな入力デジタルデータ(D1−NEXT〜DN−NEXT)と新たな入力デジタルデータの反転信号(D1B−NEXT〜DNB−NEXT)とに応じて、入力スイッチ(SA1〜SAN)および入力スイッチ(SB1〜SBN)のいずれか一方はオン状態となり、他方はオフ状態となる。   Also, in the plurality of input segment units (IU41 to IU4N), new input digital data (D1-NEXT to DN-NEXT) given for each unit and new input digital data inverted signal (D1B-NEXT to DNB-) In response to NEXT), one of the input switches (SA1 to SAN) and the input switches (SB1 to SBN) is turned on, and the other is turned off.

また、入力スイッチ(SE1〜SEN)はオフ状態となり電流源(IP1〜IPN)の他端と電流源(IN1〜INN)の他端とが切断される。
そして、複数の入力セグメントユニット(IU41〜IU4N)のそれぞれは、端子(Iout)に電流を出力し、出力段(42)において、差動オペアンプ(400)は新たなシングルエンド信号を出力する。
Further, the input switches (SE1 to SEN) are turned off, and the other end of the current sources (IP1 to IPN) and the other end of the current sources (IN1 to INN) are disconnected.
Each of the plurality of input segment units (IU41 to IU4N) outputs a current to the terminal (Iout), and in the output stage (42), the differential operational amplifier (400) outputs a new single-ended signal.

このように、D/A変換器(40)は、クロック信号(Φ2)がハイレベルになっている期間では、入力セグメントユニット(IU41〜IU4N)は端子(Iout)へ電流を出力しないという、上述のRTZ方式を採用しているにも関わらず、差動オペアンプ(400)が出力するシングルエンド信号は、クロック信号(Φ1)が、前回ローレベルになる直前に出力していた信号と同じ電圧値を保持することができる。
つまり、このD/A変換器(40)は、RTZ方式を採用することによりシンボル間干渉の影響による出力信号への歪みを回避できることに加え、RTZ方式を採用した場合の課題であった、差動アナログ信号の電圧レベル低下による、S/N比の劣化も発生しない。
Thus, in the D / A converter (40), the input segment units (IU41 to IU4N) do not output current to the terminal (Iout) during the period when the clock signal (Φ2) is at the high level. The single-ended signal output from the differential operational amplifier (400) is the same voltage value as the signal output immediately before the clock signal (Φ1) goes to the low level last time. Can be held.
In other words, the D / A converter (40) can avoid distortion to the output signal due to the influence of intersymbol interference by adopting the RTZ method, and is a problem when the RTZ method is adopted. The S / N ratio does not deteriorate due to the voltage level drop of the dynamic analog signal.

また、クロック信号(Φ2)がハイレベルの期間では、複数の入力セグメントユニット(IU41〜IU4N)において、入力スイッチ(SE1〜SEN)がオン状態となり、電流源(IP1〜IPN)の他端と電流源(IN1〜INN)の他端とを接続する構成としている。そのため、次に、クロック信号(Φ2)がローレベルになりクロック信号(Φ1)がハイレベルになった時に、入力デジタルデータに依存して入力セグメントユニット(IU41〜IU4N)において生じる影響を、端子(Iout)に与えることを回避することができる。すなわち、D/A変換器(40)の変換精度を向上させることができる。   Also, during the period when the clock signal (Φ2) is at the high level, the input switches (SE1 to SEN) are turned on in the plurality of input segment units (IU41 to IU4N), and the other ends of the current sources (IP1 to IPN) The other ends of the sources (IN1 to INN) are connected. Therefore, next, when the clock signal (Φ2) becomes low level and the clock signal (Φ1) becomes high level, the influence that occurs in the input segment units (IU41 to IU4N) depending on the input digital data is expressed by the terminal ( Iout) can be avoided. That is, the conversion accuracy of the D / A converter (40) can be improved.

