JP2546449B2 - D/a変換装置 - Google Patents

D/a変換装置

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JP2546449B2
JP2546449B2 JP8543691A JP8543691A JP2546449B2 JP 2546449 B2 JP2546449 B2 JP 2546449B2 JP 8543691 A JP8543691 A JP 8543691A JP 8543691 A JP8543691 A JP 8543691A JP 2546449 B2 JP2546449 B2 JP 2546449B2
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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、入力されたディジタル
データを2分割し、上位桁側と下位桁側を別のD/A変
換器に入力し、2つのアナログデータを得、抵抗等を介
すことによって、上位側と下位側のアナログデータの相
対比をとった上で加算し、一つのアナログデータを出力
するD/A変換装置に関する。 【従来の技術】第3図は、この種のD/A変換装置の従
来例を示すブロック図である。このD/A変換装置は、
ディジタルデータの入力端子A〜A15と、アナログ
データの出力端子10と、上位側デコーダ1と、下位側
デコーダ2と、上位側D/A変換器13と、下位側D/
A変換器14と、バッファ7,8,9と、抵抗R31
32とで構成されている。上位側D/A変換器13
は、バイアス電源51と、バイアス電源51と接地の間
に直列に接続された256個の単位抵抗r01
11,…,r2551と、これら単位抵抗r01,r
11,…,r2551の一端に一端が接続された255
個のMOSトランジスタQ01,Q11,…,Q
2551で構成されている。下位側D/A変換器14も
同様に、バイアス電源52と、バイアス電源52と接地
の間に直列に接続された256個の単位抵抗r02,r
12,…,r2552と、これら単位抵抗r02,r
12,…,r2552の一端に一端が接続された256
個のMOSトランジスタQ02,Q12,…,Q
2552で構成されている。上位側デコーダ1は入力端
子が8個の入力端子A,A,…,A15と接続さ
れ、256=(2)個の出力端子がD/A変換器13
の各MOSトランジスタQ01,Q11,…,Q
2551のゲートに接続されており、入力端子A〜A
15に入力したデータに基きMOSトランジスタ
01 ,Q 11 ,…,Q 2551 のいずれか1つのゲー
トをアクティブにする。下位側のデコーダ2も同様に、
入力端子が8個の入力端子A,A,…,Aに接続
され、256(=2)個の出力端子がD/A変換器1
4の各トランジスタQ02,Q12,…,Q2552
ゲートに接続されており、入力端子A〜Aに入力し
たデータに基づきトランジスタQ02〜Q2552のい
ずれか1つのゲートをアクティブにする。バッファ7の
非反転入力端子はD/A変換器13のMOSトランジス
タQ01〜Q2551の他端に接続され、バッファ8の
非反転入力端子はD/A変換器14のMOSトランジス
タQ02〜Q2552の他端に接続されており、D/A
変換器13,14で選択されたアナログデータはバッフ
ァ7,8を介して抵抗R31,R32に伝播される。抵
抗R31,R32の抵抗比は1:256である。そし
て、抵抗R31,R32を経てアナログデータは1つに
なり、バッファ9を通って出力端子10に出力される。 【発明が解決しようとする課題】上述した従来のD/A
変換装置は、上位桁用のD/A変換器の出力と下位桁用
のD/A変換器の出力とを抵抗R,Rの比(1:2
56)によって、 1:1/256 に重み付けを行って加算しているが、1:256の抵抗
比を精度よく実現させるのは難しく、あえて、1:25
6の抵抗比を精度よく(1/256以内の誤差で)実現
させようとする場合、257本の同一な抵抗を用意する
のが一般的であるが、それにより、チップサイズが増大
し、原価上昇を招くという欠点がある。 【課題を解決するための手段】本発明のD/A変換装置
は、m個(mは1以上の整数)の上位入力端子と、n個
(nは2以上の整数)の下位入力端子と、出力端子と、
第1、第2の出力線と、m個の上位入力端子よりディジ
タル信号の上位側ビットを入力し、入力した上位側ビッ
トをデコードして2個の出力端の1つに第1の選択信
号を出力する上位側デコーダと、n個の下位入力端子よ
りディジタル信号の下位側ビットを入力し、入力した下
