JP3501701B2 - D / A converter device and D / A conversion method - Google Patents

D / A converter device and D / A conversion method

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JP3501701B2
JP3501701B2 JP31656099A JP31656099A JP3501701B2 JP 3501701 B2 JP3501701 B2 JP 3501701B2 JP 31656099 A JP31656099 A JP 31656099A JP 31656099 A JP31656099 A JP 31656099A JP 3501701 B2 JP3501701 B2 JP 3501701B2
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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、ディジタル信号を
アナログ信号に変換するD/Aコンバータ装置およびD
/A変換方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention converts a digital signal into an analog signal D / A converter device and D
/ A conversion method .

【0002】[0002]

【従来の技術】R2R電圧加算型の従来のD/Aコンバ
ータ装置としては、図3に示すような回路が使用されて
いる。図3は9ビット入力のD/Aコンバータ装置を示
している。このD/Aコンバータ装置は、9ビットのデ
ィジタル信号(D0〜D8)を、Dフリップフロップ
(以下、単にフリップフロップと記す)FFC0〜FF
C8からなる保持回路32によって、クロックCLKに
同期したディジタル信号(a0〜a8)にし、これを9
ビット信号ライン33を介してRと2Rの2種類の抵抗
素子を組み合わせた抵抗分割回路である抵抗ラダー回路
31に加えることで9ビットのディジタル信号(D0〜
D8)に対応したアナログ信号出力を得る構成である。
2. Description of the Related Art As a conventional R2R voltage addition type D / A converter device, a circuit as shown in FIG. 3 is used. FIG. 3 shows a 9-bit input D / A converter device. This D / A converter device converts 9-bit digital signals (D0 to D8) into D flip-flops (hereinafter simply referred to as flip-flops) FFC0 to FF.
The holding circuit 32 made up of C8 converts the signals into digital signals (a0 to a8) synchronized with the clock CLK,
A 9-bit digital signal (D0 to D0) is added via a bit signal line 33 to a resistance ladder circuit 31 which is a resistance division circuit combining two types of resistance elements R and 2R.
This is a configuration for obtaining an analog signal output corresponding to D8).

【0003】図4には、抵抗分圧型の従来のD/Aコン
バータ装置が示されている。このD/Aコンバータ装置
は、図4に示すように、直列接続されて基準電圧VRが
印加された単位抵抗素子R0〜R511からなる抵抗素
子群41と、単位抵抗素子R0〜R511の各々の接続
点あるいはグラウンドの電位の何れか一つを選択して出
力するスイッチ回路42と、スイッチ回路42のオンオ
フを9ビットのディジタル信号(D0〜D8)に基づい
て制御するデコーダ43とで構成されている。
FIG. 4 shows a conventional resistance voltage dividing type D / A converter device. In this D / A converter device, as shown in FIG. 4, a resistance element group 41 composed of unit resistance elements R0 to R511 connected in series and to which a reference voltage VR is applied, and connection of each of the unit resistance elements R0 to R511. It is composed of a switch circuit 42 which selects and outputs either one of a point potential and a ground potential, and a decoder 43 which controls ON / OFF of the switch circuit 42 based on a 9-bit digital signal (D0 to D8). .

【0004】このD/Aコンバータ装置は、必要なコー
ド数だけの分圧電圧を単位抵抗素子R0〜R511を直
列に接続して作り、デコーダ43にて9ビットのディジ
タル信号(D0〜D8)をデコードし、デコーダ43の
出力に従ってスイッチ回路42にて1つの分圧電圧を選
択することで、9ビットのディジタル信号(D0〜D
8)に対応したアナログ出力信号が得られる。
In this D / A converter device, a divided voltage of the required number of codes is created by connecting unit resistance elements R0 to R511 in series, and a decoder 43 outputs a 9-bit digital signal (D0 to D8). By decoding and selecting one divided voltage in the switch circuit 42 according to the output of the decoder 43, a 9-bit digital signal (D0 to D
An analog output signal corresponding to 8) is obtained.

【0005】前述したR2R電圧加算型のD/Aコンバ
ータ装置は、図4に示した上記の抵抗分圧型のD/Aコ
ンバータ装置に比較して、抵抗素子の数を少なくでき、
小面積でD/Aコンバータ装置を形成できるという利点
がある。
The above-mentioned R2R voltage addition type D / A converter device can reduce the number of resistance elements as compared with the above resistance voltage dividing type D / A converter device shown in FIG.
There is an advantage that the D / A converter device can be formed in a small area.

【0006】これに対して、抵抗分圧型のD/Aコンバ
ータ装置は、多数の単位抵抗素子R0〜R511を必要
とするが、D/Aコンバータ装置にとって最も重要な特
性である微分直線性が原理的に保証されているという利
点がある。なお、微分直線性とはディジタル入力値の1
コード(ディジタル値)の増加に対してアナログ信号出
力が必ず増加して減少はしない特性のことである。
On the other hand, the resistance voltage dividing type D / A converter device requires a large number of unit resistance elements R0 to R511, but the principle of differential linearity is the most important characteristic for the D / A converter device. Has the advantage of being guaranteed. The differential linearity is 1 of the digital input value.
It is the characteristic that the analog signal output always increases and does not decrease with an increase in the code (digital value).

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】以上説明したように、
従来のD/Aコンバータ装置では、図4に示した抵抗分
圧型の場合は多数の単位抵抗素子R0〜R511を必要
とし、半導体化した場合のチップ上の占有面積が比較的
大きくなるという問題を有する。
As described above,
In the conventional D / A converter device, a large number of unit resistance elements R0 to R511 are required in the case of the resistance voltage dividing type shown in FIG. Have.

【0008】また、図3に示したR2R電圧加算型の場
合は、半導体化した場合のチップ上の占有面積は比較的
小さく形成できる。ところが、微分直線性が抵抗素子間
の相対精度に大きく依存し、特に抵抗素子間の相対精度
がMSB(最上位ビット)の変化に対する微分直線性に
大きく影響するという問題を有する。
Further, in the case of the R2R voltage addition type shown in FIG. 3, the occupied area on the chip when it is made into a semiconductor can be formed relatively small. However, there is a problem that the differential linearity largely depends on the relative accuracy between the resistance elements, and in particular, the relative accuracy between the resistance elements greatly affects the differential linearity with respect to the change of MSB (most significant bit).

