JP3303839B2 - High precision D / A converter and control method thereof - Google Patents

High precision D / A converter and control method thereof

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JP3303839B2
JP3303839B2 JP13065799A JP13065799A JP3303839B2 JP 3303839 B2 JP3303839 B2 JP 3303839B2 JP 13065799 A JP13065799 A JP 13065799A JP 13065799 A JP13065799 A JP 13065799A JP 3303839 B2 JP3303839 B2 JP 3303839B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は高精度D/A変換回
路とその制御方法に関し、特に、出力パッファ回路を構
成するオペアンプのオフセット電圧を高精度に補正する
ことのできる高精度D/A変換回路とその制御方法に関
するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a high-precision D / A conversion circuit and a control method thereof, and more particularly to a high-precision D / A conversion capable of correcting an offset voltage of an operational amplifier constituting an output buffer circuit with high accuracy. The present invention relates to a circuit and a control method thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】図7は、抵抗ストリングス型の分解能8
ビットの従来のD/A変換回路の構成を示すブロック図
である。同図に示されるように、8ビット構成のリファ
レンス電圧生成ブロック101において、低位側基準電
位源ref1と高位側基準電位源ref2との間に28
(=256)本の抵抗R1、R2、…、R256が直列
に接続されている。そして、低位側基準電位点および各
抵抗の接続点にはそれぞれ出力電圧V(0)、V
(1)、V(2)、…、V(254)、V(255)を
取り出すことのできる出力端子が備えられている。D/
A出力バッファブロック102は、非反転入力端子
(+)が入力端子102aに、出力端子がアナログ信号
出力端子102bに接続され、出力端子が反転入力端子
(−)に接続されたオペアンプ102cによって構成さ
れている。
2. Description of the Related Art FIG. 7 shows a resistor string type resolution 8.
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a conventional D / A conversion circuit for bits. As shown in the drawing, in the 8-bit reference voltage generation block 101, 2 8 is provided between the lower reference potential source ref1 and the higher reference potential source ref2.
(= 256) resistors R1, R2,..., R256 are connected in series. The output voltages V (0) and V (0) are respectively applied to the lower reference potential point and the connection point of each resistor.
(1), V (2),..., V (254), V (255) are provided. D /
The A output buffer block 102 includes an operational amplifier 102c having a non-inverting input terminal (+) connected to the input terminal 102a, an output terminal connected to the analog signal output terminal 102b, and an output terminal connected to the inverted input terminal (-). ing.

【0003】スイッチ回路103は、ディジタルコード
データに従ってリファレンス電圧生成ブロック101内
の出力端子を選択して、D/A出力バッファブロック1
02の入力端子102aに接続する。
The switch circuit 103 selects an output terminal in the reference voltage generation block 101 according to the digital code data, and selects a D / A output buffer block 1
02 input terminal 102a.

【0004】このようなD/A変換回路では出力バッフ
ァブロック102にオフセットが存在しているため変換
誤差が生じる。図8は、図7に示されるD/A出力バッ
ファブロック内のオペアンプのサンプルに関する測定回
路の等価回路図である。図9と図10は、この測定回路
において、電源電圧に1.5Vと−1.5Vを用い(低
位側基準電位源:ref1=−1.5V、高位側基準電
位源:ref2=1.5V)、入力端子に−2.0V〜
2.0Vの入力電圧VICMを印加した際のサンプル1
とサンプル2についての出力(VOUT)特性とオフセ
ット電圧VOS(VOS=VOUT−VICM)の測定
結果を示す。
In such a D / A conversion circuit, since an offset exists in the output buffer block 102, a conversion error occurs. FIG. 8 is an equivalent circuit diagram of a measurement circuit for a sample of the operational amplifier in the D / A output buffer block shown in FIG. 9 and 10 show that, in this measurement circuit, 1.5V and -1.5V are used as the power supply voltage (lower reference potential source: ref1 = -1.5V, higher reference potential source: ref2 = 1.5V). ), Input terminal -2.0V ~
Sample 1 when 2.0V input voltage VICM was applied
5 shows output (VOUT) characteristics and measurement results of offset voltage VOS (VOS = VOUT−VICM) for Sample 2.

【0005】入出力特性の概略を示す図9(a)、図1
0(a)ではサンプル1とサンプル2とで有意の差は認
められないが、オフセット電圧の詳細を示す図9
(b)、図10(b)をみると、サンプル1ではオフセ
ット電圧は±0.5mV以内に収まっているのに対し、
サンプル2では±2mVを越えている。そして、図7に
示した従来例ではオフセットの補正を行っていなかった
ため、このオフセット電圧がそのままD/A出力バッフ
ァブロック102の誤差となり、後者のサンプルを用い
たD/A変換回路は不良となる。而して、この種のD/
A変換回路は、通常多チャンネルD/A変換回路として
提供され、1チャンネルでも変換誤差が仕様から外れた
場合には半導体チップ全体が不良となってしまうため、
従来例では歩留まりを高く製造することが困難であっ
た。
FIGS. 9A and 1B schematically show input / output characteristics.
0 (a) shows no significant difference between Sample 1 and Sample 2, but shows details of the offset voltage.
10 (b) and FIG. 10 (b), while the offset voltage of Sample 1 is within ± 0.5 mV,
In sample 2, it exceeds ± 2 mV. Since the offset is not corrected in the conventional example shown in FIG. 7, the offset voltage directly causes an error in the D / A output buffer block 102, and the D / A conversion circuit using the latter sample becomes defective. . Thus, this kind of D /
The A-conversion circuit is usually provided as a multi-channel D / A conversion circuit, and if a conversion error is out of specifications even for one channel, the entire semiconductor chip becomes defective.
In the conventional example, it was difficult to manufacture with high yield.

【0006】この問題点を解決するものとして、出力バ
ッファ増幅器のオフセット電圧を補償することが特開昭
63−67828号公報により提案されている。図11
は、同公報にて提案されたD/A変換回路のブロック図
である。同図において、201はディジタル情報信号入
力回路、202は、ラッチ及びカウンタ回路203とク
ロック信号発生器204からなるディジタル補正信号発
生回路、205は全加算器、206はMSBの入力回路
にインバータ207aが付設されたD/A変換器207
とデグリッチ及び増幅回路208からなるD/A変換手
段、209はオフセット電圧検出用のコンパレータ、2
10はスイッチである。
As a solution to this problem, Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-67828 proposes to compensate for an offset voltage of an output buffer amplifier. FIG.
1 is a block diagram of a D / A conversion circuit proposed in the publication. In the figure, 201 is a digital information signal input circuit, 202 is a digital correction signal generation circuit comprising a latch and counter circuit 203 and a clock signal generator 204, 205 is a full adder, 206 is an MSB input circuit and an inverter 207a is provided. D / A converter 207 attached
D / A converter 209 including a deglitch and amplifying circuit 208, a comparator 209 for detecting an offset voltage,
Reference numeral 10 denotes a switch.

【0007】図11に示すD/A変換回路において、オ
フセット電圧を補正するには、入力回路201に入力す
る信号を0として、電源を投入し、ラッチ及びカウンタ
回路203をリセットする。この状態で、ラッチ及びカ
ウンタ回路203がクロック信号発生器204からのク
ロックをカウントし始めると、D/A変換手段206か
らは、ラッチ及びカウンタ回路203の補正信号(カウ
ント値)に対応するアナログ成分とD/A変換手段20
6のオフセット電圧成分との和が出力され、コンパレー
タ209に入力される。ラッチ及びカウンタ回路203
がカウントを開始した当初はコンパレータ209には負
の信号が入力することによりコンパレータ209の出力
はLレベルとなる。スイッチ210をオフとしてラッチ
及びカウンタ回路203がカウントし続けると補正信号
が増大し、コンパレータの入力が負から正に転じる。こ
れによりコンパレータ209の出力がHレベルとなりこ
の時点のラッチ及びカウンタ回路203のカウント値を
ラッチする。これにより補正信号が得られたことになる
ので、以下、入力回路201から入力されるディジタル
信号にラッチ及びカウンタ回路203の補正信号を加算
してD/A変換を行う。
In the D / A conversion circuit shown in FIG. 11, to correct the offset voltage, the signal input to the input circuit 201 is set to 0, the power is turned on, and the latch and counter circuit 203 is reset. In this state, when the latch and counter circuit 203 starts counting the clock from the clock signal generator 204, the D / A converter 206 outputs an analog component corresponding to the correction signal (count value) of the latch and counter circuit 203. And D / A conversion means 20
The sum with the offset voltage component of No. 6 is output and input to the comparator 209. Latch and counter circuit 203
At the beginning, when a negative signal is input to the comparator 209, the output of the comparator 209 becomes L level. When the switch 210 is turned off and the latch and counter circuit 203 continues counting, the correction signal increases, and the input of the comparator changes from negative to positive. As a result, the output of the comparator 209 becomes H level, and the latch value of the latch and the counter circuit 203 at this time is latched. As a result, a correction signal is obtained, and the D / A conversion is performed by adding the correction signal of the latch and counter circuit 203 to the digital signal input from the input circuit 201.

【0008】図11に示した従来例では、補正信号を入
力ディジタル信号が0の状態で得ているが、一般に、オ
フセット電圧は、図9(b)、図10(b)に示される
ように入力電圧依存性があるので、入力ディジタル信号
0の条件で得た補正信号により全てのコードの入力信号
に対して適切な補正を行うことは困難である。
In the conventional example shown in FIG. 11, the correction signal is obtained when the input digital signal is 0. In general, the offset voltage is as shown in FIGS. 9 (b) and 10 (b). Because of the input voltage dependency, it is difficult to perform appropriate correction on the input signals of all codes using the correction signal obtained under the condition of the input digital signal 0.

【0009】また、図11に示した従来例では、ビット
単位で補正信号を得るものであるため、LSB(least
significant bit )に対応するアナログ値以下のオフセ
ットが生じてもこれを補正することはできなかった。
In the conventional example shown in FIG. 11, since a correction signal is obtained in bit units, the LSB (least
Even if there was an offset below the analog value corresponding to the significant bit, it could not be corrected.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上気
した従来技術の欠点を改良し、特に、全てのディジタル
コードデータにわたって出力バッファ回路のオフセット
を微細に且つ正確に補償しうる新規な高精度D/A変換
器とその制御方法を提供するものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The object of the present invention is to remedy the disadvantages of the prior art which has been described above, and in particular to a new and novel method which can finely and accurately compensate for the offset of the output buffer circuit over all digital code data. A high-precision D / A converter and a control method thereof are provided.