位側ビットをデコードして、2個の出力端の1つに第
2の選択信号を出力する下位側デコーダと、2個の単
位抵抗が直列接続された第1の抵抗列と、一端が第1の
抵抗列の一端に接続されている2個の単位抵抗が直列
接続された第2の抵抗列と、第2の抵抗列と並列に接続
された1または数個直列接続された単位抵抗と、第2の
抵抗列の他端をアースに接続し第1の抵抗列の他端より
電流を供給するバイアス電源と、それぞれ第1の抵抗列
の単位抵抗の各接続点および第1、第2の抵抗列の接続
点に接続され、ゲートに第1の選択信号を入力すると接
続された接続点の電位を第1の出力線に出力する2
のトランジスタと、それぞれ第2の抵抗列の単位抵抗の
各接続点および第2の抵抗列とアースとの接続点のいず
れか1つの接続点に接続され、ゲートに第2の選択信号
を入力すると接続されている接続点の電位を第2の出力
線に出力する2個のトランジスタとで成るD/A変換
器と、第1、第2の出力線の出力を入力し、第2の出力
線の出力のフルスケールが第1の出力線の出力の最小ス
テップとなる比率で第1、第2の出力線の出力を加算
し、出力端子に出力するバッファ回路とを有する。 【作用】このように、第2の抵抗列に並列に接続された
1または数個直列接続された単位抵抗が、第1の出力線
の出力の最小ステップ電圧のほぼ1または数倍の電圧を
第2の出力線の出力のフルスケールとなるように、第2
の抵抗列に設定しているので、この設定された電圧を正
しいフルスケール電圧にもどすためのバッファ回路で必
要な抵抗は抵抗比が1:1に近い2個の抵抗でよいため
チップ上での実現は容易であり、それに要するチップ面
積も小さくてよい。 【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。第1図は本発明のD/A変換装置の第1の
実施例を示す構成図である。デコーダ1は、入力端がそ
れぞれ入力端子A,A,〜,A15に接続され、入
力端子A,A,〜,A15より入力した上位8ビッ
トの入力信号に対応して、256個の出力端のいずれか
1つに第1の選択信号を出力する。デコーダ2は、入力
端子がそれぞれ入力端子A,A,〜,Aに接続さ
れ、入力端子A,A,〜,Aより入力した下位8
ビットの入力信号に対応して、256個の出力端のいず
れか1つに第2の選択信号を出力する。D/A変換器3
は、それぞれ抵抗値rを有する256個の抵抗r01
11,〜,r2551が直列接続された第1の抵抗列
と、一端が第1の抵抗列の一端に接続されたそれぞれ抵
抗値rを有する256個の抵抗r02,r12,〜,r
2552が直列接続された第2の抵抗列と、第2の抵抗
列に並列に接続された抵抗値rを有する抵抗Rと、第
2の抵抗列の他端をアースに接続し、第1の抵抗列の他
端より電流を供給するバイアス電源5と、第1の抵抗列
の抵抗r01,r11,〜,r2551の接続点および
第1、第2の抵抗列の接続点のいずれか1つの接続点に
接続されゲートが第1の選択信号を入力すると接続され
た接続点の電位を出力線11にそれぞれ出力する2の8
乗、すなわち256個のMOSトランジスタQ01,Q
11,〜,Q2551と、第2の抵抗列の抵抗r02
12,〜,r2552の接続点および第2の抵抗列の
アースとの接続点のいずれか1つの接続点に接続されゲ
ートが第2の選択信号を入力すると接続された接続点の
電位を出力線12にそれぞれ出力する2の8乗、すなわ
ち256個のMOSトランジスタQ02,Q12,〜,
2552とで成っている。バッファ7,8の入力端は
出力線11,12に接続されている。バッファ7,8の
出力端はそれぞれ抵抗R,Rを介してバッファ9の
入力端に接続され、バッファ9の出力端は出力端子10
に接続されている。本実施例では、抵抗Rが直列接続
された256個の抵抗r02,r12,〜,r2552
に並列接続されているので、合成抵抗は抵抗値rの25
6/257=0.996となり、D/A変換器3の出力
の最小ステップとなる正規フルスケールの0.996倍
となる。しかし、抵抗R,Rの比率を1:0.99
6とすれば合成抵抗による出力線12の出力の低下分は
補正される。したがって、入力端子A,A,〜,A
15に入力されたディジタル信号はアナログ信号として
出力端子10より精度よく出力される。第2図は本発明
の第2の実施例を示す構成図である。本実施例において
は、第1の実施例における抵抗Rが抵抗R11,R
12,R13となっており、抵抗R11,R12,R
13はそれぞれ抵抗値rを有している。バッファ7,8
の出力の加算に際し、バッファ8の出力は差動増幅器1
3の反転入力端に出力されている。その他については第