なお、上記各実施形態において、入力セグメントユニットに設けられた、一端が基準電圧源(VREFP)に接続された電流源(IP1〜IPN)、一端が基準電圧源(VREFN)に接続された電流源(IN1〜INN)のそれぞれは、入力セグメントユニット間で電流値が等しく設定されていてもよく、異なる値に設定されていてもよい。
入力セグメントユニット間で、電流源(IP1〜IPN)、電流源(IN1〜INN)のそれぞれの電流値が等しく設定されることで、サイズ誤差によるノイズを少なくすることができる。
In each of the above embodiments, the current source (IP1 to IPN) having one end connected to the reference voltage source (VREFP) and the current source having one end connected to the reference voltage source (VREFN) are provided in the input segment unit. Each of (IN1 to INN) may have the same current value between the input segment units, or may be set to a different value.
Since the current values of the current sources (IP1 to IPN) and the current sources (IN1 to INN) are set equal between the input segment units, noise due to size errors can be reduced.

また、入力セグメントユニット間で、電流源(IP1〜IPN)の電流値、電流源(IN1〜INN)の電流値が、小さなものから大きなものまで、順に2倍の大きさになっていくように設定されることで、占有面積を小さくすることができる。
また、入力セグメントユニットにおいて、電流源(IP1〜IPN)と電流源(IN1〜INN)とは、電圧源と抵抗素子とで構成してもよく、電圧源とMOSトランジスタまたはバイポーラトランジスタとで構成してもよい。
また、各D/A変換器(10〜40)において、入力セグメントユニットの数は、複数に限らず、1であってもよい。
Also, between the input segment units, the current values of the current sources (IP1 to IPN) and the current values of the current sources (IN1 to INN) are doubled in order from small to large. By setting, the occupation area can be reduced.
In the input segment unit, the current sources (IP1 to IPN) and the current sources (IN1 to INN) may be composed of a voltage source and a resistance element, and may be composed of a voltage source and a MOS transistor or a bipolar transistor. May be.
Moreover, in each D / A converter (10-40), the number of input segment units is not restricted to plural, and may be one.

また、上記第1および第2実施形態においては、図1、図3に示すように、入力段(11、21)では、電流源(IPm、INm)と、端子(Iout+、Iout−)との接続/切断を、入力スイッチ(SAm〜SDm)により切り替えることによって、入力デジタルデータ(Dm)に応じた電流信号を出力する構成とした場合について説明したが、これに限るものではなく、入力デジタルデータ(Dm)に応じた電流信号を共通接続された端子(Iout+、Iout−)に出力することができれば、入力段(11、21)の構成はこれに限るものではない。
同様に、第3および第4実施形態においても、入力デジタルデータ(Dm)に応じた電流信号を共通接続された端子(Iout)に出力することができれば、入力段(31、41)の構成は上記構成に限るものではない。
In the first and second embodiments, as shown in FIGS. 1 and 3, in the input stage (11, 21), the current source (IPm, INm) and the terminals (Iout +, Iout−) The case where the current signal corresponding to the input digital data (Dm) is output by switching the connection / disconnection by the input switch (SAm to SDm) has been described. However, the present invention is not limited to this. The configuration of the input stage (11, 21) is not limited to this as long as a current signal corresponding to (Dm) can be output to the commonly connected terminals (Iout +, Iout−).
Similarly, in the third and fourth embodiments, if the current signal corresponding to the input digital data (Dm) can be output to the commonly connected terminal (Iout), the configuration of the input stage (31, 41) is The configuration is not limited to the above.

(第5実施形態)
次に、本発明の第5実施形態を説明する。
第5実施形態は、本発明のD/A変換器(10〜40)を、オーディオ用のオーバーサンプリング型デルタシグマD/A変換器(70)のD/A変換器として適用したものであって、図6は、その一例を示す構成図である。
オーバーサンプリング型デルタシグマD/A変換器(70)は、図6に示すように、デジタルインターポレーションフィルタ(710)と、15レベルデジタルデルタシグマ変調器(720)と、DWA方式ダイナミック・エレメント・マッチング回路(730)と、15レベルD/A変換器(740)と、を備える。
(Fifth embodiment)
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described.
In the fifth embodiment, the D / A converter (10-40) of the present invention is applied as a D / A converter of an oversampling delta sigma D / A converter (70) for audio. FIG. 6 is a configuration diagram showing an example thereof.
As shown in FIG. 6, the oversampling delta-sigma D / A converter (70) includes a digital interpolation filter (710), a 15-level digital delta-sigma modulator (720), a DWA dynamic element A matching circuit (730) and a 15-level D / A converter (740) are provided.