【0011】本発明の他の目的は、出力バッファ回路の
オフセットが1LSB以上の広範囲に及んでもオフセッ
トをなくし、以て、歩留まりを向上せしめた新規な高精
度D/A変換器とその制御方法を提供するものである。
Another object of the present invention is to provide a novel high-precision D / A converter which eliminates the offset of the output buffer circuit even when the offset of the output buffer circuit extends over a wide range of 1 LSB or more, thereby improving the yield, and a control method therefor. Is provided.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明は上記した目的を
達成するため、基本的には、以下に記載されたような技
術構成を採用するものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention basically employs the following technical configuration to achieve the above object.

【0013】即ち、本発明に係わる高精度D/A変換器
の第1態様は、ディジタルコードデータに従ったアナロ
グ電圧を出力することの出来る複数のアナログ電圧出力
端子を有する出力電圧発生ブロックと、二つの入力端子
を備え、この二つの入力端子に前記出力電圧発生ブロッ
クの選択された連続する二つのアナログ電圧出力端子の
出力電圧を入力することでアナログ補正電圧を生成する
増幅器を含み、この増幅器には、この増幅器の利得を可
変する利得可変手段が設けられた出力電圧補正ブロック
と、前記出力電圧発生ブロックの出力電圧又は前記出力
電圧補正ブロックの出力電圧のいずれかが選択的に入力
され、この入力された電圧を緩衝増幅して、アナログ出
力信号を出力するバッファブロックと、前記出力電圧発
生ブロックのアナログ出力電圧と前記バッファブロック
の出力電圧とが入力されることで前記バッファブロック
のオフセットの有無を検出する逐次比較ブロックと、前
記逐次比較ブロックの出力するオフセットの有無を参照
して、前記出力電圧補正ブロックに入力される前記出力
電圧発生ブロックのアナログ電圧出力端子を選択し、こ
の出力電圧を前記出力電圧補正ブロックに入力せしめる
と共に、この出力電圧補正ブロックの出力を前記バッフ
ァブロックに入力せしめ、且つ、前記出力電圧補正ブロ
ックの利得可変手段を切換制御するスイッチ制御手段
と、で構成したことを特徴とするものであり、又、第2
態様は、前記出力電圧補正ブロックは、オペアンプと、
このオペアンプの反転入力端子に接続される第1の抵抗
と、前記オペアンプの非反転入力端子に接続される第2
の抵抗と、前記反転入力端子とこのオペアンプの出力端
子間に直列に接続した同じ抵抗値の複数の第3の抵抗
と、この複数の第3の抵抗を夫々ショーティングするよ
うにした前記スイッチ制御手段で制御される複数のスイ
ッチ手段とで構成したことを特徴とするものであり、
又、第3態様は、前記出力電圧補正ブロックは、オペア
ンプと、このオペアンプの反転入力端子に接続される第
1の抵抗と、前記オペアンプの非反転入力端子に接続さ
れる第2の抵抗と、前記反転入力端子とこのオペアンプ
の出力端子間に接続した第3の抵抗と、第4の抵抗と前
記スイッチ制御手段で制御されるスイッチ手段とを直列
に接続した直列回路を複数設けると共に、この直列回路
を前記第1の抵抗に並列に接続したことを特徴とするも
のである。
That is, a first aspect of the high-precision D / A converter according to the present invention is an output voltage generation block having a plurality of analog voltage output terminals capable of outputting an analog voltage according to digital code data; An amplifier that has two input terminals and generates an analog correction voltage by inputting the output voltage of two selected consecutive analog voltage output terminals of the output voltage generation block to the two input terminals; The output voltage correction block provided with a gain variable means for varying the gain of the amplifier, and either the output voltage of the output voltage generation block or the output voltage of the output voltage correction block is selectively input, A buffer block that buffers and amplifies the input voltage and outputs an analog output signal; A successive approximation block for detecting the presence or absence of an offset in the buffer block by inputting the output voltage of the buffer block and the output voltage of the buffer block; and Selecting an analog voltage output terminal of the output voltage generation block to be input to the correction block, inputting the output voltage to the output voltage correction block, inputting the output of the output voltage correction block to the buffer block, and And switch control means for controlling switching of the gain variable means of the output voltage correction block.
In an aspect, the output voltage correction block includes an operational amplifier,
A first resistor connected to an inverting input terminal of the operational amplifier; and a second resistor connected to a non-inverting input terminal of the operational amplifier.
, A plurality of third resistors having the same resistance connected in series between the inverting input terminal and the output terminal of the operational amplifier, and the switch control configured to short each of the plurality of third resistors. And a plurality of switch means controlled by the means,
In a third aspect, the output voltage correction block includes an operational amplifier, a first resistor connected to an inverting input terminal of the operational amplifier, a second resistor connected to a non-inverting input terminal of the operational amplifier, A plurality of series circuits in which a third resistor connected between the inverting input terminal and the output terminal of the operational amplifier, a fourth resistor and switch means controlled by the switch control means are provided in series, and A circuit is connected in parallel to the first resistor.

【0014】又、本発明に係わる高精度D/A変換器の
制御方法の第1態様は、ディジタルコードデータに従っ
たアナログ電圧を出力することの出来る複数のアナログ
電圧出力端子を有する出力電圧発生ブロックと、二つの
入力端子を備え、この二つの入力端子に前記出力電圧発
生ブロックの選択された連続する二つのアナログ電圧出
力端子の出力電圧を入力することでアナログ補正電圧を
生成する増幅器を含み、この増幅器には、この増幅器の
利得を可変する利得可変手段が設けられた出力電圧補正
ブロックと、前記出力電圧発生ブロックの出力電圧又は
前記出力電圧補正ブロックの出力電圧のいずれかが選択
的に入力され、この入力された電圧を緩衝増幅して、ア
ナログ出力信号を出力するバッファブロックと、前記出
力電圧発生ブロックのアナログ出力電圧と前記バッファ
ブロックの出力電圧とが入力されることで前記バッファ
ブロックのオフセットの有無を検出する逐次比較ブロッ
クと、前記逐次比較ブロックの出力するオフセットの有
無を参照して、前記出力電圧補正ブロックに入力される
前記出力電圧発生ブロックのアナログ電圧出力端子を選
択し、この出力電圧を前記出力電圧補正ブロックに入力
せしめると共に、この出力電圧補正ブロックの出力を前
記バッファブロックに入力せしめ、且つ、前記出力電圧
補正ブロックの利得可変手段を切換制御するスイッチ制
御手段と、からなる高精度D/A変換器の制御方法であ
って、ディジタルコードデータに従ったアナログ電圧を
前記バッファブロックに入力せしめ、前記バッファブロ
ックの出力端子にオフセットを含むアナログ電圧を得る
第1の工程と、前記第1の工程で得られたオフセットを
含むアナログ電圧と前記ディジタルコードデータに基づ
くオフセットを含まないアナログ電圧とから、前記逐次
比較ブロックが前記オフセットの有無を検出する第2の
工程と、前記オフセットが検出された時、前記出力電圧
補正ブロックは、前記ディジタルコードデータに基づく
アナログ電圧に対して所定の電圧だけ変化させた電圧を
生成する第3の工程と、前記第3の工程で生成された電
圧を前記バッファブロックに入力せしめ、前記逐次比較
ブロックが、前記オフセットを略検出しなくなるまで、
前記スイッチ制御手段が、前記第3の工程の電圧で生成
される電圧を更に変化せしめるように制御する第4の工
程とからなり、前記逐次比較ブロックが前記オフセット
を略検出しなくなった時、前記バッファブロックの出力
電圧がD/A変換されたアナログ電圧であることを特徴
とするものであり、又、第2態様は、前記第2の工程で
のオフセットの有無の検出は、前記逐次比較ブロックの
出力信号の符号の変化で検出することを特徴とするもの
であり、又、第3態様は、前記第3の工程で生成される
電圧は、前記出力電圧補正ブロックの増幅器の利得を可
変させることで得られることを特徴とするものである。
A first aspect of the method of controlling a high-precision D / A converter according to the present invention is an output voltage generator having a plurality of analog voltage output terminals capable of outputting analog voltages in accordance with digital code data. And an amplifier that has two input terminals and generates an analog correction voltage by inputting the output voltages of two selected consecutive analog voltage output terminals of the output voltage generation block to the two input terminals. In this amplifier, an output voltage correction block provided with a gain variable means for varying the gain of the amplifier, and either the output voltage of the output voltage generation block or the output voltage of the output voltage correction block are selectively provided. A buffer block for buffering and amplifying the input voltage and outputting an analog output signal; and an output voltage generation block. A successive approximation block for detecting the presence or absence of an offset of the buffer block by inputting the analog output voltage of the buffer block and the output voltage of the buffer block; and Selecting an analog voltage output terminal of the output voltage generation block to be input to the voltage correction block, inputting the output voltage to the output voltage correction block, and inputting the output of the output voltage correction block to the buffer block, And a switch control means for switching and controlling the gain variable means of the output voltage correction block, wherein the analog voltage according to digital code data is input to the buffer block. At least including an offset at the output terminal of the buffer block A first step of obtaining a analog voltage; and an analog voltage including an offset obtained in the first step and an analog voltage not including an offset based on the digital code data. A second step of detecting, and a third step of, when the offset is detected, generating a voltage obtained by changing a predetermined voltage from an analog voltage based on the digital code data. Inputting the voltage generated in the third step to the buffer block until the successive approximation block no longer detects the offset.
And a fourth step of controlling the switch control means to further change the voltage generated by the voltage of the third step. When the successive approximation block stops detecting the offset substantially, The output voltage of the buffer block is an analog voltage obtained by D / A conversion. In a second aspect, the detection of the presence or absence of the offset in the second step is performed by the successive approximation block In the third aspect, the voltage generated in the third step varies the gain of the amplifier of the output voltage correction block. It is characterized by being obtained by

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】図1は、本発明の実施の形態を説
明するための、N(Nは正の整数)ビットのD/A変換
回路のブロック図である。同図に示されるように、リフ
ァレンス電圧生成ブロック1には出力電圧発生ブロック
1aと出力電圧補正ブロック1bとが備えられている。
出力電圧発生ブロック1aには、基準電位差を抵抗スト
リングスなどにより(2N +1)分の1に分割し、それ
ぞれの分割点および両端の基準電位点に出力端子T(−
1)、T0、T1、・・・、T(2N −2)、T((2
N −1)、T(2N )が設けられ、それぞれの出力端子
からは電圧V(−1:0)、V(0:0)、V(1:
0)、・・・、V(2N −2:0)、V(2N −1:
0)、V(2N :0)が得られる。この内、Nビットの
コードデータに従ったアナログ電圧は両端の出力端子を
除く2N 個の出力端子から得られる。
FIG. 1 illustrates an embodiment of the present invention.
N (N is a positive integer) bit D / A conversion for clarification
It is a block diagram of a circuit. As shown in FIG.
The output voltage generation block is included in the reference voltage generation block 1.
1a and an output voltage correction block 1b.
The output voltage generation block 1a applies a reference potential difference to a resistance strike.
(2)N +1) Divide it by 1
The output terminal T (−) is connected to each of the division points and the reference potential points at both ends.
1), T0, T1,..., T (2N -2), T ((2
N -1), T (2N ) Is provided for each output terminal
From V (-1: 0), V (0: 0), V (1:
0),..., V (2N -2: 0), V (2N -1:
0), V (2N : 0) are obtained. Of these, N bits
The analog voltage according to the code data is applied to the output terminals at both ends.
Excluding 2N Output terminals.