【0009】この難点を解決することができるD/Aコ
ンバータ装置が特開平4−330827号公報にて提案
されている。このD/Aコンバータ装置は、図5に示す
ように、9ビットのディジタル信号(D0〜D8)を反
転するインバータIN0〜IN9、NAND回路NAN
0〜NAN7およびNOR回路NOR0〜NOR7から
なる論理回路53と、抵抗ラダー回路51,52とから
構成されている。そして、9ビットのディジタル信号
(D0〜D8)に対応したアナログ信号出力が抵抗ラダ
ー回路51,52の並列合成出力として得られる。
A D / A converter device capable of solving this difficulty is proposed in Japanese Patent Laid-Open No. 4-330827. As shown in FIG. 5, this D / A converter device includes inverters IN0 to IN9 for inverting 9-bit digital signals (D0 to D8) and a NAND circuit NAN.
The logic circuit 53 includes 0 to NAN7 and NOR circuits NOR0 to NOR7, and resistance ladder circuits 51 and 52. Then, an analog signal output corresponding to the 9-bit digital signal (D0 to D8) is obtained as a parallel composite output of the resistance ladder circuits 51 and 52.

【0010】このD/Aコンバータ装置は、9ビットの
ディジタル信号(D0〜D8)のMSB(D8)が
「1」のときには、基準点Aに「1」の電位(電源電
位)が与えられた8ビットの抵抗ラダー回路51におい
て、全てのビットに対応した抵抗素子2Rに「1」の電
位(NAND回路NAN0〜NAN7の出力としての電
源電位)が与えられることになる。その結果、8ビット
の抵抗ラダー回路51は、「1」の電位(電源電位)と
出力端との間に接続された抵抗素子2Rと等価になる。
In this D / A converter device, when the MSB (D8) of the 9-bit digital signal (D0 to D8) is "1", the reference point A is supplied with the potential (power supply potential) of "1". In the 8-bit resistance ladder circuit 51, the potential "1" (power supply potential as the output of the NAND circuits NAN0 to NAN7) is applied to the resistance elements 2R corresponding to all the bits. As a result, the 8-bit resistance ladder circuit 51 becomes equivalent to the resistance element 2R connected between the potential of "1" (power supply potential) and the output terminal.

【0011】8ビットの抵抗ラダー回路52には、基準
点Bに「1」の電位(インバータIN9の出力としての
電源電位)が与えられ、MSB以外の8ビットのディジ
タル信号(D7〜D0)のレベルに応じて各ビットの抵
抗素子2Rに「1」の電位(NOR回路NOR0〜NO
R7の出力としての電源電位)または「0」の電位(N
OR回路NOR0〜NOR7の出力としての接地電位)
が選択的に与えられることになる。
To the 8-bit resistance ladder circuit 52, a potential "1" (power supply potential as the output of the inverter IN9) is applied to the reference point B, and an 8-bit digital signal (D7 to D0) other than MSB is supplied. Depending on the level, the resistance element 2R of each bit has a potential of "1" (NOR circuits NOR0 to NO
Power supply potential as output of R7) or potential of "0" (N
Ground potential as output of OR circuits NOR0 to NOR7)
Will be given selectively.

【0012】したがって、8ビットの抵抗ラダー回路5
1,52の出力端を共通に接続することにより、8ビッ
トの抵抗ラダー回路51,52の合成回路は、MSBに
対応した抵抗素子2Rが「1」の電位が与えられた9ビ
ットの抵抗ラダー回路と等価になり、MSBが「1」と
なっている9ビットのディジタル信号(D0〜D8)に
対応したアナログ信号出力が得られる。
Therefore, the 8-bit resistance ladder circuit 5
By connecting the output ends of 1, 52 in common, the combined circuit of the 8-bit resistance ladder circuits 51, 52 is a 9-bit resistance ladder in which the resistance element 2R corresponding to the MSB is given a potential of "1". An analog signal output corresponding to a 9-bit digital signal (D0 to D8) whose MSB is "1" is obtained.

【0013】また、9ビットのディジタル信号(D0〜
D8)のMSB(D8)が「0」のときには、基準点B
に「0」の電位(インバータIN9の出力としての接地
電位)が与えられた8ビットの抵抗ラダー回路52にお
いて、全てのビットに対応した抵抗素子2Rに「0」の
電位(NOR回路NOR0〜NOR7の出力としての接
地電位)が与えられることになる。その結果、8ビット
の抵抗ラダー回路52は、「0」の電位(接地電位)と
出力端との間に接続された抵抗素子2Rと等価になる。
A 9-bit digital signal (D0-D0)
When the MSB (D8) of D8) is "0", the reference point B
In the 8-bit resistance ladder circuit 52 to which the potential of “0” (ground potential as the output of the inverter IN9) is applied to, the potential of “0” (NOR circuits NOR0 to NOR7) is applied to the resistance elements 2R corresponding to all the bits. Ground potential) as the output of the. As a result, the 8-bit resistance ladder circuit 52 becomes equivalent to the resistance element 2R connected between the potential of "0" (ground potential) and the output terminal.

【0014】8ビットの抵抗ラダー回路51には、基準
点Aに「1」の電位(電源電位)が与えられ、MSB以
外の8ビットのディジタル信号(D7〜D0)のレベル
に応じて各ビットの抵抗素子2Rに「1」の電位(NA
ND回路NAN0〜NAN7の出力としての電源電位)
または「0」の電位(NAND回路NAN0〜NAN7
の出力としての接地電位)が選択的に与えられることに
なる。
The 8-bit resistance ladder circuit 51 is supplied with a potential (power supply potential) of "1" at the reference point A, and each bit is supplied in accordance with the level of an 8-bit digital signal (D7 to D0) other than MSB. "1" potential (NA
Power supply potential as output of ND circuits NAN0 to NAN7)
Alternatively, the potential of "0" (NAND circuits NAN0 to NAN7
The ground potential) is selectively supplied as the output.

【0015】したがって、8ビットの抵抗ラダー回路5
1,52の出力端を共通に接続することにより、8ビッ
トの抵抗ラダー回路51,52の合成回路は、MSBに
対応した抵抗素子2Rに「0」の電位が与えられた9ビ
ットの抵抗ラダー回路と等価になり、MSBが「0」と
なっている9ビットのディジタル信号(D0〜D8)に
対応したアナログ信号出力が得られる。
Therefore, the 8-bit resistance ladder circuit 5
By connecting the output terminals of 1, 52 in common, the synthesis circuit of the 8-bit resistance ladder circuits 51, 52 is a 9-bit resistance ladder in which the potential of "0" is applied to the resistance element 2R corresponding to the MSB. An analog signal output corresponding to a 9-bit digital signal (D0 to D8) whose MSB is "0" is obtained, which is equivalent to the circuit.