デジタルインターポレーションフィルタ(710)は、所定のサンプリング周波数でサンプリングされたデジタル信号を補間して、サンプリング周波数より高い周波数のデジタル信号に変換する。15レベルデジタルデルタシグマ変調器(720)は、デジタルインターポレーションフィルタ(710)で補間処理されたデジタル信号をノイズシェーピングして、より低ビット数(低分解能)の15レベルのデジタル信号に変換する。15レベルD/A変換器(740)は、DWA方式ダイナミック・エレメント・マッチング回路(730)から出力される15レベルのデジタル信号を入力し、アナログ信号に変換する回路であって、図1に示したD/A変換器(10)や、図3に示したD/A変換器(20)、また、図4に示したD/A変換器(30)、図5に示したD/A変換器(40)を適用することができる。   The digital interpolation filter (710) interpolates a digital signal sampled at a predetermined sampling frequency and converts it to a digital signal having a frequency higher than the sampling frequency. The 15-level digital delta-sigma modulator (720) performs noise shaping on the digital signal interpolated by the digital interpolation filter (710) and converts it into a 15-level digital signal having a lower bit number (low resolution). . The 15-level D / A converter (740) is a circuit that receives the 15-level digital signal output from the DWA dynamic element matching circuit (730) and converts it into an analog signal, as shown in FIG. D / A converter (10), D / A converter (20) shown in FIG. 3, D / A converter (30) shown in FIG. 4, D / A conversion shown in FIG. A vessel (40) can be applied.

図6に示す、オーバーサンプリング型デルタシグマD/A変換器(70)は、入力される、バイナリ16ビットのデジタル信号Dinをデジタルインターポレーションフィルタ(710)で、64倍または128倍または256倍などの高速なバイナリ16ビットのデジタルデータに変換し、15レベルのデジタルデルタシグマ変調器(720)でノイズシェーピングした、低分解能(15レベル)のデジタルデータに変換し、DWA方式ダイナミック・エレメント・マッチング回路(730)でアナログ変換セグメントのミスマッチノイズ混入を低減させる信号処理を行う。   The oversampling delta sigma D / A converter (70) shown in FIG. 6 converts the input 16-bit digital signal Din into 64 times, 128 times, or 256 times using a digital interpolation filter (710). Converted to high-speed binary 16-bit digital data, noise-shaped with a 15-level digital delta-sigma modulator (720), converted to low-resolution (15-level) digital data, and DWA dynamic element matching The circuit (730) performs signal processing for reducing mismatch noise in the analog conversion segment.

そして、本発明のD/A変換器(10〜40)でなる15レベルD/A変換器(740)でアナログ信号変換し、アナログ信号OUTを出力するようになっている。
このように、本発明のD/A変換器(10〜40)は、入力されるデジタル信号をオーバーサンプリングして高速なデジタルデータとした上で、アナログ信号に変換する、例えばオーディオ用のD/A変換器で利用できる。
すなわち、低歪み、高S/N比のD/A変換器を用いたオーバーサンプリング型デルタシグマD/A変換器(70)を実現することができる。
The analog signal is converted by a 15-level D / A converter (740) composed of the D / A converters (10 to 40) of the present invention, and an analog signal OUT is output.
As described above, the D / A converters (10 to 40) of the present invention oversample the input digital signal into high-speed digital data, and convert the analog signal into an analog signal, for example, an audio D / A converter. Available with A converter.
That is, an oversampling delta-sigma D / A converter (70) using a D / A converter with a low distortion and a high S / N ratio can be realized.