【0016】出力電圧補正ブロック1bは、図2に示さ
れるように、オペアンプAmp2と、このオペアンプの
反転入力端子(−)に接続される第1の抵抗Ri2と、
オペアンプの非反転入力端子(+)に接続される第2の
抵抗Ri1と、反転入力端子(−)とこのオペアンプの
出力端子間に直列に接続した同じ抵抗値の複数の第3の
抵抗Rf1〜Rfγと、この複数の第3の抵抗を夫々シ
ョーティングするようにした複数のスイッチ手段SWf
1〜SWfγとで構成し、出力端子VROUTに得られ
た出力をD/A出力バッファブロック2に入力させるよ
うに構成している。
As shown in FIG. 2, the output voltage correction block 1b includes an operational amplifier Amp2, a first resistor Ri2 connected to an inverting input terminal (-) of the operational amplifier, and
A second resistor Ri1 connected to the non-inverting input terminal (+) of the operational amplifier; and a plurality of third resistors Rf1 having the same resistance connected in series between the inverting input terminal (-) and the output terminal of the operational amplifier. Rfγ and a plurality of switch means SWf configured to short each of the plurality of third resistors.
1 to SWfγ, and the output obtained at the output terminal VROUT is input to the D / A output buffer block 2.

【0017】内部にバッファ回路を有するD/A出力バ
ッファブロック2には入力端子2aとこのD/A変換回
路の出力信号が得られるアナログ信号出力端子2bとが
備えられている。
The D / A output buffer block 2 having a buffer circuit therein has an input terminal 2a and an analog signal output terminal 2b from which an output signal of the D / A conversion circuit is obtained.

【0018】2つの入力端子3aa,3abと1つの出
力端子3bを有する逐次比較ブロック3は、2つの入力
端子3aaと3abに入力される信号を比較する機能を
有しており、その比較結果は出力信号DVとして出力端
子3bより出力される。
The successive approximation block 3 having two input terminals 3aa and 3ab and one output terminal 3b has a function of comparing signals input to the two input terminals 3aa and 3ab, and the comparison result is as follows. The output signal DV is output from the output terminal 3b.

【0019】5aは、入力されたディジタルコードデー
タに従って出力電圧発生ブロック1aの出力端子の中か
ら1つの出力端子を選択して、スイッチ6aを介してD
/A出力バッファブロック2の入力端子2aに接続する
第1のスイッチ機構、5bは、入力されたディジタルコ
ードデータに従って出力電圧発生ブロック1aの出力端
子の中から1つの出力端子を選択して、スイッチ6bを
介して逐次比較ブロック3の入力端子3aaに接続する
第2のスイッチ機構、5cは、出力電圧発生ブロック1
aの出力端子の中から選択された2つの隣接した出力端
子を出力電圧補正ブロック1bの2つの入力端子1b
a,1bbに接続する第3のスイッチ機構、5dは、出
力電圧補正ブロック1bのスイッチを制御して、出力電
圧補正ブロック1bの出力をスイッチ6aを介してD/
A出力バッファブロック2の入力端子2aに接続する第
4のスイッチ機構、6b,6cは必要に応じてオン・オ
フするスイッチである。
5a selects one output terminal from the output terminals of the output voltage generation block 1a in accordance with the input digital code data, and outputs D through a switch 6a.
The first switch mechanism 5b connected to the input terminal 2a of the / A output buffer block 2 selects one output terminal from the output terminals of the output voltage generation block 1a according to the input digital code data, and switches the output terminal. The second switch mechanism 5c connected to the input terminal 3aa of the successive approximation block 3 through the output voltage generation block 1
a of two adjacent output terminals selected from the output terminals of the output voltage correction block 1b.
The third switch mechanism 5d connected to the output voltage correction block 1b controls the switch of the output voltage correction block 1b to output the output of the output voltage correction block 1b via the switch 6a.
A fourth switch mechanism 6b, 6c connected to the input terminal 2a of the A output buffer block 2 is a switch that is turned on and off as necessary.

【0020】4は、逐次比較ブロック3の出力する比較
結果に基づいて、第3のスイッチ機構5cを制御して出
力電圧発生ブロック1aの出力端子の中から2つの出力
端子を出力電圧補正ブロック1bの入力端子に接続さ
せ、且つ、第4のスイッチ機構5dを制御して、出力電
圧補正ブロック1bのスイッチを制御し、出力電圧補正
ブロックの出力をスイッチ6aを介してD/A出力バッ
ファブロック2の入力端子2aに接続させるスイッチ制
御手段である。スイッチ制御手段4は、更に、スイッチ
6aの切り換え、およびスイッチ6b,6cのオン/オ
フを制御する。
4 controls the third switch mechanism 5c based on the comparison result output from the successive approximation block 3 to change two of the output terminals of the output voltage generation block 1a to the output voltage correction block 1b. , And controls the switch of the output voltage correction block 1b by controlling the fourth switch mechanism 5d, and outputs the output of the output voltage correction block via the switch 6a to the D / A output buffer block 2. Switch control means connected to the input terminal 2a. The switch control means 4 further controls switching of the switch 6a and on / off of the switches 6b and 6c.

【0021】次に、図1に示した本発明のD/A変換回
路の動作について説明する。
Next, the operation of the D / A conversion circuit of the present invention shown in FIG. 1 will be described.

【0022】(a) ディジタルコードデータの入力 まず、第1のスイッチ6aを、第1のスイッチ機構5a
側に倒し、第2、第3のスイッチ6b,6cをオンにす
る。この状態で入力信号としてディジタルコードデータ
が入力されると、そのディジタルコードデータに従った
出力電圧発生ブロック1aの出力端子の一つが第1、第
2のスイッチ機構5a,5bにより選択されて、その出
力信号V(α:0)が入力端子2aと3aaに伝達され
る(但し、α=0,1,2,…,2N −1)。
(A) Input of digital code data First, the first switch 6a is set to the first switch mechanism 5a.
And turn on the second and third switches 6b and 6c. When digital code data is input as an input signal in this state, one of the output terminals of the output voltage generation block 1a according to the digital code data is selected by the first and second switch mechanisms 5a and 5b, and the output terminal is selected. The output signal V (α: 0) is transmitted to the input terminals 2a and 3aa (where α = 0, 1, 2,..., 2 N −1).

【0023】(b) 初期設定 D/A出力バッファブロック2は、入力された信号電圧
V(α:0)を当該ブロック内のバッファ回路において
増幅し、オフセット電圧を含んだ信号としてアナログ信
号出力端子2bに出力し、この出力信号は、逐次比較ブ
ロック3において入力端子3aaより入力された信号電
圧V(α:0)と比較される。
(B) Initial setting The D / A output buffer block 2 amplifies the input signal voltage V (α: 0) in a buffer circuit in the block and outputs an analog signal output terminal as a signal including an offset voltage. 2b, and this output signal is compared with the signal voltage V (α: 0) input from the input terminal 3aa in the successive approximation block 3.

【0024】この時、D/A出力バッファブロックでの
オフセットVOSが負のときは逐次比較ブロック3の出
力信号DVは、Highレベル、VOSが正のときは逐
次比較ブロック3の出力DVはLowレベルとなる。
At this time, when the offset VOS in the D / A output buffer block is negative, the output signal DV of the successive approximation block 3 is at a high level, and when the offset VOS is positive, the output DV of the successive approximation block 3 is at a low level. Becomes

【0025】(c)−1 逐次比較(その1):〔DV
がHighレベルのとき〕 スイッチ制御手段4は、第1のスイッチ6aを出力電圧
補正ブロック1b側に切り換え(第2、第3のスイッチ
6b,6cはそのまま)、第3のスイッチ機構5cを制
御して、出力電圧発生ブロック1aの出力電圧のうちV
(α:0)を出力電圧補正ブロック1bの入力端子1b
aに入力し、V(α−1:0)を入力端子1bbに入力
する。次に、スイッチ制御手段4は、第4のスイッチ機
構5dを制御して、D/A出力バッファブロック2の入
力端子2aに接続される出力電圧補正ブロック1bのス
イッチSWf1,SWf2,…,SWfγを順次OFF
させてゆき、D/A出力バッファブロック2の入力端子
2aに入力する電圧を徐々に変える。その過程で、入力
端子2aに入力される信号が丁度D/A出力バッファブ
ロック2のオフセットを超えると、逐次比較ブロック3
の出力電圧DVがHighレベルからLowレベルに転
じる。スイッチ制御手段4は、DVが反転したことを検
出すると第4のスイッチ手段5dによるスイッチの制御
動作を停止させ、入力端子2aに入力される入力電圧を
固定して一連の補正動作を完了する。即ち、DVが反転
した直後のアナログ信号出力端子2bより出力されてい
る出力信号が、入力されたディジタルコードデータに関
する補正出力信号と決定される。次いで、必要に応じて
第1〜第3のスイッチ6a〜6cを全てオフして、次の
ディジタルコードの入力に備える。
(C) -1 Successive comparison (1): [DV
Is high level] The switch control means 4 switches the first switch 6a to the output voltage correction block 1b side (the second and third switches 6b and 6c remain as they are), and controls the third switch mechanism 5c. Of the output voltage of the output voltage generation block 1a.
(Α: 0) is input terminal 1b of output voltage correction block 1b.
a, and V (α-1: 0) to the input terminal 1bb. Next, the switch control means 4 controls the fourth switch mechanism 5d to control the switches SWf1, SWf2,..., SWfγ of the output voltage correction block 1b connected to the input terminal 2a of the D / A output buffer block 2. OFF sequentially
The voltage input to the input terminal 2a of the D / A output buffer block 2 is gradually changed. In the process, when the signal input to the input terminal 2a just exceeds the offset of the D / A output buffer block 2, the successive approximation block 3
Changes from the high level to the low level. When detecting that the DV is inverted, the switch control means 4 stops the switch control operation by the fourth switch means 5d, fixes the input voltage input to the input terminal 2a, and completes a series of correction operations. That is, the output signal output from the analog signal output terminal 2b immediately after the DV is inverted is determined as the correction output signal related to the input digital code data. Next, if necessary, the first to third switches 6a to 6c are all turned off to prepare for the input of the next digital code.