【0016】しかしながら、図5に示したD/Aコンバ
ータ装置では、基準点BにはインバータIN9が接続さ
れている。インバータの入出力間には必然的にある抵抗
成分が存在する。したがって、D8が「0」の時の基準
点Bの値は「0」とC点の電位とを2RとインバータI
N9の抵抗成分の抵抗分圧で決まる電位差だけ「0」か
ら上昇する。また、D8が「1」の時の基準点Bの値は
「1」とC点の電位とを2RとインバータN9の抵抗
成分の抵抗分圧で決まる電位差だけ「1」から下降す
る。さらに、このC点の電位はD0〜D7の「0」、
「1」の値に応じて変化する。したがって、入力ディジ
タル信号(D0〜D8)の変化に対する抵抗ラダー回路
52のアナログ信号出力の変化が不規則である問題点を
有する。
However, in the D / A converter device shown in FIG. 5, the inverter IN9 is connected to the reference point B. There is an inevitable resistance component between the input and output of the inverter. Therefore, when D8 is "0", the value of the reference point B is "0" and the potential at the point C is 2R and the inverter I.
The potential difference determined by the resistance partial pressure of the resistance component of N9 increases from "0". The value of the reference point B when the D8 is "1" drops from by the potential difference which is determined "1" and the potential of the point C by the resistance partial pressure of the resistance component of the 2R and the inverter I N9 "1". Further, the potential at the point C is “0” of D0 to D7,
It changes according to the value of "1". Therefore, there is a problem that the change of the analog signal output of the resistance ladder circuit 52 with respect to the change of the input digital signals (D0 to D8) is irregular.

【0017】ここで、基準点について説明する。一般
に、2つの異なる電位間を2のN乗に区分すると、取り
得る区分電位はその両端の電位を含めると2のN乗+1
個存在する。しかし、NビットのD/Aコンバータの取
り得る値は2のN乗個である。R2R抵抗ラダー型D/
Aコンバータの場合、この“基準点”の抵抗である2R
に「0」を接続すると下端電位から2のN乗個を出力す
る回路となり、「1」を接続すると上端電位から2のN
乗個を出力する回路となり、その他「0」と「」との
間の任意の値を接続すると両端からその任意の値に相当
する電位差分だけ内測を2のN乗分割した2のN乗個を
出力する回路となるので、“基準点”と記述している。
Now, the reference point will be described. In general, when two different potentials are divided into 2 N powers, the possible division potentials are 2 N + 1 when the potentials at both ends are included.
Exist individually. However, the value that the N-bit D / A converter can take is 2 N powers. R2R resistance ladder type D /
In case of A converter, 2R which is the resistance of this "reference point"
If "0" is connected to, it becomes a circuit that outputs 2 N powers from the lower end potential, and if "1" is connected, it becomes 2 N from the upper end potential.
It becomes a circuit that outputs the power of two, and if any other value between "0" and " 1 " is connected, the internal measurement is divided by the Nth power of 2 by the potential difference corresponding to that arbitrary value from both ends. It is described as a "reference point" because it is a circuit that outputs the power of two.

【0018】さらに、組み合わせる複数の抵抗ラダー回
路間にこのような構造の違いがあるために、単純な繰り
返し構成は不可能であるばかりでなく、これら複数の抵
抗ラダー回路に出力を供給する論理回路が特に、抵抗ラ
ダー回路を4個以上組み合わせる場合に、複雑になると
いう問題を有する。
Further, due to such a difference in structure among a plurality of resistance ladder circuits to be combined, not only a simple repetitive configuration is impossible, but also a logic circuit which supplies an output to these resistance ladder circuits. However, there is a problem that it becomes complicated especially when four or more resistance ladder circuits are combined.

【0019】本発明の目的は、同一構成を有するD/A
コンバータユニットの単純な繰り返し構成で、良好な微
分直線性を実現できるD/Aコンバータ装置を提供する
ことである。
An object of the present invention is to have a D / A having the same structure.
An object of the present invention is to provide a D / A converter device that can realize good differential linearity with a simple repeating configuration of a converter unit.

【0020】本発明の他の目的は、チップ上の占有面積
が比較的小さいD/Aコンバータ装置を提供することで
ある。
Another object of the present invention is to provide a D / A converter device which occupies a relatively small area on the chip.

【0021】[0021]

【課題を解決するための手段】本発明の請求項1記載の
D/Aコンバータ装置は、入力されたディジタル信号を
アナログ信号に変換するD/Aコンバータ装置であっ
て、(M+N)ビット(ここで、M,Nは正の整数)
ディジタル信号を、MSB側Mビットの「0」、「1」
の値に応じて全てが「0」であるNビットディジタル信
号と全てが「」であるNビットディジタル信号とを
合わせて(2のM乗−1)個と、前記ディジタル信号
LSB側Nビットの「0」、「1」の値と同一のNビッ
トディジタル信号を1個とに変換するデコーダと、前記
デコーダの出力である2のM乗個のNビットのディジタ
ル信号の各々をアナログ信号に変換する、2のM乗個
、回路接続及び基準点の電位源が全く同一構成を有
するNビットD/Aコンバータユニットとを備えてい
る。そして、前記NビットD/Aコンバータユニットが
抵抗ラダー回路で構成されるR2R電圧加算型であっ
て、前記2のM乗個の前記全く同一構成を有するNビッ
トD/Aコンバータユニットのアナログ信号出力端子に
抵抗の一端を個々に接続し、かつ前記抵抗の他端を2個
を単位に接続しこの接続部が1個の場合には直接M+N
ビット分解能のアナログ信号として出力し、前記接続部
が複数個の場合には前記複数個の接続部に対して新たな
抵抗の一端を個々に接続し、この新たな抵抗の他端を2
個を単位に接続しこの接続部から直接若しくはこの接続
部を介して、M+Nビット分解能のアナログ信号として
出力する。
A D / A converter device according to claim 1 of the present invention is a D / A converter device for converting an input digital signal into an analog signal, wherein (M + N) bits (here , Where M and N are positive integers) , and the MSB side M bit "0", "1"
And N-bit digital signal all in accordance with the value "0", and the number (M power minus 2) by combining the N-bit digital signal are all "1", LSB side of the digital signal "0" of the N bits, "1" value and a decoder for converting the same N-bit digital signal into one and the digital signal of N bits M-th power of two which is the output of the <br/> decoder of converting an analog signal to each M-th power of two, and a N-bit D / a converter unit having a potential source of exactly the same configuration of the circuit connection and the reference point. Then, the a R2R voltage addition-type composed of N-bit D / A converter unit resistor ladder circuit, an analog signal output of the N-bit D / A converter unit having the identical structure of the second M-th power To the terminal
Connect one end of each resistor individually and two other ends of the resistor
Is connected as a unit, and if there is only one connection, M + N
Output as an analog signal with bit resolution
If there are a plurality of
Connect one end of each resistor individually and connect the other end of this new resistor to 2
Connect this in units and connect directly from this connection or this connection
And outputs as an analog signal with M + N bit resolution.

