JP2512106B2 - ディジタル・アナログ変換回路 - Google Patents
ディジタル・アナログ変換回路Info
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- JP2512106B2 JP2512106B2 JP63266414A JP26641488A JP2512106B2 JP 2512106 B2 JP2512106 B2 JP 2512106B2 JP 63266414 A JP63266414 A JP 63266414A JP 26641488 A JP26641488 A JP 26641488A JP 2512106 B2 JP2512106 B2 JP 2512106B2
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、集積回路に使用されるディジタル・アナロ
グ変換回路に関するものである。
グ変換回路に関するものである。
従来の技術 近年、半導体集積回路技術の進歩により、従来アナロ
グ処理のみであったシステムのディジタル化が進み、ア
ナログ信号とディジタル信号の接点であるアナログ・デ
ィジタル変換及び、ディジタル・アナログ変換の重要性
が高まって来た。
グ処理のみであったシステムのディジタル化が進み、ア
ナログ信号とディジタル信号の接点であるアナログ・デ
ィジタル変換及び、ディジタル・アナログ変換の重要性
が高まって来た。
以下に、従来のマトリクス構造の電流加算型D/A変換
回路について説明する。第3図は、従来のマトリクス構
造の6ビットD/A変換回路の回路図である。
回路について説明する。第3図は、従来のマトリクス構
造の6ビットD/A変換回路の回路図である。
CLKはデータラッチ用クロックパルス、DB1〜6は6ビ
ットデータ、3はYデコーダ、4はXデコーダ、304,40
4は3入力NANDゲート、305,405は2入力NANDゲート,30
6,406,308,408は複合ゲート、309,409は2入力NORゲー
ト、310,410は3入力NORゲート,301,302,303,307,401,4
02,403,407はインバータ(以下INVと記す)、301,411は
ラッチ回路、Xφ〜X7はXデコーダ出力、〔YPO,YSO〕
〜[Yp7,Ys7]はYデコーダの出力である。
ットデータ、3はYデコーダ、4はXデコーダ、304,40
4は3入力NANDゲート、305,405は2入力NANDゲート,30
6,406,308,408は複合ゲート、309,409は2入力NORゲー
ト、310,410は3入力NORゲート,301,302,303,307,401,4
02,403,407はインバータ(以下INVと記す)、301,411は
ラッチ回路、Xφ〜X7はXデコーダ出力、〔YPO,YSO〕
〜[Yp7,Ys7]はYデコーダの出力である。
(0,0)〜(7,6)はマトリクス状に配列された定電流源
基本回路である。20は抵抗で定電流源基本回路に接続さ
れている。次に前記定電流源基本回路の回路構成を第4
図に示す。30が定電流源基本回路ブロックを示し、31は
2入力ORゲート,32は2入力NANDゲート,33はインバー
タ,34はスイッチ,35は定電流源である。Xiはi番目のX
デコーダの出力,[Ypj,Ysj]はj番目のYデコーダの
出力,IOUTは出力電流である。34のスイッチはINV33の出
力が“H"レベルの時定電流源35がIOUT側に接続され
る。
基本回路である。20は抵抗で定電流源基本回路に接続さ
れている。次に前記定電流源基本回路の回路構成を第4
図に示す。30が定電流源基本回路ブロックを示し、31は