本発明のD/A変換器は、低歪みのD/A変換したアナログ信号を出力することが求められている分野、例えばオーディオ用のD/A変換器、ビデオ用のD/A変換器、産業計測用のD/A変換器などでの利用が可能であるが、これらの用途に限定されず、歪みの少ないアナログ信号を求められる用途で利用するとその効果が発揮できる。
特に、入力されるデジタル信号をオーバーサンプリングして高速なデジタルデータとした上で、アナログ信号に変換する、例えばオーディオ用のD/A変換器などでの利用は効果的な一例である。
The D / A converter of the present invention is required to output a low distortion D / A converted analog signal, for example, an audio D / A converter, a video D / A converter, Although it can be used in a D / A converter for industrial measurement or the like, it is not limited to these applications, and the effect can be exhibited when it is used in an application where an analog signal with less distortion is required.
In particular, the use of an input digital signal, for example, in an audio D / A converter that converts it into an analog signal after oversampling the input digital signal into high-speed digital data is an effective example.

10、20、30、40、50 D/A変換器
11、21、31、41、51 入力段
12、22、32、42、52 出力段
13、23、33、43 クロック供給部
14、24、34、44 スイッチ制御部
70 オーバーサンプリング型デルタシグマD/A変換器
100、200、300、400、500 差動オペアンプ
710 デジタルインターポレーションフィルタ
720 15レベル デジタルデルタシグマ変調器
730 DWA方式ダイナミック・エレメント・マッチング回路
740 15レベル D/A変換器
Iout+ 端子
Iout− 端子
Iout 端子
Vout+ 非反転出力端子
Vout− 反転出力端子
Vout 出力端子
VREFP 基準電圧源
VREFN 基準電圧源
VCM コモン電圧源
IU11〜IU1N、IU21〜IU2N 入力セグメントユニット
IU31〜IU3N、IU41〜IU4N 入力セグメントユニット
IU51〜IU5N 入力セグメントユニット
IP1〜IPN 電流源
IN1〜INN 電流源
SA1〜SAN 入力スイッチ
SB1〜SBN 入力スイッチ
SC1〜SCN 入力スイッチ
SD1〜SDN 入力スイッチ
SE1〜SEN 入力スイッチ
SO1、SO2、SO3 出力スイッチ
Rfb、Rfb1、Rfb2 抵抗素子
Cfb、Cfb1、Cfb2 容量素子
10, 20, 30, 40, 50 D / A converters 11, 21, 31, 41, 51 Input stages 12, 22, 32, 42, 52 Output stages 13, 23, 33, 43 Clock supply units 14, 24, 34, 44 Switch control unit 70 Oversampling type delta sigma D / A converter 100, 200, 300, 400, 500 Differential operational amplifier 710 Digital interpolation filter 720 15 levels Digital delta sigma modulator 730 DWA system dynamic element Matching circuit 740 15 level D / A converter Iout + terminal Iout- terminal Iout terminal Vout + non-inverting output terminal Vout- inverting output terminal Vout output terminal VREFP reference voltage source VREFN reference voltage source VCM common voltage sources IU11 to IU1N, IU21 to IU2N input Segment units IU31-IU3N, IU41-IU4N Input segment units IU51-IU5N Input segment units IP1-IPN Current sources IN1-INN Current sources SA1-SAN Input switches SB1-SBN Input switches SC1-SCN Input switches SD1-SDN Input switches SE1- SEN input switches SO1, SO2, SO3 output switches Rfb, Rfb1, Rfb2 resistive elements Cfb, Cfb1, Cfb2 capacitive elements

Claims (10)