【0022】この構成によれば、デコーダで(M+N)
ビット(M、Nは正の整数)のディジタル信号を2のM
乗個のNビットのディジタル信号に変換し、2のM乗個
の全く同一構成を有するNビットD/Aコンバータユニ
ットで2のM乗個のNビットのディジタル信号を各々ア
ナログ信号に変換し、2のM乗個のNビットD/Aコン
バータユニットのアナログ信号出力同士を各々抵抗を介
して並列接続合成して、M+Nビット分解能のアナログ
信号として出力する。
According to this configuration, the decoder (M + N)
Bit (M and N are positive integers) digital signal of 2 M
To convert N M-bit digital signals to 2 M power, and 2 M N-bit digital signals to M analog power are respectively converted into analog signals by the N-bit D / A converter unit having the same configuration. The analog signal outputs of the M-th power of 2 N-bit D / A converter units are connected in parallel via resistors, respectively, and combined to output as an analog signal of M + N-bit resolution.

【0023】このD/Aコンバータ装置では、同一構成
を有するD/Aコンバータユニットの単純な繰り返し構
成でD/A変換を実現でき、良好な微分直線性を実現で
きる。また、NビットD/Aコンバータユニットが、抵
抗ラダー回路で構成されるR2R電圧加算型であるの
で、チップ上の占有面積を比較的小さくできる。本発明
の請求項2記載のD/A変換方法は、入力されたディジ
タル信号をアナログ信号に変換するD/A変換方法であ
って、(M+N)ビット(ここで、M,Nは正の整数)
のディジタル信号を、MSB側Mビットの「0」、
「1」の値に応じて全てが「0」であるNビットディジ
タル信号と、全てが「1」であるNビットディジタル信
号とを合わせて(2のM乗−1)個と、前記ディジタル
信号のLSB側Nビットの「0」、「1」の値と同一の
Nビットディジタル信号を1個とに変換するデコーダ手
段と、前記デコーダ手段の出力である2のM乗個のNビ
ットのディジタル信号の各々をアナログ信号に変換す
る、2のM乗個の、回路接続及び基準点の電位源が全く
同一の構成を有するNビットD/Aコンバータユニット
手段とを備えている。そして、前記NビットD/Aコン
バータユニット手段が抵抗ラダー回路で構成されるR2
R電圧加算型変換手段であって、前記2のM乗個の前記
全く同一構成を有するNビットD/Aコンバータユニッ
トのアナログ信号出力端子に抵抗の一端を個々に接続
し、かつ前記抵抗の他端を2個を単位に接続しこの接続
部が1個の場合には直接M+Nビット分解能のアナログ
信号として出力し、前記接続部が複数個の場合には前記
複数個の接続部に対して新たな抵抗の一端を個々に接続
し、この新たな抵抗の他端を2個を単位に接続しこの接
続部から直接若しくはこの接続部を介して、M+Nビッ
ト分解能のアナログ信号として出力する。
In this D / A converter device, D / A conversion can be realized by a simple repeating structure of D / A converter units having the same structure, and good differential linearity can be realized. Further, since the N-bit D / A converter unit is the R2R voltage addition type configured by the resistance ladder circuit, the occupied area on the chip can be made relatively small. The present invention
The D / A conversion method according to claim 2, wherein the input digit
A D / A conversion method for converting a digital signal into an analog signal
, (M + N) bits (where M and N are positive integers)
Of the digital signal of "0" of M bits on the MSB side,
N-bit digit that is all "0" according to the value of "1"
Tal signal and N-bit digital signal that is all "1"
And (2 M-1), and the digital
Same as the value of "0" or "1" of N bits on the LSB side of the signal
Decoder hand to convert N-bit digital signal into one
Stages, and the M-th power of 2 N-bits output from the decoder means.
Convert each digital signal to an analog signal
2 M powers of circuit connections and reference point potential sources
N-bit D / A converter unit having the same configuration
And means. The N-bit D / A converter
R2 in which the barter unit means is composed of a resistance ladder circuit
R voltage addition type conversion means, wherein the M power of 2
N-bit D / A converter unit having exactly the same configuration
Connect one end of the resistor individually to the analog signal output terminal of the
And connect the other end of the resistor in units of 2
Analog with M + N bit resolution when there is only one part
Output as a signal, and if there are multiple connections,
Connect one end of a new resistor individually to multiple connections
Then connect the other end of this new resistor in units of 2
M + N bits directly from the connection or via this connection.
Output as an analog signal with high resolution.

【0024】[0024]

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について図面
を参照して説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0025】〔第1の実施の形態〕図1は本発明にかか
るD/Aコンバータ装置の第1の実施の形態を示す回路
図である。以下では、M=1、N=8の場合について説
明する。
[First Embodiment] FIG. 1 is a circuit diagram showing a first embodiment of a D / A converter device according to the present invention. Hereinafter, a case where M = 1 and N = 8 will be described.

【0026】このD/Aコンバータ装置は、入力された
ディジタル信号をアナログ信号に変換するものであり、
図1に示すように、9ビットのディジタル信号(D0〜
D8)を2個の8ビットのディジタル信号(a0〜A
7),(b0〜b7)に変換するデコーダ100と、デ
コーダ100の出力である2個の8ビットのディジタル
信号(a0〜A7),(b0〜b7)の各々をアナログ
信号に変換する、2個の全く同一構成を有するNビット
D/Aコンバータユニットとしての抵抗ラダー回路1
1,12とを備えている。
This D / A converter device converts an input digital signal into an analog signal,
As shown in FIG. 1, a 9-bit digital signal (D0 to D0
D8) as two 8-bit digital signals (a0-A)
7) and (b0 to b7), and a decoder 100 that converts each of the two 8-bit digital signals (a0 to A7) and (b0 to b7) output from the decoder 100 into an analog signal. Resistor ladder circuit as N-bit D / A converter unit having exactly the same configuration
1 and 12 are provided.

【0027】そして、2個の全く同一構成を有する抵抗
ラダー回路11,12のアナログ信号出力同士が各々抵
抗素子Rを介して並列接続合成され、9ビット分解能の
アナログ信号が出力される。
Then, the analog signal outputs of the two resistance ladder circuits 11 and 12 having exactly the same structure are connected in parallel via the resistance element R and combined to output an analog signal of 9-bit resolution.

【0028】以下、より具体的に説明する。A more specific description will be given below.