2入力ORゲート,32は2入力NANDゲート,33はインバー
タ,34はスイッチ,35は定電流源である。Xiはi番目のX
デコーダの出力,[Ypj,Ysj]はj番目のYデコーダの
出力,IOUTは出力電流である。34のスイッチはINV33の出
力が“H"レベルの時定電流源35がIOUT側に接続され
る。
以上のように構成されたD/A変換回路について、以下
にその動作を説明する。まず、ビットデータDB1〜DB6の
うちデータDB4〜DB6はXデコーダに入力され、クロック
パルスCLKでラッチされXデコーダ出力X0〜X7を出力す
る。その関係を表1に示す。
にその動作を説明する。まず、ビットデータDB1〜DB6の
うちデータDB4〜DB6はXデコーダに入力され、クロック
パルスCLKでラッチされXデコーダ出力X0〜X7を出力す
る。その関係を表1に示す。
またDB1〜DB3はYデコーダに入力され、Yデコーダ出
力[Yp0,Ys0]〜[Yp7,Ys7]を発生する。その関係を表
2に示す。Y方向の列は、[Ypj,Ysj]=[0,0]と[1,
0]と[1,1]の3つの領域に分れる。
力[Yp0,Ys0]〜[Yp7,Ys7]を発生する。その関係を表
2に示す。Y方向の列は、[Ypj,Ysj]=[0,0]と[1,
0]と[1,1]の3つの領域に分れる。
[Ypj,Ysj]=[0,0]の時、第4図より2入力NAND32
の出力は“H"レベルとなり、INV33の出力は“L"レベル
となる。この時スイッチ34は、定電流35をVDD側に接続
する。
の出力は“H"レベルとなり、INV33の出力は“L"レベル
となる。この時スイッチ34は、定電流35をVDD側に接続
する。
このように[Ypj,Ysj]=[0,0]の時Yj列の定電流源
はXiの値に関係なく全てVDD側に接続され、IOUTに電流
を流さない。IOUTに定電流が流れることを、定電流源
基本回路が導通する、逆にIOUTに定電流が流れないこ
とを定電流源基本回路が遮断する、と以後記す。
はXiの値に関係なく全てVDD側に接続され、IOUTに電流
を流さない。IOUTに定電流が流れることを、定電流源
基本回路が導通する、逆にIOUTに定電流が流れないこ
とを定電流源基本回路が遮断する、と以後記す。
[Ypj,Ysj]=[1,0]の時、第4図より2入力OR31の
出力は、Xi=0の時、0となり、この時INV33の出力は
“L“レベルとなるから定電流源基本回路は遮断する。
逆にXi=1の時、2入力NOR31の出力は“H"レベルとな
り、INV33の出力は"H“レベルとなるから定電流源基本
回路は導通する。このように[Ypj,Ysj]=[1,0]の列
ではXi=1の定電流源基本回路は導通し、Xj=0の時、
遮断する。
出力は、Xi=0の時、0となり、この時INV33の出力は
“L“レベルとなるから定電流源基本回路は遮断する。
逆にXi=1の時、2入力NOR31の出力は“H"レベルとな
り、INV33の出力は"H“レベルとなるから定電流源基本
回路は導通する。このように[Ypj,Ysj]=[1,0]の列
ではXi=1の定電流源基本回路は導通し、Xj=0の時、
遮断する。
[Ypj,Ysj]=[1,1]の時、第4図より、2入力NAND32
の出力は“L"レベルになり、INV33の出力は“H"レベル
になり、定電流源基本回路は導通する。このように[Y
pj,Ysj]=[1,1]の時Yj列の定電流源はXiの値に関係
なく、導通する。
の出力は“L"レベルになり、INV33の出力は“H"レベル
になり、定電流源基本回路は導通する。このように[Y
pj,Ysj]=[1,1]の時Yj列の定電流源はXiの値に関係
なく、導通する。