1の実施例と同様であるので説明は省略する。直列接続
された単位抵抗r02,r12,〜,r2552に直列
接続された抵抗R11,R12,R13との合成抵抗値
は抵抗値rの256×3÷259=2.965倍となる
ので、出力線12のフルスケール電圧は、出力線11の
最小ステップ電圧の2.965倍となる。抵抗R14
15の抵抗比を1.965:1にし、バッファ7,8
の出力をそれぞれ出力VM,VSとすると、 2.965/1.965{VM−(1/2.965)VS} ・・・(1) 式(1)で示される演算が実行されたアナログ出力が出
力端子10に出力される。このアナログ出力は式(1)
でもわかるように、バッファ8の出力VSはバッファ7
の出力VMに対し、 1/2.965 とされているのでD/A変換器6のフルスケール電圧が
D/A変換器3の最小ステップ電圧にそろえられている
ことがわかる。抵抗比1.965:1を有する抵抗R
14,R15はほぼ同じ抵抗3本で容易に精度よく実現
できる。また、出力線12の出力が第1の実施例の出力
に比較して、約3倍大きくなっており、その分雑音に対
して有利である。なお、抵抗R14,R15の抵抗比を
2:1としておき、かわりに、抵抗R11,R12,R
13の和を抵抗値rの3.036倍としてもよいことは
明らかである。 【発明の効果】以上説明したように本発明は、第2の抵
抗列に並列に接続された1または数個直列接続された単
位抵抗が、第1の出力線の出力の最小ステップ電圧のほ
ぼ1または数倍の電圧を第2の出力線の出力のフルスケ
ールとなるように、第2の抵抗列に設定していることに
より、この設定された電圧を正しいフルスケール電圧に
もどすためにバッファ回路で必要な抵抗は抵抗比が1:
1に近い2個の抵抗でよいため、従来の1:256の抵
抗比のものに比較し、チップ上での実現は容易であり、
それに要するチップ面積も小さくできる効果がある。
【図面の簡単な説明】 第1図は本発明のD/A変換装置の第1の実施例を示す
構成図、第2図は第2の実施例を示す構成図、第3図は
従来例を示す構成図である。 1,2……デコーダ、3,4……D/A変換器、5……
バイアス電源、7,8,9……バッファ、10……出力
端子、11,12……出力線,13……差動増幅器、A
,A,〜,A……入力端子、A,A,〜,A
15……入力端子、Q01,Q11,〜,Q2551
…MOSトランジスタ、Q02,Q12,〜,Q
2552……MOSトランジスタ、r01,r11
〜,r2551……抵抗、r02,r12,〜,r
2552、……抵抗、R,R,R……抵抗、R
11,R12〜,R15……抵抗。

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 m個(mは1以上の整数)の上位入力端子と、 n個(nは2以上の整数)の下位入力端子と、 出力端子と、 第1、第2の出力線と、 m個の上位入力端子よりディジタル信号の上位側ビット
    を入力し、入力した上位側ビットをデコードして2
    の出力端の1つに第1の選択信号を出力する上位側デコ
    ーダと、 n個の下位入力端子よりディジタル信号の下位側ビット
    を入力し、入力した下位側ビットをデコードして、2
    個の出力端の1つに第2の選択信号を出力する下位側デ
    コーダと、 2個の単位抵抗が直列接続された第1の抵抗列と、一
    端が第1の抵抗列の一端に接続されている2個の単位
    抵抗が直列接続された第2の抵抗列と、第2の抵抗列と
    並列に接続された1または数個直列接続された単位抵抗
    と、第2の抵抗列の他端をアースに接続し第1の抵抗列
    の他端より電流を供給するバイアス電源と、それぞれ第
    1の抵抗列の単位抵抗の各接続点および第1,第2の抵
    抗列の接続点に接続され、ゲートに第1の選択信号を入
    力すると接続されている接続点の電位を第1の出力線に
    出力する2個のトランジスタと、それぞれ第2の抵抗
    列の単位抵抗の各接続点および第2の抵抗列とアースと
    の接続点に接続され、ゲートに第2の選択信号を入力す
    ると接続されている接続点の電位を第2の出力線に出力
    する2個のトランジスタとで成るD/A変換器と、 第1,第2の出力線の出力を入力し、第2の出力線の出
    力のフルスケールが第1の出力線の出力の最小ステップ
    となる比率で第1,第2の出力線の出力を加算し、出力
    端子に出力するバッファ回路とを有するD/A変換装
    置。
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