【0029】デコーダ100は、9ビットのディジタル
信号(D0〜D8)とクロックCLKとを入力とし、9
ビットのディジタル信号(D0〜D8)を、クロックC
LKに同期した2個の8ビットのディジタル信号(a0
〜A7),(b0〜b7)に変換する。
The decoder 100 receives the 9-bit digital signal (D0 to D8) and the clock CLK, and
Bit digital signal (D0 to D8)
Two 8-bit digital signals (a0
~ A7), (b0 to b7).

【0030】そのために、デコーダ100は、16個の
スイッチ付Dフリップフロップ(以下、単にスイッチ付
フリップフロップと記す)FFSA0〜FFSA7,F
FSB0〜FFSB7とインバータIN11とで構成さ
れている。
Therefore, the decoder 100 includes 16 switch D flip-flops (hereinafter, simply referred to as switch flip-flops) FFSA0 to FFSA7, F.
It is composed of FSB0 to FFSB7 and an inverter IN11.

【0031】そして、9ビットのディジタル信号(D0
〜D8)のうちの8ビットのディジタル信号(D0〜D
7)がスイッチ付フリップフロップFFSA0〜FFS
A7,FFSB0〜FFSB7の各々のデータ入力端子
Dに入力される。
Then, a 9-bit digital signal (D0
Of 8-bit digital signal (D0 to D8)
7) is a flip-flop with switch FFSA0 to FFS
The data input terminals D of A7, FFSB0 to FFSB7 are input.

【0032】また、1ビットのディジタル信号(D8)
がスイッチ付フリップフロップFFSA0〜FFSA7
の各々のスイッチ入力端子SWに入力され、1ビットの
ディジタル信号(D8)をインバータIN11で反転し
たものがスイッチ付フリップフロップFFSB0〜FF
SB7の各々のスイッチ入力端子SWに入力される。
A 1-bit digital signal (D8)
Flip-flops with switches FFSA0 to FFSA7
Of the flip-flops FFSB0 to FF with switch, which are input to the respective switch input terminals SW of 1 to and are inverted by the inverter IN11 from the 1-bit digital signal (D8).
It is input to each switch input terminal SW of SB7.

【0033】また、電源電圧がスイッチ付フリップフロ
ップFFSA0〜FFSA7の各々のデータ入力端子D
Tに共通に入力され、接地電圧がスイッチ付フリップフ
ロップFFSB0〜FFSB7の各々のデータ入力端子
DTに共通に入力され、クロックCLKがスイッチ付フ
リップフロップFFSA0〜FFSA7,FFSB0〜
FFSB7の各々のクロック端子CKに入力される。
Further, the power supply voltage is the data input terminal D of each of the flip-flops FFSA0 to FFSA7 with a switch.
T is commonly input to T, the ground voltage is commonly input to each data input terminal DT of the flip-flops FFSB0 to FFSB7 with switches, and the clock CLK is flip-flops FFSA0 to FFSA7 and FFSB0 to FFSB with switches.
It is input to each clock terminal CK of FFSB7.

【0034】また、スイッチ付フリップフロップFFS
A0〜FFSA7の各々の出力端子Qからの8ビットの
ディジタル信号(a0〜a7)が8ビット信号ライン1
3を介して抵抗ラダー回路11に入力される。同様に、
スイッチ付フリップフロップFFSB0〜FFSB7の
各々の出力端子Qからの8ビットのディジタル信号(b
0〜b7)が8ビット信号ライン14を介して抵抗ラダ
ー回路12に入力される。
Further, a flip-flop with switch FFS
An 8-bit digital signal (a0-a7) from each output terminal Q of A0-FFSA7 is an 8-bit signal line 1
3 is input to the resistance ladder circuit 11. Similarly,
An 8-bit digital signal (b from the output terminal Q of each of the flip-flops FSBFO to FFSB7 with switch)
0 to b7) are input to the resistance ladder circuit 12 via the 8-bit signal line 14.

【0035】つまり、デコーダ100は、9ビットのデ
ィジタル信号(D0〜D8)のMSB(D8)が「0」
のときには、8ビットのディジタル信号(a0〜a7)
としてMSB以外の8ビットのディジタル信号(D0〜
D7)を出力し、8ビットのディジタル信号(b0〜b
7)として全部「0」を出力する。また、9ビットのデ
ィジタル信号(D0〜D8)のMSB(D8)が「1」
のときには、8ビットのディジタル信号(b0〜b7)
としてMSB以外の8ビットのディジタル信号(D0〜
D7)を出力し、8ビットのディジタル信号(a0〜a
7)として全部「1」を出力する。
That is, in the decoder 100, the MSB (D8) of the 9-bit digital signal (D0 to D8) is "0".
When, the 8-bit digital signal (a0 to a7)
As an 8-bit digital signal (D0 to
D7) is output and an 8-bit digital signal (b0 to b
All of "0" is output as 7). Also, the MSB (D8) of the 9-bit digital signal (D0 to D8) is "1".
In case of, 8-bit digital signal (b0 to b7)
As an 8-bit digital signal (D0 to
D7) and outputs an 8-bit digital signal (a0-a
All of "1" is output as 7).

【0036】抵抗ラダー回路11,12は、抵抗素子R
と抵抗素子2Rとを組み合わせて構成され、全く同一構
成であり、8ビットのディジタル信号(a0〜A7),
(b0〜b7)を各々アナログ信号に変換する。抵抗ラ
ダー回路11,12の出力端は、各々抵抗素子Rを介し
て並列に接続されて、各々のアナログ信号が合成され
る。
The resistance ladder circuits 11 and 12 include a resistance element R.
And a resistance element 2R are combined to have the same structure, and an 8-bit digital signal (a0 to A7),
Each of (b0 to b7) is converted into an analog signal. The output terminals of the resistance ladder circuits 11 and 12 are connected in parallel via the resistance element R, and the respective analog signals are combined.

【0037】一方の抵抗ラダー回路11には、上記した
ように、デコーダ100におけるスイッチ付フリップフ
ロップFFSA0〜FFSA7の出力端子Qからの8ビ
ットのディジタル信号(a0〜a7)が入力される。ス
イッチ付フリップフロップFFSA0〜FFSA7のス
イッチ入力端子SWに接続されているディジタル入力信
号(D0〜D8)のうちの1ビットD8(MSB)が
「0」の時には、スイッチ付フリップフロップFFSA
0〜FFSA7のデータ入力端子Dに入力されているデ
ィジタル入力信号L0(LSB)〜D7が8ビットのデ
ィジタル信号(a0〜a7)として選択される。
As described above, the 8-bit digital signal (a0 to a7) from the output terminal Q of the flip-flops with switches FFSA0 to FFSA7 in the decoder 100 is input to the resistance ladder circuit 11. When the 1-bit D8 (MSB) of the digital input signals (D0 to D8) connected to the switch input terminals SW of the flip-flops with switches FFSA0 to FFSA7 is "0", the flip-flops with switch FFSA
Digital input signals L0 (LSB) to D7 input to the data input terminals D of 0 to FFSA7 are selected as 8-bit digital signals (a0 to a7).