(DB1,……,DB6)=(0,……,0)から1ビットづつア
ップカウントしていった場合を考える。(DB1,DB2,DB
3)=(0,0,0)の時、Y1列からY7列までは全ての定電流
源基本回路は遮断している。
ップカウントしていった場合を考える。(DB1,DB2,DB
3)=(0,0,0)の時、Y1列からY7列までは全ての定電流
源基本回路は遮断している。
Y0列は(DB4,DB5,DB6)=(0,0,0)から1ビットづつ
増えていくと表1のようにX0から、X7まで順に1の状態
が増えていき、DB4〜DB6の値の数だけ定電流源が導通し
ていき、(DB4,DB5,DB6)=(1,1,1)の時、定電流源基
本回路(0,0),……(6,0)まで導通する。次に(DB1,
DB2,DB3)=(0,0,1)になった時、Y0列は全て導通し、
Y1列は(DB4,DB5,DB6)の値に応じて、順に導通してい
く。Y2〜Y7列は全て遮断している。このようにして(DB
1,DB2,DB3,DB4,DB5,DB6)=(1,1,1,1,1,1)になると定
電流源基本回路は(0,0)から(6,7)まで全て導通す
る。上記のように1ビットづつアップカウントして、定
電流源基本回路が導通していく順序を第5図に示す。丸
の中の番号は導通していく順序を示している。
増えていくと表1のようにX0から、X7まで順に1の状態
が増えていき、DB4〜DB6の値の数だけ定電流源が導通し
ていき、(DB4,DB5,DB6)=(1,1,1)の時、定電流源基
本回路(0,0),……(6,0)まで導通する。次に(DB1,
DB2,DB3)=(0,0,1)になった時、Y0列は全て導通し、
Y1列は(DB4,DB5,DB6)の値に応じて、順に導通してい
く。Y2〜Y7列は全て遮断している。このようにして(DB
1,DB2,DB3,DB4,DB5,DB6)=(1,1,1,1,1,1)になると定
電流源基本回路は(0,0)から(6,7)まで全て導通す
る。上記のように1ビットづつアップカウントして、定
電流源基本回路が導通していく順序を第5図に示す。丸
の中の番号は導通していく順序を示している。
発明が解決しようとする課題 しかしながら、上記の従来の構成では、マトリクス状
の定電流源基本回路の電流値が、LSIチップ内である規
則性をもって分布していた場合、微分直線誤差は小さい
にもかかわらず、直線性誤差が大きくなるという問題点
を有していた。以下にその理由を説明する。
の定電流源基本回路の電流値が、LSIチップ内である規
則性をもって分布していた場合、微分直線誤差は小さい
にもかかわらず、直線性誤差が大きくなるという問題点
を有していた。以下にその理由を説明する。
第3図の8×8マトリクス構造の6ビットD/A変換回
路の場合で、第6図のように定電流源基本回路の電流値
が縦方向(Y方向)に傾きをもって分布している場合を
考える。四角の中の値は微分直線誤差を示す。単位はLS
Bである。この時の直線性誤差の計算結果が第7図であ
る。同様に第8図のように縦方向(Y方向)に微分直線
性誤差が山型に分布している場合の直線性誤差の計算結
果が第9図である。このように、微分直線性誤差は±0.
007LSBであるが、直線性誤差は、第7図の場合0,124LS
B,第9図の場合、0.073LSBになっている。
路の場合で、第6図のように定電流源基本回路の電流値
が縦方向(Y方向)に傾きをもって分布している場合を
考える。四角の中の値は微分直線誤差を示す。単位はLS
Bである。この時の直線性誤差の計算結果が第7図であ
る。同様に第8図のように縦方向(Y方向)に微分直線
性誤差が山型に分布している場合の直線性誤差の計算結
果が第9図である。このように、微分直線性誤差は±0.