1ビット信号である1または複数の入力デジタルデータからなるデジタル信号をアナログ信号に変換するD/A変換器であって、
第1の電流源および第2の電流源と、
前記入力デジタルデータに応じて前記第1の電流源と第1の出力端とを接続または切断する第1の入力スイッチと、
前記入力デジタルデータの反転信号に応じて前記第1の電流源と第2の出力端とを接続または切断する第2の入力スイッチと、
前記入力デジタルデータに応じて前記第2の電流源と前記第2の出力端とを接続または切断する第3の入力スイッチと、
前記入力デジタルデータの反転信号に応じて前記第2の電流源と前記第1の出力端とを接続または切断する第4の入力スイッチと、を備えた入力セグメントユニットを、前記入力デジタルデータ毎に有し、
前記入力セグメントユニットの前記第1の出力端同士および前記第2の出力端同士がそれぞれ共通接続された入力段と、
差動オペアンプと、
当該差動オペアンプの反転入力端子と非反転出力端子との間に接続された第1の容量素子と、
前記差動オペアンプの非反転入力端子と反転出力端子との間に接続された第2の容量素子と、
前記第1の出力端と前記差動オペアンプの非反転出力端子との間に前記第1の容量素子と並列に接続された第1の抵抗素子と、
前記第2の出力端と前記差動オペアンプの反転出力端子との間に前記第2の容量素子と並列に接続された第2の抵抗素子と、
前記第1の出力端と前記差動オペアンプの反転入力端子とを接続または切断する第1の出力スイッチと、
前記第2の出力端と前記差動オペアンプの非反転入力端子とを接続または切断する第2の出力スイッチと、
前記第1の出力端と前記第2の出力端とを接続または切断する第3の出力スイッチと、
を有し、
前記差動オペアンプは前記デジタル信号に応じた差動アナログ信号を出力する出力段と、を備え、
前記入力デジタルデータの1周期のうちの前部期間である第1の期間では、
前記各入力セグメントユニットは前記入力デジタルデータに応じて前記第1の入力スイッチおよび前記第3の入力スイッチ、または前記第2の入力スイッチおよび前記第4の入力スイッチのいずれか一方の対がオン状態となり他方の対がオフ状態となり、且つ前記第1の出力スイッチおよび前記第2の出力スイッチはオン状態となり前記第3の出力スイッチはオフ状態となり、
前記入力デジタルデータの1周期のうちの前記第1の期間に続く残りの期間である第2の期間では、
前記各入力セグメントユニットは前記第1、第2、第3および第4の入力スイッチがオフ状態となり、且つ前記第1の出力スイッチおよび前記第2の出力スイッチはオフ状態となり前記第3の出力スイッチはオン状態となることを特徴とするD/A変換器。
A D / A converter that converts a digital signal composed of one or more input digital data that is a 1-bit signal into an analog signal,
A first current source and a second current source;
A first input switch for connecting or disconnecting the first current source and the first output terminal according to the input digital data;
A second input switch for connecting or disconnecting the first current source and the second output terminal according to an inverted signal of the input digital data;
A third input switch for connecting or disconnecting the second current source and the second output terminal according to the input digital data;
An input segment unit comprising: a fourth input switch that connects or disconnects the second current source and the first output terminal according to an inverted signal of the input digital data, for each input digital data Have
An input stage in which the first output terminals and the second output terminals of the input segment unit are respectively connected in common;
A differential operational amplifier;
A first capacitive element connected between the inverting input terminal and the non-inverting output terminal of the differential operational amplifier;
A second capacitive element connected between a non-inverting input terminal and an inverting output terminal of the differential operational amplifier;
A first resistive element connected in parallel with the first capacitive element between the first output terminal and a non-inverting output terminal of the differential operational amplifier;
A second resistive element connected in parallel with the second capacitive element between the second output terminal and an inverting output terminal of the differential operational amplifier;
A first output switch for connecting or disconnecting the first output terminal and an inverting input terminal of the differential operational amplifier;
A second output switch for connecting or disconnecting the second output terminal and the non-inverting input terminal of the differential operational amplifier;
A third output switch for connecting or disconnecting the first output end and the second output end;
Have
The differential operational amplifier includes an output stage that outputs a differential analog signal corresponding to the digital signal,
In the first period, which is the front period of one cycle of the input digital data,
In each of the input segment units, either one of the first input switch and the third input switch, or the second input switch and the fourth input switch is turned on according to the input digital data. And the other pair is turned off, and the first output switch and the second output switch are turned on, and the third output switch is turned off,
In a second period that is a remaining period following the first period in one cycle of the input digital data,
In each of the input segment units, the first, second, third and fourth input switches are turned off, and the first output switch and the second output switch are turned off. Is a D / A converter characterized by being turned on.
前記入力セグメントユニットは、前記第1の電流源の出力側と前記第2の電流源の入力側とを接続または切断する第5の入力スイッチを有し、
前記第1の期間では前記第5の入力スイッチはオフ状態となり、
前記第2の期間では前記第5の入力スイッチがオン状態となることを特徴とする請求項1記載のD/A変換器。