【0026】(c)−2 逐次比較(その2):〔DV
がLowレベルのとき〕 スイッチ制御手段4は、第1のスイッチ6aを出力電圧
補正ブロック1b側に切り換え(第2、第3のスイッチ
6b、6cはそのまま)、第3のスイッチ機構5cを制
御して、出力電圧発生ブロック1aの出力電圧のうちV
(α:0)を入力端子1baに入力し、V(α+1:
0)を出力電圧補正ブロック1bの入力端子1bbに入
力する。次に、スイッチ制御手段4は、第4のスイッチ
機構5dを制御して、D/A出力バッファブロック2の
入力端子2aに接続される出力電圧補正ブロック1bの
スイッチSWf1,SWf2,…,SWfγを順次OF
Fさせて行き、D/A出力バッファブロック2の入力端
子2aに入力する電圧を徐々に変える。その過程で、入
力端子2aに入力される信号が丁度D/A出力バッファ
ブロック2のオフセットを超えると、逐次比較ブロック
3の出力電圧DVがLowレベルからHighレベルに
転じる。スイッチ制御手段4は、DVが反転したことを
検出すると第4のスイッチ手段5dによるスイッチ制御
動作を停止させ、入力端子2aに入力される入力電圧を
固定して一連の補正動作を完了する。即ち、DVが反転
した直後のアナログ信号出力端子2bより出力されてい
る出力信号が、入力されたディジタルコードデータに関
する補正出力信号として選定される。次いで、必要に応
じて第1〜第3のスイッチ6a〜6cを全てオフして、
次のディジタルコードデータの入力に備える。
(C) -2 Successive comparison (part 2): [DV
Is low level]. The switch control means 4 switches the first switch 6a to the output voltage correction block 1b side (the second and third switches 6b and 6c remain as they are), and controls the third switch mechanism 5c. Of the output voltage of the output voltage generation block 1a.
(Α: 0) is input to the input terminal 1ba, and V (α + 1:
0) is input to the input terminal 1bb of the output voltage correction block 1b. Next, the switch control means 4 controls the fourth switch mechanism 5d to control the switches SWf1, SWf2,..., SWfγ of the output voltage correction block 1b connected to the input terminal 2a of the D / A output buffer block 2. Sequential OF
F, the voltage input to the input terminal 2a of the D / A output buffer block 2 is gradually changed. In the process, when the signal inputted to the input terminal 2a just exceeds the offset of the D / A output buffer block 2, the output voltage DV of the successive approximation block 3 changes from a low level to a high level. When detecting that the DV has been inverted, the switch control means 4 stops the switch control operation by the fourth switch means 5d, fixes the input voltage input to the input terminal 2a, and completes a series of correction operations. That is, the output signal output from the analog signal output terminal 2b immediately after the DV is inverted is selected as the correction output signal for the input digital code data. Next, if necessary, all the first to third switches 6a to 6c are turned off,
Prepare for input of next digital code data.

【0027】[0027]

【実施例】以下に、本発明に係わる高精度D/A変換器
とその制御方法の具体例を図面を参照しながら詳細に説
明する。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram of a high-precision D / A converter according to the present invention.

【0028】(第1の具体例)図1及び図2は、本発明
に係わる高精度D/A変換器とその制御方法の第1の具
体例の示す図であって、これらの図には、ディジタルコ
ードデータに従ったアナログ電圧を出力することの出来
る複数のアナログ電圧出力端子を有する出力電圧発生ブ
ロック11aと、二つの入力端子VI1,VI2を備
え、この二つの入力端子VI1,VI2に前記出力電圧
発生ブロック11aの選択された連続する二つのアナロ
グ電圧出力端子の出力電圧を入力することでアナログ補
正電圧を生成する増幅器Amp2を含み、この増幅器A
mp2には、この増幅器の利得を可変する利得可変手段
SWf1〜SWfγ設けられた出力電圧補正ブロック1
1bと、前記出力電圧発生ブロック11aの出力電圧又
は前記出力電圧補正ブロック11bの出力電圧のいずれ
かが選択的に入力され、この入力された電圧を緩衝増幅
して、アナログ出力信号を出力するバッファブロック1
2と、前記出力電圧発生ブロック11aのアナログ出力
電圧と前記バッファブロック12の出力電圧とが入力さ
れることで前記バッファブロック12のオフセットの有
無を検出する逐次比較ブロック13と、前記逐次比較ブ
ロック13の出力するオフセットの有無を参照して、前
記出力電圧補正ブロック11bに入力される前記出力電
圧発生ブロック11aのアナログ電圧出力端子を選択
し、この出力電圧を前記出力電圧補正ブロック11bに
入力せしめると共に、この出力電圧補正ブロック11b
の出力を前記バッファブロック12に入力せしめ、且
つ、前記出力電圧補正ブロック11bの利得可変手段S
Wf1〜SWfγを切換制御するスイッチ制御手段4
と、で構成した高精度D/A変換器が示され、更に、前
記出力電圧補正ブロック11bは、オペアンプAmp2
と、このオペアンプの反転入力端子(−)に接続される
第1の抵抗Ri2と、前記オペアンプの非反転入力端子
(+)に接続される第2の抵抗Ri1と、前記反転入力
端子(−)とこのオペアンプの出力端子VROUT間に
直列に接続した同じ抵抗値の複数の第3の抵抗Rf1〜
Rfγと、この複数の第3の抵抗Rf1〜Rfγを夫々
ショーティングするようにした前記スイッチ制御手段4
で制御される複数のスイッチ手段SWf1〜SWfγと
で構成したことを特徴とする高精度D/A変換器が示さ
れている。
(First Specific Example) FIGS. 1 and 2 show a first specific example of a high-precision D / A converter and a control method thereof according to the present invention. An output voltage generating block 11a having a plurality of analog voltage output terminals capable of outputting analog voltages in accordance with digital code data, and two input terminals VI1 and VI2. An amplifier Amp2 that generates an analog correction voltage by inputting the output voltages of two selected analog voltage output terminals of the output voltage generation block 11a, the amplifier A
An output voltage correction block 1 provided with gain variable means SWf1 to SWfγ for varying the gain of the amplifier
1b, and either the output voltage of the output voltage generation block 11a or the output voltage of the output voltage correction block 11b is selectively input, and a buffer that buffers and amplifies the input voltage to output an analog output signal Block 1
2, a successive approximation block 13 for detecting the presence or absence of an offset in the buffer block 12 by inputting the analog output voltage of the output voltage generation block 11a and the output voltage of the buffer block 12, and the successive approximation block 13 The analog voltage output terminal of the output voltage generation block 11a to be input to the output voltage correction block 11b is selected with reference to the presence or absence of the offset output from the output voltage correction block 11b, and this output voltage is input to the output voltage correction block 11b. , This output voltage correction block 11b
Of the output voltage correction block 11b.
Switch control means 4 for switching control of Wf1 to SWfγ
And a high-precision D / A converter composed of the following. Further, the output voltage correction block 11b includes an operational amplifier Amp2
A first resistor Ri2 connected to the inverting input terminal (-) of the operational amplifier; a second resistor Ri1 connected to the non-inverting input terminal (+) of the operational amplifier; and the inverting input terminal (-). And a plurality of third resistors Rf1 to Rf1 connected in series between the output terminal VROUT of the operational amplifier and having the same resistance value.
Rfγ and the switch control means 4 for short-circuiting the plurality of third resistors Rf1 to Rfγ.
A high-precision D / A converter characterized by being constituted by a plurality of switch means SWf1 to SWfγ controlled by.

【0029】以下に、第1の具体例を更に詳細に説明す
る。
Hereinafter, the first specific example will be described in more detail.

【0030】なお、各ブロック間に配置されるスイッチ
機構とその制御手段は当業者においてよく知られた技術
手段であるので、以下の説明では、これらの図示および
それに関する詳細な説明は省略する。
The switch mechanism and its control means disposed between the blocks are technical means well known to those skilled in the art, and therefore, their illustration and detailed description thereof will be omitted in the following description.

【0031】図2は、抵抗ストリングス型のD/A変換
回路のブロック図である。同図に示されるように、リフ
ァレンス電圧生成ブロック11には8ビットコードの電
圧を生成する出力電圧発生ブロック11aと、出力電圧
補正ブロック11bが備えられている。出力電圧発生ブ
ロック11aには、低位側基準電位源ref1と高位側
基準電位源ref2との間に与えられる基準電位差を2
57(=28 +1)本の抵抗からなる直列抵抗接続体に
より257分の1に分割し、それぞれの分割点および両
端の基準電位点の出力端子より電圧V(−1:0),V
(0:0),V(1:0),…、V(α:0),V(α
+1:0),…,V(255:0),V(256:0)
が得られる。但し、8ビットのコードデータに従ったア
ナログ電圧は、これらの電圧の内の両端の出力端子を除
く28 (=256)個の出力端子から得られる。
FIG. 2 is a block diagram of a resistor string type D / A conversion circuit. As shown in the figure, the reference voltage generation block 11 includes an output voltage generation block 11a that generates an 8-bit code voltage, and an output voltage correction block 11b. The output voltage generation block 11a stores a reference potential difference between the lower reference potential source ref1 and the higher reference potential source ref2 by two.
It is divided by a factor of 257 by a series resistor connection composed of 57 (= 2 8 +1) resistors, and the voltages V (−1: 0) and V are output from the respective division points and the output terminals of the reference potential points at both ends.
(0: 0), V (1: 0),..., V (α: 0), V (α
+1: 0),..., V (255: 0), V (256: 0)
Is obtained. However, an analog voltage according to 8-bit code data is obtained from 2 8 (= 256) output terminals excluding output terminals at both ends of these voltages.