007LSBであるが、直線性誤差は、第7図の場合0,124LS
B,第9図の場合、0.073LSBになっている。
本発明は、上記従来の問題点を解決するもので、定電
流基本セルの導通する順序を変えることで、直線性誤差
の小さな、マトリクスセル構成のD/A変換回路を実現す
ることを目的とするものである。
流基本セルの導通する順序を変えることで、直線性誤差
の小さな、マトリクスセル構成のD/A変換回路を実現す
ることを目的とするものである。
課題を解決するための手段 本発明のディジタル・アナログ変換回路は、定電流源
基本回路が、X軸とY軸方向にマトリクス構造に配列さ
れ、前記各定電流源基本回路を選択するX軸とY軸方向
のデコード回路部であるXデコーダ回路と、Yデコーダ
回路の少くとも一方の出力が、配列順に添字を付したn
個の定電流源基本回路列、a0,a1,……ai,……,
an-1,(n:偶数,n≧4)を、a0,an/2,……,ai, an-1,または、an/2,a0……, ai, ai+1,……,an-1, の順に導通するようにデコード回路を構成するものであ
る。
基本回路が、X軸とY軸方向にマトリクス構造に配列さ
れ、前記各定電流源基本回路を選択するX軸とY軸方向
のデコード回路部であるXデコーダ回路と、Yデコーダ
回路の少くとも一方の出力が、配列順に添字を付したn
個の定電流源基本回路列、a0,a1,……ai,……,
an-1,(n:偶数,n≧4)を、a0,an/2,……,ai, an-1,または、an/2,a0……, ai, ai+1,……,an-1, の順に導通するようにデコード回路を構成するものであ
る。
作用 この回路構成によって微分直線性誤差が規則性を持っ
て分布している場合、センターを中心に分けた2つのブ
ロック内を順に交互に導通させることにより、微分直線
性誤差を打ち消すようにし、直線性誤差を小さくするこ
とができる。
て分布している場合、センターを中心に分けた2つのブ
ロック内を順に交互に導通させることにより、微分直線
性誤差を打ち消すようにし、直線性誤差を小さくするこ
とができる。
実施例 以下、本発明の1実施例について、図面を参照しなが
ら説明する。第1図は、本発明の1実施例におけるマト
リクス構成の定電流加算方式による6ビットのD/A変換
回路図を示すものである。
ら説明する。第1図は、本発明の1実施例におけるマト
リクス構成の定電流加算方式による6ビットのD/A変換
回路図を示すものである。
第1図において、電源電圧VDD,接地電圧VSS,Xデコー
ダ2,データDB1〜DB6,出力電流IOUT,定電流源基本回路
(0,0)〜(6,7)は、従来例の構成と同じものである。
次に、1はYデコーダ、104,204は3入力NANDゲート、1
05,205は2入力NANDゲート、106,206,108,208は複合ゲ
ート、109,209は2入力NORゲート、110,210は3入力NOR
ゲート、101,102,103,107,201,202,203,207はINV,111,2
11はラッチ回路、10は抵抗である。X0〜X7は、Xデコー
ダ出力、[Yp0Ys0]……[Yp7,Ys7]はYデコーダ出力
である。(0,0)〜(7,6)はマトリクス状に配列された
定電流源基本回路であり、内部回路は従来例と同じであ
る。
ダ2,データDB1〜DB6,出力電流IOUT,定電流源基本回路
(0,0)〜(6,7)は、従来例の構成と同じものである。
次に、1はYデコーダ、104,204は3入力NANDゲート、1
05,205は2入力NANDゲート、106,206,108,208は複合ゲ
ート、109,209は2入力NORゲート、110,210は3入力NOR
ゲート、101,102,103,107,201,202,203,207はINV,111,2
11はラッチ回路、10は抵抗である。X0〜X7は、Xデコー
ダ出力、[Yp0Ys0]……[Yp7,Ys7]はYデコーダ出力
である。(0,0)〜(7,6)はマトリクス状に配列された
定電流源基本回路であり、内部回路は従来例と同じであ
る。
以上のように構成された本実施例は、Yデコーダ出力
の接続が従来例と異なり、定電流源基本回路の導通する
順序が異なる。従来例と同じように、(DB1,……,DB6)
=(0,……,0)から1ビットづつアップカウントしてい
った場合の、定電流源基本回路の導通していく順序を示
したのが図2である。従来例の第6図のように微分直線
性誤差が分布している場合の本実施例の直線性誤差の計
算結果が第10図であり、従来例の第8図のように分布し
ている場合の、本実施例の計算結果が第11図である。以
上の計算結果のように、第6図のように微分直線性誤差
が分布している場合、直線性誤差は、0.124LSBから、0.