The input segment unit has a fifth input switch for connecting or disconnecting the output side of the first current source and the input side of the second current source;
In the first period, the fifth input switch is turned off,
2. The D / A converter according to claim 1, wherein the fifth input switch is turned on in the second period.
1ビット信号である1または複数の入力デジタルデータからなるデジタル信号をアナログ信号に変換するD/A変換器であって、
第1の電流源および第2の電流源と、
前記入力デジタルデータに応じて前記第1の電流源と出力端とを接続または切断する第1の入力スイッチと、
前記入力デジタルデータの反転信号に応じて前記第2の電流源と前記出力端とを接続または切断する第2の入力スイッチと、を備えた入力セグメントユニットを、前記入力デジタルデータ毎に有し、
前記入力セグメントユニットの前記出力端同士がそれぞれ共通接続された入力段と、
オペアンプと、
当該オペアンプの反転入力端子と出力端子との間に接続された容量素子と、
前記出力端と前記オペアンプの出力端子との間に前記容量素子と並列に接続された抵抗素子と、
前記出力端と前記オペアンプの反転入力端子とを接続または切断する第1の出力スイッチと、
前記出力端と基準電位とを接続または切断する第2の出力スイッチと、
を有し、
前記オペアンプは前記デジタル信号に応じたアナログ信号を出力する出力段と、を備え、
前記入力デジタルデータの1周期のうちの前部期間である第1の期間では、
前記各入力セグメントユニットは前記入力デジタルデータに応じて前記第1の入力スイッチ、または前記第2の入力スイッチのいずれか一方がオン状態となり他方がオフ状態となり、且つ前記第1の出力スイッチはオン状態となり前記第2の出力スイッチはオフ状態となり、
前記入力デジタルデータの1周期のうちの前記第1の期間に続く残りの期間である第2の期間では、
前記各入力セグメントユニットは前記第1および第2の入力スイッチがオフ状態となり、且つ前記第1の出力スイッチはオフ状態となり前記第2の出力スイッチはオン状態となることを特徴とするD/A変換器。
A D / A converter that converts a digital signal composed of one or more input digital data that is a 1-bit signal into an analog signal,
A first current source and a second current source;
A first input switch for connecting or disconnecting the first current source and an output terminal according to the input digital data;
A second input switch that connects or disconnects the second current source and the output terminal in response to an inverted signal of the input digital data, and has an input segment unit for each input digital data,
An input stage in which the output ends of the input segment units are respectively connected in common;
An operational amplifier,
A capacitive element connected between the inverting input terminal and the output terminal of the operational amplifier;
A resistive element connected in parallel with the capacitive element between the output terminal and the output terminal of the operational amplifier;
A first output switch for connecting or disconnecting the output terminal and the inverting input terminal of the operational amplifier;
A second output switch for connecting or disconnecting the output terminal and a reference potential;
Have
The operational amplifier includes an output stage that outputs an analog signal corresponding to the digital signal,
In the first period, which is the front period of one cycle of the input digital data,
In each of the input segment units, either the first input switch or the second input switch is turned on and the other is turned off according to the input digital data, and the first output switch is turned on. And the second output switch is turned off,
In a second period that is a remaining period following the first period in one cycle of the input digital data,
In each of the input segment units, the first and second input switches are turned off, and the first output switch is turned off and the second output switch is turned on. converter.
前記入力セグメントユニットは、前記第1の電流源の出力側と前記第2の電流源の入力側とを接続または切断する第3の入力スイッチを有し、
前記第1の期間では前記第3の入力スイッチはオフ状態となり、
前記第2の期間では前記第3の入力スイッチがオン状態となることを特徴とする請求項3記載のD/A変換器。
The input segment unit has a third input switch for connecting or disconnecting the output side of the first current source and the input side of the second current source,
In the first period, the third input switch is turned off,
4. The D / A converter according to claim 3, wherein the third input switch is turned on in the second period.
前記第1の電流源と前記第2の電流源とは、極性が異なる、電流値の等しい電流を供給することを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載のD/A変換器。   5. The D / according to claim 1, wherein the first current source and the second current source supply currents having different polarities and equal current values. 6. A converter. 前記入力セグメントユニットを複数有し、
前記入力セグメントユニット間で、前記第1の電流源同士および前記第2の電流源同士の電流値がそれぞれ等しいことを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載のD/A変換器。
A plurality of the input segment units;
6. The D / of claim 1, wherein current values of the first current sources and the second current sources are equal between the input segment units, respectively. A converter.
前記入力セグメントユニットを複数有し、
前記第1の電流源および前記第2の電流源は、それぞれ前記入力セグメントユニット間で、前記電流値が順に2倍となるように設定されることを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載のD/A変換器。
A plurality of the input segment units;
6. The first current source and the second current source are set so that the current value is doubled in order between the input segment units, respectively. The D / A converter of any one of Claims.