【0032】出力電圧補正ブロック11bは、オペアン
プAmp2を有し、オペアンプAmp2の非反転入力端
子(+側)には抵抗Ri1を介して入力端子VI1へと
接続され、反転入力端子(−)には抵抗Ri2を介して
入力端子VI2へと接続されている。
The output voltage correction block 11b has an operational amplifier Amp2, a non-inverting input terminal (+ side) of the operational amplifier Amp2 is connected to an input terminal VI1 via a resistor Ri1, and an inverting input terminal (-) is connected to an inverting input terminal (-). It is connected to the input terminal VI2 via the resistor Ri2.

【0033】更に、出力電圧補正ブロック11bは、γ
個直列接続された抵抗Rf1,Rf2,…,Rfγを有
し、各抵抗には、それぞれショート接続に切り換え可能
なスイッチSWf1,SWf2,…,SWfγが並列接
続されている。
Further, the output voltage correction block 11 b
, Rfγ are connected in series, and switches SWf1, SWf2,..., SWfγ that can be switched to short-circuit connection are connected in parallel to the respective resistors.

【0034】この直列接続抵抗群の一端は、オペアンプ
Amp2の反転入力端子(−)に接続され、他端は、オ
ペアンプAmp2出力端子VROUTに接続されてい
る。
One end of the series-connected resistor group is connected to the inverting input terminal (-) of the operational amplifier Amp2, and the other end is connected to the output terminal VROUT of the operational amplifier Amp2.

【0035】出力電圧補正ブロック11bの両入力端子
VI1,VI2のそれぞれにはスイッチの切り換えによ
り、8bitコード出力電圧発生ブロック11aの出力
端子V(α:0),V(α−1:0)(又は、V(α+
1:0))に接続される。
The input terminals VI1 and VI2 of the output voltage correction block 11b are respectively switched to switch the output terminals V (α: 0) and V (α-1: 0) (V-1) of the 8-bit code output voltage generation block 11a. Or V (α +
1: 0)).

【0036】従って、出力電圧補正ブロック11bは、
内部スイッチSWf1,SWf2,…,SWfγの切り
換えにより出力端子VROUTに(γ+1)通りの反転
増幅電圧V(α:0),V(α:1),…,V(α:
γ)を生成させる。
Therefore, the output voltage correction block 11b
By switching the internal switches SWf1, SWf2,..., SWfγ, (γ + 1) kinds of inverted amplified voltages V (α: 0), V (α: 1),.
γ).

【0037】これらの出力補正電圧は、逐次比較ブロッ
ク13の逐次比較時のD/A出力バッファブロック12
の入力バイアスとして供給するものである。
These output correction voltages are supplied to the D / A output buffer block 12 during the successive approximation of the successive approximation block 13.
Is supplied as an input bias.

【0038】D/A出力バッファブロック12は、オペ
アンプ12cを有し、ボルテージフォロア方式によるア
ナログ出力ブロックである。
The D / A output buffer block 12 has an operational amplifier 12c and is an analog output block based on a voltage follower system.

【0039】D/A出力バッファブロック12には、非
反転入力端子(+)に入力端子12aが接続され、出力
端子にアナログ信号出力端子12bが設けられたオペア
ンプ12cが設けられており、その出力端子は反転入力
端子(−)に接続されて負帰還がかけられている。入力
端子12aには、入力されたディジタルコードデータに
従って、初期設定において、出力電圧発生ブロック11
aの8ビットコード出力電圧V(0:0),V(1:
0),…,V(254:0),V(255:0)の中の
何れかの電圧が入力され、次いで、逐次比較段階におい
て、出力電圧補正ブロック11bの出力電圧が順次印加
される。
The D / A output buffer block 12 is provided with an operational amplifier 12c having an input terminal 12a connected to a non-inverting input terminal (+) and an output terminal provided with an analog signal output terminal 12b. The terminal is connected to the inverting input terminal (-) and negative feedback is applied. The input terminal 12a is connected to the output voltage generation block 11 in the initial setting in accordance with the input digital code data.
a 8-bit code output voltage V (0: 0), V (1:
, V (254: 0), V (255: 0), and then the output voltage of the output voltage correction block 11b is sequentially applied in the successive approximation stage.

【0040】逐次比較ブロック13では、その非反転入
力端子(+)が定電位源V1に接続され、反転入力端子
(−)がキャパシタCの一端と、スイッチSW2を介し
て定電位源V1に接続され、オペアンプ13cの出力端
子が出力端子13bに接続されたコンパレータ13cが
備えられている。定電位源V1の電圧としては、入力さ
れるすべての電圧範囲にわたってコンパレータ13cが
正常に動作を行うのに十分な値に選定される。また、コ
ンパレータ13cはオフセットキャンセラを有するもの
で、オフセットが0ないし極めて小さいものが用いられ
ている。キャパシタCの他端は、切換スイッチSW1に
接続され、該切換スイッチSW1を介して入力端子13
aまたはD/A出力バッファブロック12のアナログ信
号出力端子12bに切換接続される。切換スイッチSW
1は、初期設定時において入力端子13a側に投入さ
れ、次いで、逐次比較段階において、D/A出力バッフ
ァブロック12の出力端子12b側へ切り換えられる。
In the successive approximation block 13, the non-inverting input terminal (+) is connected to the constant potential source V1, and the inverting input terminal (-) is connected to one end of the capacitor C and the constant potential source V1 via the switch SW2. A comparator 13c having an output terminal of the operational amplifier 13c connected to the output terminal 13b is provided. The voltage of the constant potential source V1 is selected to be a value sufficient for the comparator 13c to operate normally over the entire input voltage range. The comparator 13c has an offset canceller, and an offset canceller having an offset of 0 or extremely small is used. The other end of the capacitor C is connected to the changeover switch SW1, and the input terminal 13 is connected through the changeover switch SW1.
a or the analog signal output terminal 12b of the D / A output buffer block 12. Changeover switch SW
1 is input to the input terminal 13a at the time of the initial setting, and is then switched to the output terminal 12b of the D / A output buffer block 12 in the successive approximation stage.

【0041】次に、図2に示す第1の具体例の動作につ
いて説明する。まず、ディジタルコード入力時における
初期設定時の動作について説明する。 切換スイッチSW1を入力端子13a側へ投入し、
スイッチSW2をONにする。なお、この間に、逐次比
較ブロック13内のコンパレータ13cのオフセット調
整を済ませておく。 ディジタルコード入力により、入力端子12a、1
3aには出力電圧発生ブロック11aから該当するコー
ド出力電圧V(α:0)が入力される(但しα=0〜2
55)。これにより、キャパシタCには定電位源V1の
電圧をV1としてV1−V(α:0)のキャパシタ電圧
VCにチャージアップされる。ここまでが、初期設定の
段階である。
Next, the operation of the first specific example shown in FIG. 2 will be described. First, the operation at the time of initial setting when inputting a digital code will be described. Turn on the changeover switch SW1 to the input terminal 13a side,
Turn on the switch SW2. During this time, the offset adjustment of the comparator 13c in the successive approximation block 13 is completed. By inputting a digital code, the input terminals 12a, 1
The corresponding code output voltage V (α: 0) is input to the output voltage generating block 11a (where α = 0 to 2).
55). As a result, the capacitor C is charged up to the capacitor voltage VC of V1−V (α: 0) with the voltage of the constant potential source V1 as V1. This is the initial setting stage.

【0042】このとき、アナログ信号出力端子12bに
は、当該コード出力電圧V(α:0)にD/A出力バッ
ファブロックのオフセット電圧VOSを加えた電圧がア
ナログ出力電圧AOUT として出力されている。即ち、 AOUT =V(α:0)+VOS ここでの誤差電圧であるVOSを除くべく、次の逐次比
較微調整動作が行われる。 スイッチSW2をOFFにし、切換スイッチSW1
を出力端子12b側へ切り換える。
At this time, a voltage obtained by adding the offset voltage VOS of the D / A output buffer block to the code output voltage V (α: 0) is output to the analog signal output terminal 12b as the analog output voltage AOUT. That is, AOUT = V (α: 0) + VOS The following successive approximation fine adjustment operation is performed to remove VOS which is the error voltage here. The switch SW2 is turned off, and the changeover switch SW1
To the output terminal 12b side.