【0038】また、ディジタル入力信号(D0〜D8)
のうちの1ビットD8(MSB)が「1」の時には、ス
イッチ付フリップフロップFFSA0〜FFSA7のデ
ータ入力端子DTに入力されている電源(ディジタル信
号「1」)が8ビットのディジタル信号(a0〜a7)
として選択される。そして、選択された8ビットのディ
ジタル信号(a0〜a7)は、クロック端子CKに入力
される同期用のクロックCLKに同期して抵抗ラダー回
路11に入力される。
Digital input signals (D0 to D8)
When the 1-bit D8 (MSB) is "1", the power source (digital signal "1") input to the data input terminal DT of the flip-flops with switches FFSA0 to FFSA7 is an 8-bit digital signal (a0 to a0). a7)
Is selected as. Then, the selected 8-bit digital signal (a0 to a7) is input to the resistance ladder circuit 11 in synchronization with the synchronization clock CLK input to the clock terminal CK.

【0039】他方の抵抗ラダー回路12には、上記した
ように、デコーダ100におけるスイッチ付フリップフ
ロップFFSB0〜FFSB7の出力端子Qからの8ビ
ットのディジタル信号(b0〜b7)が入力される。ス
イッチ付フリップフロップFFSB0〜FFSB7のス
イッチ入力端子SWに接続されているディジタル入力信
号(D0〜D8)のうちの1ビットD8(MSB)が
「1」の時には、スイッチ付フリップフロップFFSB
0〜FFSB7のデータ入力端子Dに入力されているデ
ィジタル入力信号L0(LSB)〜D7が8ビットのデ
ィジタル信号(b0〜b7)として選択される。
As described above, the 8-bit digital signal (b0 to b7) from the output terminal Q of the flip-flops with switches FFSB0 to FFSB7 in the decoder 100 is input to the other resistance ladder circuit 12. When the 1-bit D8 (MSB) of the digital input signals (D0 to D8) connected to the switch input terminals SW of the flip-flops with switches FFSB0 to FFSB7 is "1", the flip-flop with switches FFSB
Digital input signals L0 (LSB) to D7 input to the data input terminals D of 0 to FFSB7 are selected as 8-bit digital signals (b0 to b7).

【0040】また、ディジタル入力信号(D0〜D8)
のうちの1ビットD8(MSB)が「0」の時には、ス
イッチ付フリップフロップFFSB0〜FFSB7のデ
ータ入力端子DTに入力されている接地電圧(ディジタ
ル信号「0」)が8ビットのディジタル信号(b0〜b
7)として選択される。そして、選択された8ビットの
ディジタル信号(b0〜b7)は、クロック端子CKに
入力される同期用のクロックCLKに同期して抵抗ラダ
ー回路12に入力される。
Digital input signals (D0 to D8)
When 1 bit D8 (MSB) is "0", the ground voltage (digital signal "0") input to the data input terminal DT of the flip-flops with switches FFSB0 to FFSB7 is an 8-bit digital signal (b0). ~ B
7) is selected. The selected 8-bit digital signal (b0 to b7) is input to the resistance ladder circuit 12 in synchronization with the synchronization clock CLK input to the clock terminal CK.

【0041】以上のように構成された第1の実施の形態
では、図1においてディジタル入力信号のD8(MS
B)が「0」の時、抵抗ラダー回路12への8ビットの
ディジタル信号b0〜b7は全て「0」となり、抵抗ラ
ダー回路12は基準点Bが「0」の電位となっているた
め、等価的に出力端に抵抗素子2Rを介して「0」が印
加されていることとなり、図3の従来のD/Aコンバー
タ装置においてD8(MSB)が「0」であるのと等価
である。
In the first embodiment configured as described above, the digital input signal D8 (MS
When B) is "0", all the 8-bit digital signals b0 to b7 to the resistance ladder circuit 12 are "0", and the reference point B of the resistance ladder circuit 12 is the potential of "0". Equivalently, "0" is applied to the output end via the resistance element 2R, which is equivalent to D8 (MSB) being "0" in the conventional D / A converter device of FIG.

【0042】また、図1においてディジタル入力信号の
D8(MSB)が「」の時、抵抗ラダー回路11への
8ビットのディジタル信号a0〜a7は全て「1」とな
り、抵抗ラダー回路11は基準点Aが「0」の電位とな
っているため、等価的に出力端に抵抗素子2Rを介して
「1−(2のN−1乗)/2」が印加されていることと
なり、図3の従来のD/Aコンバータ装置においてD8
(MSB)が「1」であるのとはアナログ信号出力が1
LSB分小さくなり、取り得る値の個数が2のN乗−1
となるが、機能としては第1の実施の形態は図3の従来
のD/Aコンバータ装置と同じ動作をする。
Further, in FIG. 1, when D8 (MSB) of the digital input signal is " 1 ", the 8-bit digital signals a0 to a7 to the resistance ladder circuit 11 are all "1", and the resistance ladder circuit 11 is the reference. Since the potential at the point A is "0", "1- (2 to the N-1 power) / 2" is equivalently applied to the output end through the resistance element 2R, as shown in FIG. In the conventional D / A converter device of D8
(MSB) is “1” means that the analog signal output is 1
LSB is reduced and the number of possible values is 2 N-1.
However, in terms of function, the first embodiment operates in the same manner as the conventional D / A converter device of FIG.

【0043】さらに、基準点A,Bともに「0」の電位
に固定しているので、図5に示した従来のD/Aコンバ
ータ装置で起こる基準点Bの変化に起因する入力ディジ
タル信号(D0〜D8)の変化に対する抵抗ラダー回路
のアナログ信号出力の変化が不規則となる問題点は発生
しない。
Further, since both the reference points A and B are fixed to the potential of "0", the input digital signal (D0) caused by the change of the reference point B occurring in the conventional D / A converter device shown in FIG. The change in the analog signal output of the resistance ladder circuit with respect to the change in D8) does not occur irregularly.

【0044】したがって、第1の実施の形態は図3の従
来のD/Aコンバータ装置と同じ動作をする。
Therefore, the first embodiment operates in the same manner as the conventional D / A converter device of FIG.