請求項1から請求項7のいずれかに記載のD/A変換器と、デジタルデルタシグマ変調器とを備え、
前記D/A変換器は、前記デジタルデルタシグマ変調器を介して処理されたデジタル信号を、アナログ信号に変換することを特徴とするデルタシグマ型D/A変換器。
A D / A converter according to any one of claims 1 to 7 and a digital delta-sigma modulator,
The D / A converter converts the digital signal processed through the digital delta sigma modulator into an analog signal, and is a delta sigma type D / A converter.
請求項1から請求項7のいずれかに記載のD/A変換器と、デジタルデルタシグマ変調器及びダイナミック・エレメント・マッチング回路と、を備え、
前記D/A変換器は、前記デジタルデルタシグマ変調器及びダイナミック・エレメント・マッチング回路を介して処理されたデジタル信号を、アナログ信号に変換することを特徴とするデルタシグマ型D/A変換器。
A D / A converter according to any one of claims 1 to 7, a digital delta-sigma modulator, and a dynamic element matching circuit,
The D / A converter converts the digital signal processed through the digital delta sigma modulator and the dynamic element matching circuit into an analog signal, and is a delta sigma type D / A converter.
1ビット信号である1または複数の入力デジタルデータからなるデジタル信号をアナログ信号に変換するD/A変換器であって、
前記入力デジタルデータ毎に設けられ、前記与えられた前記入力デジタルデータに応じた電流信号を第1の出力端および第2の出力端に出力する入力セグメントユニットを有し、各入力セグメントユニットの前記第1の出力端同士および前記第2の出力端同士がそれぞれ共通接続された入力段と、
差動オペアンプと、
当該差動オペアンプの反転入力端子と非反転出力端子との間に接続された第1の容量素子と、
前記差動オペアンプの非反転入力端子と反転出力端子との間に接続された第2の容量素子と、
前記第1の出力端と前記差動オペアンプの非反転出力端子との間に前記第1の容量素子と並列に接続された第1の抵抗素子と、
前記第2の出力端と前記差動オペアンプの反転出力端子との間に前記第2の容量素子と並列に接続された第2の抵抗素子と、
前記第1の出力端と前記差動オペアンプの反転入力端子とを接続または切断する第1の出力スイッチと、
前記第2の出力端と前記差動オペアンプの非反転入力端子とを接続または切断する第2の出力スイッチと、
前記第1の出力端と前記第2の出力端とを接続または切断する第3の出力スイッチと、
を有し、
前記デジタル信号に応じた差動アナログ信号を出力する出力段と、を備え、
前記入力デジタルデータの1周期のうちの前部期間である第1の期間では、
前記各入力セグメントユニットは前記入力デジタルデータに応じた電流信号を出力し、且つ前記第1の出力スイッチおよび前記第2の出力スイッチはオン状態となり前記第3の出力スイッチはオフ状態となり、
前記入力デジタルデータの1周期のうちの前記第1の期間に続く残りの期間である第2の期間では、
前記各入力セグメントユニットは電流信号の出力を停止し、且つ前記第1の出力スイッチおよび前記第2の出力スイッチはオフ状態となり前記第3の出力スイッチはオン状態となることを特徴とするD/A変換器。
A D / A converter that converts a digital signal composed of one or more input digital data that is a 1-bit signal into an analog signal,
An input segment unit which is provided for each input digital data and outputs a current signal corresponding to the given input digital data to a first output terminal and a second output terminal; An input stage in which the first output terminals and the second output terminals are connected in common;
A differential operational amplifier;
A first capacitive element connected between the inverting input terminal and the non-inverting output terminal of the differential operational amplifier;
A second capacitive element connected between a non-inverting input terminal and an inverting output terminal of the differential operational amplifier;
A first resistive element connected in parallel with the first capacitive element between the first output terminal and a non-inverting output terminal of the differential operational amplifier;
A second resistive element connected in parallel with the second capacitive element between the second output terminal and an inverting output terminal of the differential operational amplifier;
A first output switch for connecting or disconnecting the first output terminal and an inverting input terminal of the differential operational amplifier;
A second output switch for connecting or disconnecting the second output terminal and the non-inverting input terminal of the differential operational amplifier;
A third output switch for connecting or disconnecting the first output end and the second output end;
Have
An output stage for outputting a differential analog signal corresponding to the digital signal,
In the first period, which is the front period of one cycle of the input digital data,
Each input segment unit outputs a current signal according to the input digital data, and the first output switch and the second output switch are turned on, and the third output switch is turned off,
In a second period that is a remaining period following the first period in one cycle of the input digital data,
Each input segment unit stops outputting a current signal, and the first output switch and the second output switch are turned off and the third output switch is turned on. A converter.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016208361A (en) * 2015-04-24 2016-12-08 ローム株式会社 Audio circuit, on-vehicle audio device using the same, audio component device, and electronic equipment
JP2019525588A (en) * 2016-07-14 2019-09-05 シリコン・ライン・ゲー・エム・ベー・ハー Device and method for controllably delaying electrical signals