【0043】スイッチSW2をOFFにした時点で、キ
ャパシタCの両端子での電位の変動はない。ここで、切
換スイッチSW1が出力端子12b側へ切り換えられる
と、AOUT から入力端子13aに入力されていた電圧
〔V(α:0)〕を引いた電圧がキャパシタのコンパレ
ータ側の電極に伝達される。したがって、コンパレータ
の反転入力端子に入力される電圧は、 V1+AOUT −V(α:0)=V1+V(α:0)+VOS−V(α:0) =V1+VOS である。よって、コンパレータ13cにおいて、D/A
出力バッファブロック12のオフセットVOSの正負が
判定されることになる。そして、コンパレータの出力信
号DVとして、 VOSが負の時、DVはHighレベル VOSが正の時、DVはLowレベル が出力される。以下、上記2つのケースに対する逐次比
較動作について説明する。 −1 コンパレータ13cの出力DVがHighレベ
ルの時、出力電圧補正ブロック11bの両入力端子VI
1,VI2にそれぞれV(α:0),V(α−1:0)
を入力する。 −1 コンパレータ13cの出力DVがLowレベル
に反転するまでスイッチSWf1,SWf2,…,SW
fγを順次OFFさせていき、D/A出力バッファブロ
ック12の入力端子DINに投入する電圧を、V(α:
0)→V(α:1)→…→V(α:n) (nは、OF
FしたSWf1〜SWfγの総数、V(α:0)<V
(α:1)<…<V(α:n))のように切り換える。
(へ) −2 コンパレータ13cの出力DVがLowレベル
の時、出力電圧補正ブロック11bの両入力端子VI
1,VI2にそれぞれV(α:0),V(α+1:0)
を入力する。 −2 コンパレータ13cの出力DVがHighレベ
ルに反転するまでスイッチSWf1,SWf2,…,S
Wfγを順次OFFさせていき、D/A出力バッファブ
ロック12の入力端子DINに投入する電圧を、V
(α:0)→V(α:1)→…→V(α:n) (n
は、OFFしたSWf1〜SWfγの総数、V(α:
0)>V(α:1)>…>V(α:n))のように切り
換える。(へ) 切り換え終了時の出力バッファブロックの入力DI
Nに投入された電圧を最適化された8bitリファレン
ス電圧として次のデジタル入力動作まで保持する。ま
た、外部アナログ出力電圧AOUT の安定供給の為、SW
1を13a側に切り換える。
When the switch SW2 is turned off, there is no change in the potential at both terminals of the capacitor C. Here, when the changeover switch SW1 is switched to the output terminal 12b side, a voltage obtained by subtracting the voltage [V (α: 0)] input from the AOUT to the input terminal 13a is transmitted to the electrode of the capacitor on the comparator side. . Therefore, the voltage input to the inverting input terminal of the comparator is as follows: V1 + AOUT−V (α: 0) = V1 + V (α: 0) + VOS−V (α: 0) = V1 + VOS Therefore, in the comparator 13c, D / A
The sign of the offset VOS of the output buffer block 12 is determined. As the output signal DV of the comparator, when VOS is negative, DV is at a high level, and when VOS is positive, DV is at a low level. Hereinafter, the successive approximation operation for the above two cases will be described. -1 When the output DV of the comparator 13c is at the high level, both input terminals VI of the output voltage correction block 11b
V (α: 0) and V (α-1: 0) for VI1 and VI2, respectively.
Enter -1 Switches SWf1, SWf2,..., SW until the output DV of the comparator 13c is inverted to a low level.
fγ is sequentially turned off, and the voltage applied to the input terminal DIN of the D / A output buffer block 12 is V (α:
0) → V (α: 1) →... → V (α: n) (n is OF
F, the total number of SWf1 to SWfγ, V (α: 0) <V
(Α: 1) <... <V (α: n)).
(F) -2 When the output DV of the comparator 13c is at a low level, both input terminals VI of the output voltage correction block 11b
V (α: 0) and V (α + 1: 0) for VI1 and VI2, respectively.
Enter -2 Switches SWf1, SWf2,..., S until output DV of comparator 13c is inverted to High level.
Wfγ is sequentially turned off, and the voltage applied to the input terminal DIN of the D / A output buffer block 12 is V
(Α: 0) → V (α: 1) →... → V (α: n) (n
Is the total number of SWf1 to SWfγ turned off, V (α:
0)> V (α: 1)>...> V (α: n)). (F) Input DI of output buffer block at the end of switching
The voltage applied to N is held as an optimized 8-bit reference voltage until the next digital input operation. Also, for stable supply of external analog output voltage AOUT, SW
1 is switched to the 13a side.

【0044】このようにして、出力バッファブロック1
2のオフセット電圧による誤差要因を持たない、ディジ
タル/アナログ変換が可能となる。
As described above, the output buffer block 1
Digital / analog conversion without error factors due to the offset voltage of 2.

【0045】次に、8ビットD/A変換器を具体的な数
値例を挙げて説明する。
Next, an 8-bit D / A converter will be described with reference to specific numerical examples.

【0046】3Vのリファレンス電源による8bitコ
ード出力を考えると、8bitコード出力電圧発生ブロ
ック11において、最小bit変化分:1LSBは、 (1LSB)=3.0(V)÷(28 +1)≒11.6
7(mV) である。
Considering an 8-bit code output by a 3V reference power supply, in the 8-bit code output voltage generating block 11, the minimum bit change amount: 1 LSB is (1 LSB) = 3.0 (V) ÷ (2 8 +1) ≒ 11 .6
7 (mV).

【0047】また、8bitコード出力電圧の最下位コ
ード出力電圧V(0:0)=11.67(mV)、最上
位コード出力電圧V(255:0)=2988.33
(mV)である。
The lowest code output voltage V (0: 0) of the 8-bit code output voltage is 11.67 (mV), and the highest code output voltage V (255: 0) is 2988.33.
(MV).

【0048】更に、出力電圧補正ブロック11bにおい
て、Ri2=100kΩ、Rf1=Rf2=…=Rfγ
≡Rf=5kΩ、γ=100構成とすると、OFFした
SWf1〜SWfγの総数n(n:0〜γ)において、 VROUT=−n×Rf÷Ri2×(VI2−VI1)+VI1 =−0.05n×(−1LSB)+V(α:0) (VI2=V(α−1:0)のとき) or −0.05n×(+1LSB)+V(α:0) (VI2=V(α+1:0)のとき) =±n×(0.05LSB)+V(α:0) 従って、出力電圧補正値の最小変化分は、 0.05×11.67(mV)≒0.58(mV) である。
Further, in the output voltage correction block 11b, Ri2 = 100 kΩ, Rf1 = Rf2 =... = Rfγ
Assuming that ≡Rf = 5 kΩ and γ = 100, VROUT = −n × Rf ÷ Ri2 × (VI2−VI1) + VI1 = −0.05n × (-1LSB) + V (α: 0) (when VI2 = V (α-1: 0)) or -0.05n × (+ 1LSB) + V (α: 0) (when VI2 = V (α + 1: 0) ) = ± n × (0.05 LSB) + V (α: 0) Therefore, the minimum change of the output voltage correction value is 0.05 × 11.67 (mV) ≒ 0.58 (mV).

【0049】前述したように、上記具体例のD/A変換
器の外部アナログ出力電圧AOUT は、任意のディジタル
コード入力に該当するコード出力電圧V(α:0)に対
して、 V(α:0)−0.58(mV)≦AOUT≦V(α:0)+0.58
(mV) の精度で出力される(但しα=0〜255)。
As described above, the external analog output voltage AOUT of the D / A converter of the above specific example is calculated based on the code output voltage V (α: 0) corresponding to an arbitrary digital code input by V (α: 0) −0.58 (mV) ≦ AOUT ≦ V (α: 0) +0.58
(MV) with the accuracy (α = 0 to 255).

【0050】また、nが0〜100の任意の数につき、 V(α:0)− 58.35(mV)≦VROUT ≦V(α:0)+
58.35(mV) の範囲をとる為、オフセット電圧VOSが58.35m
Vの大きさ迄補正可能である。
Further, for any number where n is 0 to 100, V (α: 0) −58.35 (mV) ≦ VROUT ≦ V (α: 0) +
The offset voltage VOS is 58.35 m to take the range of 58.35 (mV).
It is possible to correct up to the magnitude of V.

【0051】これに対し、図7に示した従来例では、V
(α:0)にVOSがそのまま加算されたものがAOUT
として出力される。このため、図9(b)に特性が示さ
れる、VOS=0〜0.5(mV)のサンプルは良品と
して取り扱われるが、図10(b)に特性が示される、
VOS=0〜2.0(mV)のサンプルは不良品とされ
ていた。
On the other hand, in the conventional example shown in FIG.
(Α: 0) plus VOS as is AOUT
Is output as For this reason, the sample whose characteristics are shown in FIG. 9B and whose VOS is 0 to 0.5 (mV) is handled as a non-defective product, but whose characteristics are shown in FIG.
Samples with VOS = 0 to 2.0 (mV) were considered defective.

【0052】同様に、図5に示したような良サンプルで
は、オフセット電圧VOS=0〜2.0(mV)により
ディジタル/アナログ変換特性の悪化は見られない。
Similarly, in a good sample as shown in FIG. 5, no deterioration in digital / analog conversion characteristics is observed due to the offset voltage VOS = 0 to 2.0 (mV).

【0053】しかし、図6に示したようなサンプル即
ち、オフセット電圧VOS>11.67(mV)となる
ようなものでは従来技術では、補正出来なく、精度よい
変換特性が得られなかったが、本発明によれば、このよ
うに、製造過程上のD/A出力バッファブロックの特性
ばらつきが広範囲(上述の具体例ではVOSが1LSB
以上)に及んだ場合でも、高精度のD/A変換が可能に
なるので、歩留まりの向上が期待される。
However, in the sample as shown in FIG. 6, that is, in the case where the offset voltage VOS> 11.67 (mV), the prior art could not correct and could not obtain an accurate conversion characteristic. According to the present invention, as described above, the characteristic variation of the D / A output buffer block in the manufacturing process is wide (VOS is 1 LSB in the specific example described above).
Even when the above condition is satisfied, high-accuracy D / A conversion becomes possible, so that an improvement in yield is expected.

【0054】(第2の具体例)図3は、本発明に係わる
高精度D/A変換器の第2の具体例で示す図であって、
この図3には、オペアンプAmp2と、このオペアンプ
の反転入力端子(−)に接続される第1の抵抗Ri2
(1)と、前記オペアンプの非反転入力端子(+)に接
続される第2の抵抗Ri1と、前記反転入力端子(−)
とこのオペアンプの出力端子VROUT間に接続した第
3の抵抗Rfと、第4の抵抗Ri2(n)と前記スイッ
チ制御手段4で制御されるスイッチ手段SWi2(n)
とを直列に接続した直列回路を(γ−1)個複数設ける
と共に、この直列回路を前記第1の抵抗Ri2(1)に
並列に接続した高精度D/A変換器が示されている。
(Second Specific Example) FIG. 3 is a diagram showing a high-precision D / A converter according to a second specific example of the present invention.
FIG. 3 shows an operational amplifier Amp2 and a first resistor Ri2 connected to an inverting input terminal (-) of the operational amplifier.
(1), a second resistor Ri1 connected to the non-inverting input terminal (+) of the operational amplifier, and the inverting input terminal (−).
, A third resistor Rf connected between the output terminal VROUT of the operational amplifier, a fourth resistor Ri2 (n), and switch means SWi2 (n) controlled by the switch control means 4.
Are provided in series, and a high-precision D / A converter is provided in which a plurality of (γ-1) series circuits are provided and the series circuits are connected in parallel to the first resistor Ri2 (1).