【0045】ただし、図3の従来のD/Aコンバータ装
置の場合、9ビットのディジタル信号(D8〜D0)が
“(MSB)011111111(LSB)”から
“(MSB)100000000(LSB)”に変化す
る場合、8ビットのディジタル信号(D7〜D0)の信
号が印加される抵抗素子の極性が「1」から「0」へ、
またディジタル信号(D8)の信号が印加される抵抗素
子の極性が「0」から「1」へ極性が全て反転するため
にこれらの抵抗素子の相対精度、特にディジタル信号D
8の信号が印加される抵抗素子とその他の抵抗素子間の
相対精度がアナログ出力電圧、すなわちD/Aコンバー
タ装置の微分直線性に大きく影響を与える。場合によっ
ては、この変化において本来増加するアナログ出力が減
少してしまう問題も発生する。
However, in the case of the conventional D / A converter device of FIG. 3, the 9-bit digital signal (D8 to D0) changes from "(MSB) 011111111 (LSB)" to "(MSB) 100000000 (LSB)". In this case, the polarity of the resistance element to which the 8-bit digital signal (D7 to D0) signal is applied changes from "1" to "0",
Further, since the polarities of the resistive elements to which the digital signal (D8) signal is applied are all inverted from "0" to "1", the relative accuracy of these resistive elements, especially the digital signal D
The relative accuracy between the resistance element to which the signal of 8 is applied and the other resistance elements greatly affects the analog output voltage, that is, the differential linearity of the D / A converter device. In some cases, there is a problem that the analog output that originally increases due to this change decreases.

【0046】これに対して、第1の実施の形態のD/A
コンバータ装置の場合、ディジタル信号(D8〜D0)
が“(MSB)011111111(LSB)”から
“(MSB)100000000(LSB)”に変化す
る場合にも各抵抗素子への印加極性が全て反転するよう
な現象は生じず、微分直線性が破綻することはない。
On the other hand, the D / A of the first embodiment
In the case of converter device, digital signal (D8-D0)
Also changes from “(MSB) 011111111 (LSB)” to “(MSB) 100000000 (LSB)”, the phenomenon that all the applied polarities to the respective resistance elements are not inverted does not occur, and the differential linearity is broken. There is no such thing.

【0047】図3の従来例との動作の相違を図6(第1
の実施の形態)と図8(従来例)とに模式的に示す。こ
の図6、図8において、状態1は9ビットのディジタル
信号(D8〜D0)が“(MSB)011111111
(LSB)”の状態を示し、状態2は9ビットのディジ
タル信号(D8〜D0)が“(MSB)1000000
00(LSB)”の状態を示している。図6からわかる
ように第1の実施の形態のD/Aコンバータ装置では、
抵抗ラダー回路を構成する各抵抗素子の印加極性は全く
変化しない。したがって、アナログ出力も全く変化しな
いが、減少することは原理的に起こり得ない。
The difference in operation from the conventional example of FIG. 3 is shown in FIG.
Embodiment) and FIG. 8 (conventional example). In FIGS. 6 and 8, in the state 1, the 9-bit digital signal (D8 to D0) is “(MSB) 0111111111.
(LSB) ", the status 2 indicates that the 9-bit digital signal (D8 to D0) is" (MSB) 1000000 ".
00 (LSB) ”. As can be seen from FIG. 6, in the D / A converter device of the first embodiment,
The applied polarity of each resistance element forming the resistance ladder circuit does not change at all. Therefore, although the analog output does not change at all, it cannot decrease in principle.

【0048】なお、上記の例えば図1の構成では、9ビ
ットのディジタル信号(D8〜D0)が(011111
111)から(100000000)に変化するとき
に、8ビットのディジタル信号(a7〜a0)の方は全
く変化しておらず、(011111111)を変換した
アナログ信号と、(100000000)を変換したア
ナログ信号とが同一の値を持つことになり、9ビットの
ディジタル信号(D8〜D0)が増えても、アナログ信
号の方が変化しない状態となる。
In the configuration shown in FIG. 1, for example, the 9-bit digital signal (D8 to D0) is (011111).
When changing from (111) to (100000000), the 8-bit digital signals (a7 to a0) have not changed at all, and the analog signal obtained by converting (011111111) and the analog signal obtained by converting (100000000) Since and have the same value, even if the number of 9-bit digital signals (D8 to D0) increases, the analog signal remains unchanged.

【0049】D/Aコンバータ装置で最も問題となるの
はディジタル入力信号が増加しているにも関わらず、ア
ナログ信号出力が減少してしまうことである。第1の実
施の形態ではディジタル入力信号が増加してもアナログ
信号出力が全く変化しない状態は存在するが、少なくと
もアナログ信号出力が減少してしまうことは防止する効
果を有する。
The most problematic aspect of the D / A converter device is that the analog signal output decreases even though the digital input signal increases. In the first embodiment, there is a state in which the analog signal output does not change at all even if the digital input signal increases, but at least it has the effect of preventing the analog signal output from decreasing.

【0050】以上のように、この実施の形態のD/Aコ
ンバータ装置によれば、デコーダ100で9ビットのデ
ィジタル信号を2個の8ビットのディジタル信号に変換
し、2個の全く同一構成を有する8ビットD/Aコンバ
ータユニットで2個の8ビットのディジタル信号を各々
アナログ信号に変換し、2個の8ビットD/Aコンバー
タユニットのアナログ信号出力同士を各々抵抗Rを介し
て並列接続合成して、M+Nビット分解能のアナログ信
号として出力するので、同一構成を有する抵抗ラダー回
路11,12の単純な繰り返し構成でD/A変換を実現
でき、良好な微分直線性を実現できる。
As described above, according to the D / A converter device of this embodiment, the decoder 100 converts a 9-bit digital signal into two 8-bit digital signals, and the two identical configurations are obtained. The 8-bit D / A converter unit has the two 8-bit digital signals respectively converted into analog signals, and the analog signal outputs of the two 8-bit D / A converter units are connected in parallel via resistors R and combined. Then, since it is output as an analog signal of M + N bit resolution, D / A conversion can be realized with a simple repetitive configuration of the resistance ladder circuits 11 and 12 having the same configuration, and good differential linearity can be achieved.

【0051】また、8ビットD/Aコンバータユニット
11,12が、抵抗ラダー回路で構成されるR2R電圧
加算型であるので、チップ上の占有面積を比較的小さく
できる。
Further, since the 8-bit D / A converter units 11 and 12 are of the R2R voltage addition type composed of the resistance ladder circuit, the area occupied on the chip can be made relatively small.