085LSBに、第8図のように分布している場合は、0.145L
SBが0.107LSBにそれぞれ減少している。
の接続が従来例と異なり、定電流源基本回路の導通する
順序が異なる。従来例と同じように、(DB1,……,DB6)
=(0,……,0)から1ビットづつアップカウントしてい
った場合の、定電流源基本回路の導通していく順序を示
したのが図2である。従来例の第6図のように微分直線
性誤差が分布している場合の本実施例の直線性誤差の計
算結果が第10図であり、従来例の第8図のように分布し
ている場合の、本実施例の計算結果が第11図である。以
上の計算結果のように、第6図のように微分直線性誤差
が分布している場合、直線性誤差は、0.124LSBから、0.
085LSBに、第8図のように分布している場合は、0.145L
SBが0.107LSBにそれぞれ減少している。
以上の例は、Y方向に微分直線性誤差が分布している
としてYデコード出力の接続を従来と変えたが、X方向
に微分直線性誤差が分布しているとしXデコード出力に
同じ事を施しても同様の結果が得られる。また、これま
での説明では、微分直線性誤差は一次元のみに変化して
いると考えたが、実際には二次元に変化しているため、
Xデコード,Yデコードを両方とも、本発明を適用した方
がより効果的である。
としてYデコード出力の接続を従来と変えたが、X方向
に微分直線性誤差が分布しているとしXデコード出力に
同じ事を施しても同様の結果が得られる。また、これま
での説明では、微分直線性誤差は一次元のみに変化して
いると考えたが、実際には二次元に変化しているため、
Xデコード,Yデコードを両方とも、本発明を適用した方
がより効果的である。
第12図は、16×16マトリクス構造の8ビットDIA変換回
路の、従来例の直線性誤差の測定結果であり、第13図
は、本発明を実施した場合の測定結果である。直線性誤
差は、0.69LSBから0.41LSBに減少している。
路の、従来例の直線性誤差の測定結果であり、第13図
は、本発明を実施した場合の測定結果である。直線性誤
差は、0.69LSBから0.41LSBに減少している。
以上のように、本実施例によれば、微分直線性が規則性
を持って分布している場合、マトリクス構造の定電流源
基本回路の導通する順序を、センターを中心に二つのブ
ロックに分けそのブロック内で端から順番にしかもブロ
ック間で交互にすることで、微分直線性誤差を少しでも
打ち消すようにすることができ、直線性誤差を大幅に小
さくすることが可能である。
を持って分布している場合、マトリクス構造の定電流源
基本回路の導通する順序を、センターを中心に二つのブ
ロックに分けそのブロック内で端から順番にしかもブロ
ック間で交互にすることで、微分直線性誤差を少しでも
打ち消すようにすることができ、直線性誤差を大幅に小
さくすることが可能である。
なお、本実施例では、6ビットのマトリクス構成のD/
A変換回路を例としたが、すべてのマトリクス構造のD/A
変換回路についても適用可能である。
A変換回路を例としたが、すべてのマトリクス構造のD/A
変換回路についても適用可能である。
発明の効果 本発明は、マトリクス構造に配列された定電流源基本
回路を、微分直線性誤差を打ち消すような順番に導通さ
せるデコード回路を設けることにより、直線性誤差の小
さなD/A変換回路を実現できるものである。
回路を、微分直線性誤差を打ち消すような順番に導通さ
せるデコード回路を設けることにより、直線性誤差の小
さなD/A変換回路を実現できるものである。
第1図は本発明の実施例におけるマトリクス構造の定電
流源加算方式による6ビットD/A変換回路図、第2図は
本発明の実施例の定電流源基本回路の導通する順序を示
した図、第3図は従来の6ビットD/A変換回路図、第4
図は定電流源基本回路の回路図、第5図は、従来例の定
電流源基本回路の導通する順序を示した図、第6図,第
8図は微分直線性誤差の分布例を示した図、第7図は第
6図の微分直線性誤差の分布の時の従来例の直線性誤差
の計算結果を示す図、第9図は第8図の微分直線性誤差
の分布の時の従来例の直線性誤差の計算結果を示す図、
第10図は第6図のように微分直線性誤差が分布している
場合の本実施例の直線性誤差の計算結果を示す図、第11
図は第8図のように微分直線性誤差が分布している場合
の本実施例の直線性誤差の計算結果を示す図、 第12図は16×16マトリクス構造の8ビットD/A変換回路
の従来例の直線性誤差の測定結果図、第13図は、本発明