【0055】以下に、第2の具体例を更に説明する。Hereinafter, the second specific example will be further described.

【0056】この具体例では、反転入力抵抗要素Ri2
(1),Ri2(2),…,Ri2(γ)をスイッチS
Wi2(2),SWi2(3),…,SWi2(γ)の
切り換えによって可変利得を実現させている。
In this specific example, the inverting input resistance element Ri2
(1), Ri2 (2),..., Ri2 (γ)
The variable gain is realized by switching Wi2 (2), SWi2 (3),..., SWi2 (γ).

【0057】そして、第1の具体例の動作フローと同様
の手順によって、ディジタル/アナログ変換を実行す
る。
Then, digital / analog conversion is executed by the same procedure as the operation flow of the first specific example.

【0058】但し、第1の具体例では、スイッチSWf
1,SWf2,…,SWfγをON状態から順次OFF
状態に切り換えていくのに対し、図3の例ではスイッチ
SWi2(2),SWi2(3),…,SWi2(γ)
をOFF状態から順次ON状態に切り換えていく点で異
なる。
However, in the first specific example, the switch SWf
1, SWf2,..., SWfγ are sequentially turned OFF from the ON state
In the example of FIG. 3, the switches SWi2 (2), SWi2 (3),..., SWi2 (γ) are switched.
Are sequentially switched from the OFF state to the ON state.

【0059】更に、この例において、反転入力抵抗値を
0Ωにすることは無意味になるので、Ri2(1)のみ
常時接続状態となる、従って出力電圧補正値はγ通りで
ある。
Further, in this example, it is meaningless to make the inverting input resistance value 0 Ω, so that only Ri2 (1) is always in the connected state. Therefore, the output voltage correction value is γ.

【0060】(第3の具体例)図4は、本発明の第3の
具体例を説明するためのブロック図である。第3の具体
例の図2に示した第1の具体例と相違する点は、逐次比
較ブロック13の構成のみで、他の部分に相違はない。
図4(a)に示されるように、第3の具体例の逐次比較
ブロック13においては、コンパレータに代えて反転増
幅器として機能するインバータ13dが用いられてい
る。ここで、インバータ13dには十分に高い増幅率を
有するものが用いられている。切換スイッチSW1とス
イッチSW2の操作は第1の具体例の場合と同様であ
り、回路動作も第1の具体例の場合と変わらない。即
ち、切換スイッチSW1が入力端子13a側に投入され
ており、スイッチSW2がオン状態となっている場合に
は、キャパシタCは入力端子13aに入力されている入
力電圧DINO =V(α:0)に充電される。スイッチS
W2がオフとなり、切換スイッチSW1がD/A出力バ
ッファブロック12側に投入されると、キャパシタCの
インバータ側の電極(インバータの入力端子)側には、
AOUT −V(α:0)の電圧が加わり、出力端子13b
には出力信号DVとして、AOUT >V(α:0)のとき
にはLowレベル、AOUT <V(α:0)のときにはH
ighレベルの信号が出力される。
(Third Specific Example) FIG. 4 is a block diagram for explaining a third specific example of the present invention. The third specific example differs from the first specific example shown in FIG. 2 only in the configuration of the successive approximation block 13, and there is no difference in other parts.
As shown in FIG. 4A, in the successive approximation block 13 of the third specific example, an inverter 13d functioning as an inverting amplifier is used instead of the comparator. Here, an inverter having a sufficiently high amplification factor is used as the inverter 13d. The operations of the changeover switches SW1 and SW2 are the same as in the first specific example, and the circuit operation is the same as in the first specific example. That is, when the changeover switch SW1 is turned on to the input terminal 13a side and the switch SW2 is turned on, the capacitor C sets the input voltage DINO = V (α: 0) input to the input terminal 13a. Is charged. Switch S
When W2 is turned off and the changeover switch SW1 is turned on to the D / A output buffer block 12, the electrode of the capacitor C on the inverter side (input terminal of the inverter) is
AOUT-V (α: 0) voltage is applied, and the output terminal 13b
, As an output signal DV, a low level when AOUT> V (α: 0), and a high level when AOUT <V (α: 0).
A high-level signal is output.

【0061】この第3の具体例によれば、第1の具体例
の場合のように、逐次比較ブロック内のコンパレータ1
3dを正常動作させるためのバイアス電圧V1の電源を
必要としないため、回路構成を簡素化でき、また、外部
入力端子数を少なくできるというメリットもある。
According to the third embodiment, the comparator 1 in the successive approximation block is different from the first embodiment.
Since a power supply of the bias voltage V1 for normal operation of the 3d is not required, there is an advantage that the circuit configuration can be simplified and the number of external input terminals can be reduced.

【0062】図4(b)は、第3の具体例の変形例を説
明するためのブロック図である。図4(a)と相違する
点は、逐次比較ブロック13内のインバータ13dが1
段から3段へと多段に接続されている点である。図4
(a)では、インバータが1段であったため、増幅度が
十分でないと微調整出力電圧の変化に対する逐次比較検
出ができなくなる可能性があったが、図4(b)では、
インバータが多段接続することによりこの不都合が回避
されている。
FIG. 4B is a block diagram for explaining a modification of the third specific example. The difference from FIG. 4A is that the inverter 13d in the successive approximation
The point is that it is connected in multiple stages from three stages. FIG.
In FIG. 4A, since there is only one inverter, if the amplification degree is not sufficient, there is a possibility that the successive approximation detection for the change in the fine adjustment output voltage may not be performed.
This inconvenience is avoided by connecting the inverters in multiple stages.

【0063】なお、インバータの接続段数は偶数段を含
む任意の段数とすることができる。但し、インバータを
偶数段に接続する場合には、逐次比較ブロックの出力信
号DVのHigh、Lowが上述の場合と逆になる。
Note that the number of connected inverters can be any number including even-numbered inverters. However, when the inverters are connected to the even-numbered stages, High and Low of the output signal DV of the successive approximation block are opposite to those described above.

【0064】このように、本発明の高精度D/A変換器
の制御方法は、ディジタルコードデータに従ったアナロ
グ電圧を前記バッファブロックに入力せしめ、前記バッ
ファブロックの出力端子にオフセットを含むアナログ電
圧を得る第1の工程と、前記第1の工程で得られたオフ
セットを含むアナログ電圧と前記ディジタルコードデー
タに基づくオフセットを含まないアナログ電圧とから、
前記逐次比較ブロックが前記オフセットの有無を検出す
る第2の工程と、前記オフセットが検出された時、前記
出力電圧補正ブロックは、前記ディジタルコードデータ
に基づくアナログ電圧に対して所定の電圧だけ変化させ
た電圧を生成する第3の工程と、前記第3の工程で生成
された電圧を前記バッファブロックに入力せしめ、前記
逐次比較ブロックが、前記オフセットを略検出しなくな
るまで、前記スイッチ制御手段が、前記第3の工程の電
圧で生成される電圧を更に変化せしめるように制御する
第4の工程とからなり、前記逐次比較ブロックが前記オ
フセットを略検出しなくなった時、前記バッファブロッ
クの出力電圧がD/A変換されたアナログ電圧であるよ
うに構成したものである。
As described above, according to the method of controlling the high-precision D / A converter of the present invention, the analog voltage according to the digital code data is input to the buffer block, and the analog voltage including the offset is output to the output terminal of the buffer block. From the analog voltage including the offset obtained in the first step and the analog voltage not including the offset based on the digital code data,
A second step in which the successive approximation block detects the presence or absence of the offset; and when the offset is detected, the output voltage correction block changes the analog voltage based on the digital code data by a predetermined voltage. A third step of generating the output voltage, and inputting the voltage generated in the third step to the buffer block, and the switch control unit performs the following steps until the successive approximation block does not substantially detect the offset: And a fourth step of controlling the voltage generated by the voltage of the third step so as to further change. When the successive approximation block no longer detects the offset, the output voltage of the buffer block is reduced. It is configured to be a D / A converted analog voltage.

【0065】[0065]

【発明の効果】本発明に係わる高精度D/A変換器とそ
の制御方法は、上述のように構成したので、全てのディ
ジタルコードデータにわたって出力バッファ回路のオフ
セットを微細に且つ正確に補償出来る。しかも、出力バ
ッファ回路のオフセットが1LSB以上の広範囲に及ん
でもオフセットをなくすことが出来るから、歩留まりを
飛躍的に向上させることが可能になる。
As described above, the high-precision D / A converter and the control method thereof according to the present invention can finely and accurately compensate for the offset of the output buffer circuit over all digital code data. Moreover, even if the offset of the output buffer circuit extends over a wide range of 1 LSB or more, the offset can be eliminated, so that the yield can be drastically improved.

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

【図1】本発明に係わる高精度D/A変換器の実施の形
態を説明するブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram illustrating an embodiment of a high precision D / A converter according to the present invention.

【図2】本発明に係わる高精度D/A変換器の第1の具
体例を説明するブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram illustrating a first specific example of a high-precision D / A converter according to the present invention.

【図3】本発明の第2の具体例の回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram of a second specific example of the present invention.

【図4】本発明の第3の具体例の回路図である。FIG. 4 is a circuit diagram of a third specific example of the present invention.

【図5】オペアンプのオフセットの小さいサンプルの例
を示すグラフである。
FIG. 5 is a graph showing an example of a sample having a small offset of an operational amplifier.

【図6】オペアンプのオフセットの大きいサンプルの例
を示すグラフである。
FIG. 6 is a graph showing an example of a sample having a large offset of an operational amplifier.

【図7】従来のD/A変換器のブロック図である。FIG. 7 is a block diagram of a conventional D / A converter.

【図8】オペアンプのオフセットを測定するための測定
回路の等価回路図である。
FIG. 8 is an equivalent circuit diagram of a measuring circuit for measuring the offset of the operational amplifier.

【図9】オペアンプのオフセットの測定結果の一例を示
すグラフであり、オフセットの小さい状態を示すグラフ
である。
FIG. 9 is a graph showing an example of the measurement result of the offset of the operational amplifier, and is a graph showing a state where the offset is small.

【図10】オペアンプのオフセットの測定結果の一例を
示すグラフであり、オフセットの大きい状態を示すグラ
フである。
FIG. 10 is a graph showing an example of the measurement result of the offset of the operational amplifier, and is a graph showing a state where the offset is large.