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60242728A (en) * 1985-04-15 1985-12-02 Yokogawa Hokushin Electric Corp Sequential comparison type ad converter
JPS63167524A (en) * 1986-12-29 1988-07-11 Advantest Corp High speed settling d/a converter
JPH0951274A (en) * 1995-08-04 1997-02-18 Hitachi Ltd D/a converter and hard disk drive controller
JP2000078015A (en) * 1998-09-02 2000-03-14 Asahi Kasei Microsystems Kk Multibit-type d/a converter and delta sigma-type a/d converter
JP2002164788A (en) * 2000-11-28 2002-06-07 Kawasaki Microelectronics Kk Differential output type da converter
JP2007506340A (en) * 2003-09-15 2007-03-15 コニンクリユケ フィリップス エレクトロニクス エヌ.ブイ. Method for adjusting multi-bit digital-analog converter, multi-bit digital-analog converter to which this method is applied, and converter provided with said multi-bit digital-analog converter

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60242728A (en) * 1985-04-15 1985-12-02 Yokogawa Hokushin Electric Corp Sequential comparison type ad converter
JPS63167524A (en) * 1986-12-29 1988-07-11 Advantest Corp High speed settling d/a converter
JPH0951274A (en) * 1995-08-04 1997-02-18 Hitachi Ltd D/a converter and hard disk drive controller
JP2000078015A (en) * 1998-09-02 2000-03-14 Asahi Kasei Microsystems Kk Multibit-type d/a converter and delta sigma-type a/d converter
JP2002164788A (en) * 2000-11-28 2002-06-07 Kawasaki Microelectronics Kk Differential output type da converter
JP2007506340A (en) * 2003-09-15 2007-03-15 コニンクリユケ フィリップス エレクトロニクス エヌ.ブイ. Method for adjusting multi-bit digital-analog converter, multi-bit digital-analog converter to which this method is applied, and converter provided with said multi-bit digital-analog converter

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016208361A (en) * 2015-04-24 2016-12-08 ローム株式会社 Audio circuit, on-vehicle audio device using the same, audio component device, and electronic equipment
JP2019525588A (en) * 2016-07-14 2019-09-05 シリコン・ライン・ゲー・エム・ベー・ハー Device and method for controllably delaying electrical signals
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