を実施した場合の測定結果図である。 1……Yデコーダ、2……Xデコーダ、104、204……3
入力NANDゲート、105,205……2入力NANDゲート、106,2
06,108,208……複合ゲート、109,209……2入力NORゲー
ト、110,210……3入力NORゲート、101,102,103,107,20
1,202,203,207……INV、111,211……ラッチ回路、10…
…抵抗、DB1〜DB6……6ビットデータ、CLK……クロッ
クパルス,X0〜X7……Xデコーダ出力、[Yp0,Ys0]〜
[Yp7,Ys7]……Yデコーダ出力、IOUT……出力電流,
(0,0)〜(6,7)……定電流源基本回路。
流源加算方式による6ビットD/A変換回路図、第2図は
本発明の実施例の定電流源基本回路の導通する順序を示
した図、第3図は従来の6ビットD/A変換回路図、第4
図は定電流源基本回路の回路図、第5図は、従来例の定
電流源基本回路の導通する順序を示した図、第6図,第
8図は微分直線性誤差の分布例を示した図、第7図は第
6図の微分直線性誤差の分布の時の従来例の直線性誤差
の計算結果を示す図、第9図は第8図の微分直線性誤差
の分布の時の従来例の直線性誤差の計算結果を示す図、
第10図は第6図のように微分直線性誤差が分布している
場合の本実施例の直線性誤差の計算結果を示す図、第11
図は第8図のように微分直線性誤差が分布している場合
の本実施例の直線性誤差の計算結果を示す図、 第12図は16×16マトリクス構造の8ビットD/A変換回路
の従来例の直線性誤差の測定結果図、第13図は、本発明
を実施した場合の測定結果図である。 1……Yデコーダ、2……Xデコーダ、104、204……3
入力NANDゲート、105,205……2入力NANDゲート、106,2
06,108,208……複合ゲート、109,209……2入力NORゲー
ト、110,210……3入力NORゲート、101,102,103,107,20
1,202,203,207……INV、111,211……ラッチ回路、10…
…抵抗、DB1〜DB6……6ビットデータ、CLK……クロッ
クパルス,X0〜X7……Xデコーダ出力、[Yp0,Ys0]〜
[Yp7,Ys7]……Yデコーダ出力、IOUT……出力電流,
(0,0)〜(6,7)……定電流源基本回路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−292023(JP,A) 特開 昭62−23627(JP,A) 特開 昭61−120531(JP,A)
Claims (1)
- 【請求項1】定電流源基本回路が、X軸とY軸方向にマ
トリクス構造に配列され、前記各定電流源基本回路を選
択するX軸とY軸方向のデコード回路部であるXデコー
ダ回路と、Yデコーダ回路の少なくとも一方の出力が、
配列順に添字を付したn個の定電流源基本回路列、a0,a
1,……ai,……,an-1,(n:偶数,n≧4)を、 または、 ai+1,……,an-1, の順に導電するように構成されたデコード回路を有する
ことを特徴とするディジタル・アナログ変換回路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63266414A JP2512106B2 (ja) | 1988-10-21 | 1988-10-21 | ディジタル・アナログ変換回路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63266414A JP2512106B2 (ja) | 1988-10-21 | 1988-10-21 | ディジタル・アナログ変換回路 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02113630A JPH02113630A (ja) | 1990-04-25 |
JP2512106B2 true JP2512106B2 (ja) | 1996-07-03 |
Family
ID=17430602
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63266414A Expired - Lifetime JP2512106B2 (ja) | 1988-10-21 | 1988-10-21 | ディジタル・アナログ変換回路 |
Country Status (1)
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