【図11】他の従来のD/A変換器のブロック図であ
る。
FIG. 11 is a block diagram of another conventional D / A converter.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、11 リファレンス電圧生成ブロック 11a 出力電圧発生ブロック 11b 出力電圧補正ブロック 2、12 バッファブロック 3、13 逐次比較ブロック 4 スイッチ制御手段 SWf1〜SWfγ スイッチ 1, 11 Reference voltage generation block 11a Output voltage generation block 11b Output voltage correction block 2, 12 Buffer block 3, 13 Successive approximation block 4 Switch control means SWf1 to SWfγ switch

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 ディジタルコードデータに従ったアナロ
グ電圧を出力することの出来る複数のアナログ電圧出力
端子を有する出力電圧発生ブロックと、 二つの入力端子を備え、この二つの入力端子に前記出力
電圧発生ブロックの選択された連続する二つのアナログ
電圧出力端子の出力電圧を入力することでアナログ補正
電圧を生成する増幅器を含み、この増幅器には、この増
幅器の利得を可変する利得可変手段が設けられた出力電
圧補正ブロックと、 前記出力電圧発生ブロックの出力電圧又は前記出力電圧
補正ブロックの出力電圧のいずれかが選択的に入力さ
れ、この入力された電圧を緩衝増幅して、アナログ出力
信号を出力するバッファブロックと、 前記出力電圧発生ブロックのアナログ出力電圧と前記バ
ッファブロックの出力電圧とが入力されることで前記バ
ッファブロックのオフセットの有無を検出する逐次比較
ブロックと、 前記逐次比較ブロックの出力するオフセットの有無を参
照して、前記出力電圧補正ブロックに入力される前記出
力電圧発生ブロックのアナログ電圧出力端子を選択し、
この出力電圧を前記出力電圧補正ブロックに入力せしめ
ると共に、この出力電圧補正ブロックの出力を前記バッ
ファブロックに入力せしめ、且つ、前記出力電圧補正ブ
ロックの利得可変手段を切換制御するスイッチ制御手段
と、で構成したことを特徴とする高精度D/A変換器。
An output voltage generation block having a plurality of analog voltage output terminals capable of outputting an analog voltage in accordance with digital code data, and two input terminals, wherein the two input terminals generate the output voltage. An amplifier for generating an analog correction voltage by inputting the output voltage of two selected analog voltage output terminals of the block in succession, the amplifier being provided with a variable gain means for varying the gain of the amplifier. An output voltage correction block, and either the output voltage of the output voltage generation block or the output voltage of the output voltage correction block is selectively input, buffers and amplifies the input voltage to output an analog output signal A buffer block; an analog output voltage of the output voltage generation block; and an output voltage of the buffer block. A successive approximation block that detects the presence or absence of an offset of the buffer block by being input, and the presence or absence of an offset that the successive approximation block outputs, with reference to the output voltage generation block that is input to the output voltage correction block. Select the analog voltage output terminal,
Switch control means for inputting the output voltage to the output voltage correction block, inputting the output of the output voltage correction block to the buffer block, and switching and controlling the variable gain means of the output voltage correction block. A high-precision D / A converter characterized by comprising.
【請求項2】 前記出力電圧補正ブロックは、オペアン
プと、このオペアンプの反転入力端子に接続される第1
の抵抗と、前記オペアンプの非反転入力端子に接続され
る第2の抵抗と、前記反転入力端子とこのオペアンプの
出力端子間に直列に接続した同じ抵抗値の複数の第3の
抵抗と、この複数の第3の抵抗を夫々ショーティングす
るようにした前記スイッチ制御手段で制御される複数の
スイッチ手段とで構成したことを特徴とする請求項1記
載の高精度D/A変換器。
2. The output voltage correction block includes an operational amplifier and a first input terminal connected to an inverting input terminal of the operational amplifier.
A second resistor connected to the non-inverting input terminal of the operational amplifier; a plurality of third resistors having the same resistance connected in series between the inverting input terminal and the output terminal of the operational amplifier; 2. The high-precision D / A converter according to claim 1, comprising a plurality of switch means controlled by said switch control means, each of which short-circuits a plurality of third resistors.
【請求項3】 前記出力電圧補正ブロックは、オペアン
プと、このオペアンプの反転入力端子に接続される第1
の抵抗と、前記オペアンプの非反転入力端子に接続され
る第2の抵抗と、前記反転入力端子とこのオペアンプの
出力端子間に接続した第3の抵抗と、第4の抵抗と前記
スイッチ制御手段で制御されるスイッチ手段とを直列に
接続した直列回路を複数設けると共に、この直列回路を
前記第1の抵抗に並列に接続したことを特徴とする請求
項1記載の高精度D/A変換器。
3. The output voltage correction block includes an operational amplifier and a first input terminal connected to an inverting input terminal of the operational amplifier.
, A second resistor connected to the non-inverting input terminal of the operational amplifier, a third resistor connected between the inverting input terminal and the output terminal of the operational amplifier, a fourth resistor, and the switch control means. 2. A high-precision D / A converter according to claim 1, wherein a plurality of series circuits are connected in series with the switch means controlled by the control circuit, and the series circuits are connected in parallel to the first resistor. .
【請求項4】 ディジタルコードデータに従ったアナロ
グ電圧を出力することの出来る複数のアナログ電圧出力
端子を有する出力電圧発生ブロックと、 二つの入力端子を備え、この二つの入力端子に前記出力
電圧発生ブロックの選択された連続する二つのアナログ
電圧出力端子の出力電圧を入力することでアナログ補正
電圧を生成する増幅器を含み、この増幅器には、この増
幅器の利得を可変する利得可変手段が設けられた出力電
圧補正ブロックと、 前記出力電圧発生ブロックの出力電圧又は前記出力電圧
補正ブロックの出力電圧のいずれかが選択的に入力さ
れ、この入力された電圧を緩衝増幅して、アナログ出力
信号を出力するバッファブロックと、 前記出力電圧発生ブロックのアナログ出力電圧と前記バ
ッファブロックの出力電圧とが入力されることで前記バ
ッファブロックのオフセットの有無を検出する逐次比較
ブロックと、 前記逐次比較ブロックの出力するオフセットの有無を参
照して、前記出力電圧補正ブロックに入力される前記出
力電圧発生ブロックのアナログ電圧出力端子を選択し、
この出力電圧を前記出力電圧補正ブロックに入力せしめ
ると共に、この出力電圧補正ブロックの出力を前記バッ
ファブロックに入力せしめ、且つ、前記出力電圧補正ブ
ロックの利得可変手段を切換制御するスイッチ制御手段
と、からなる高精度D/A変換器の制御方法であって、 ディジタルコードデータに従ったアナログ電圧を前記バ
ッファブロックに入力せしめ、前記バッファブロックの
出力端子にオフセットを含むアナログ電圧を得る第1の
工程と、 前記第1の工程で得られたオフセットを含むアナログ電
圧と前記ディジタルコードデータに基づくオフセットを
含まないアナログ電圧とから、前記逐次比較ブロックが
前記オフセットの有無を検出する第2の工程と、 前記オフセットが検出された時、前記出力電圧補正ブロ
ックは、前記ディジタルコードデータに基づくアナログ
電圧に対して所定の電圧だけ変化させた電圧を生成する
第3の工程と、 前記第3の工程で生成された電圧を前記バッファブロッ
クに入力せしめ、前記逐次比較ブロックが、前記オフセ
ットを略検出しなくなるまで、前記スイッチ制御手段
が、前記第3の工程の電圧で生成される電圧を更に変化
せしめるように制御する第4の工程とからなり、 前記逐次比較ブロックが前記オフセットを略検出しなく
なった時、前記バッファブロックの出力電圧がD/A変
換されたアナログ電圧であることを特徴とする高精度D
/A変換器の制御方法。
4. An output voltage generating block having a plurality of analog voltage output terminals capable of outputting an analog voltage in accordance with digital code data, comprising: two input terminals; An amplifier for generating an analog correction voltage by inputting the output voltage of two selected analog voltage output terminals of the block in succession, the amplifier being provided with a variable gain means for varying the gain of the amplifier. An output voltage correction block, and either the output voltage of the output voltage generation block or the output voltage of the output voltage correction block is selectively input, buffers and amplifies the input voltage to output an analog output signal A buffer block; an analog output voltage of the output voltage generation block; and an output voltage of the buffer block. A successive approximation block that detects the presence or absence of an offset of the buffer block by being input, and the presence or absence of an offset that the successive approximation block outputs, with reference to the output voltage generation block that is input to the output voltage correction block. Select the analog voltage output terminal,
Switch control means for inputting the output voltage to the output voltage correction block, inputting the output of the output voltage correction block to the buffer block, and switching and controlling the variable gain means of the output voltage correction block. A method of controlling a high-precision D / A converter, comprising: inputting an analog voltage according to digital code data to the buffer block, and obtaining an analog voltage including an offset at an output terminal of the buffer block. A second step in which the successive approximation block detects the presence or absence of the offset from an analog voltage including an offset obtained in the first step and an analog voltage not including an offset based on the digital code data; When an offset is detected, the output voltage correction block A third step of generating a voltage obtained by changing the analog voltage based on the digital code data by a predetermined voltage; and inputting the voltage generated in the third step to the buffer block. And a fourth step of controlling the switch control means to further change the voltage generated by the voltage of the third step until the offset is substantially not detected. A high-precision digital-to-analog converter wherein the output voltage of the buffer block is a D / A-converted analog voltage when the offset is substantially not detected.
/ A converter control method.
【請求項5】 前記第2の工程でのオフセットの有無の
検出は、前記逐次比較ブロックの出力信号の符号の変化
で検出することを特徴とする請求項4記載の高精度D/
A変換器の制御方法。
5. The high-precision D / D converter according to claim 4, wherein the presence or absence of the offset in the second step is detected by a change in the sign of the output signal of the successive approximation block.
Control method of A converter.
【請求項6】 前記第3の工程で生成される電圧は、前
記出力電圧補正ブロックの増幅器の利得を可変させるこ
とで得られることを特徴とする請求項5記載の高精度D
/A変換器の制御方法。
6. The high precision D according to claim 5, wherein the voltage generated in the third step is obtained by changing a gain of an amplifier of the output voltage correction block.
/ A converter control method.
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