【0052】〔第2の実施の形態〕図2に本発明の第2
の実施の形態のD/Aコンバータ装置の回路図を示す。
このD/Aコンバータ装置は、デコーダ101の構成が
第1の実施の形態とは異なるのみで、抵抗ラダー回路1
1,12等その他の構成は第1の実施の形態と同じであ
る。
[Second Embodiment] FIG. 2 shows a second embodiment of the present invention.
2 is a circuit diagram of the D / A converter device of the embodiment of FIG.
In this D / A converter device, the configuration of the decoder 101 is different from that of the first embodiment, and the resistance ladder circuit 1
Other configurations such as 1 and 12 are the same as those in the first embodiment.

【0053】デコーダ101は、以下の動作を行うよう
に回路構成されている。すなわち、9ビットのディジタ
ル信号(D8〜D0)が“(MSB)01111111
1(LSB)”の時に、抵抗ラダー回路11へ印加する
8ビットのディジタル信号(a7〜a0)が“(MS
B)11111111(LSB)”であり、抵抗ラダー
回路12へ印加する8ビットのディジタル信号(b7〜
b0)が“(MSB)00000000(LSB)”で
ある。
The decoder 101 is configured to perform the following operations. That is, the 9-bit digital signal (D8 to D0) is "(MSB) 01111111.
1 (LSB) ", the 8-bit digital signal (a7 to a0) applied to the resistance ladder circuit 11 is" (MS
B) 11111111 (LSB) ", which is an 8-bit digital signal (b7-) to be applied to the resistance ladder circuit 12.
b0) is “(MSB) 00000000 (LSB)”.

【0054】なお、9ビットのディジタル信号(D8〜
D0)が“(MSB)011111111(LSB)”
より小さい値のときは、抵抗ラダー回路11へ印加する
8ビットのディジタル信号(a7〜a0)が8ビットの
ディジタル信号(D7〜D0)と同じ値が出力される。
抵抗ラダー回路12へ印加する8ビットのディジタル信
号(b7〜b0)が“(MSB)00000000(L
SB)”である。
A 9-bit digital signal (D8 ...
D0) is "(MSB) 011111111 (LSB)"
When the value is smaller, the 8-bit digital signal (a7 to a0) applied to the resistance ladder circuit 11 is the same value as the 8-bit digital signal (D7 to D0).
The 8-bit digital signal (b7 to b0) applied to the resistance ladder circuit 12 is "(MSB) 00000000 (L
SB) ".

【0055】また、9ビットのディジタル信号(D8〜
D0)が“(MSB)100000000(LSB)”
の時に、抵抗ラダー回路11へ印加する8ビットのディ
ジタル信号(a7〜a0)が“(MSB)111111
11(LSB)”であり、抵抗ラダー回路12へ印加す
る8ビットのディジタル信号(b7〜b0)が“(MS
B)00000001(LSB)”である。
A 9-bit digital signal (D8 ...
D0) is “(MSB) 100000000 (LSB)”
At this time, the 8-bit digital signal (a7 to a0) applied to the resistance ladder circuit 11 is "(MSB) 111111.
11 (LSB) ", and the 8-bit digital signal (b7 to b0) applied to the resistance ladder circuit 12 is" (MS
B) 00000001 (LSB) ".

【0056】なお、9ビットのディジタル信号(D8〜
D0)が“(MSB)100000000(LSB)”
より大きいときは、8ビットのディジタル信号(b7〜
b0)は、つねに、8ビットのディジタル信号(D7〜
D0)より「1」だけ大きい値をとることになる。ただ
し、9ビットのディジタル信号(D8〜D0)が“(M
SB)111111111(LSB)”のときは、8ビ
ットのディジタル信号(D7〜D0)と同じ値を出力す
る。
A 9-bit digital signal (D8 ...
D0) is “(MSB) 100000000 (LSB)”
When it is larger, an 8-bit digital signal (b7-
b0) is always an 8-bit digital signal (D7 ...
It takes a value larger than D0) by "1". However, the 9-bit digital signal (D8 to D0) is "(M
SB) 111111111 (LSB) ", the same value as the 8-bit digital signal (D7 to D0) is output.

【0057】以上のような動作を実行させるために、デ
コーダ101は、例えば図10に示すような足し算器が
図1のデコーダ100における8ビットのディジタル信
号(D7〜D0)の入力部に付加されたものである。具
体的には、9ビットのディジタル信号(D8〜D0)を
入力とする足し算器から出力される8ビットのディジタ
ル信号(D7′〜D0′)が図1のデコーダ100の8
ビットのディジタル信号(D7〜D0)として入力され
る構成となっている。図2のデコーダ101のD8は、
図1のデコーダ100と同じものが入力される。
In order to execute the above operation, in the decoder 101, for example, an adder as shown in FIG. 10 is added to the input portion of the 8-bit digital signal (D7 to D0) in the decoder 100 of FIG. It is a thing. Specifically, the 8-bit digital signal (D7'-D0 ') output from the adder which receives the 9-bit digital signal (D8-D0) as input is 8 of the decoder 100 of FIG.
It is configured to be input as a bit digital signal (D7 to D0). D8 of the decoder 101 in FIG. 2 is
The same as the decoder 100 of FIG. 1 is input.

【0058】この足し算器は、排他的論理和回路XOR
1〜XOR8と、論理積回路AND1〜AND15で構
成されている。
This adder is an exclusive OR circuit XOR.
1 to XOR8 and AND circuits AND1 to AND15.

【0059】この足し算器は、D8が「0」の時は(D
7〜D0に「0」を足す、すなわち(D7〜D0)がそ
のまま出力され、D8が「」の時は(D7〜D0)に
「1」だけ大きい値が出力される。しかし(D7〜D
0)が全て「1」の時に「1」を足し算すると(D7−
D0)が全て「0」になってしまうので、対策として
(D7〜D0)の論理積の反転とD8との積を構成し
て、(D7〜D0)が全て「1」の時はたとえD8が
「1」でも「0」を足す、すなわち(D7〜D0)がそ
のまま出力される。
When the D8 is "0", this adder is (D
"0" is added to 7 to D0, that is, (D7 to D0) is output as it is, and when D8 is " 1 ", a value larger by "1" is output to (D7 to D0). But (D7-D
If "0" is all "1" and "1" is added (D7-
Since all of (D0) becomes "0", the product of the inversion of the logical product of (D7 to D0) and D8 is configured as a countermeasure, and even if all of (D7 to D0) is "1", D8 Is "1", "0" is added, that is, (D7 to D0) is output as it is.

【0060】このように動作することで、“(MSB)
011111111(LSB)”から“(MSB)10
0000000(LSB)”に変化したときに、アナロ
グ信号は、ディジタル信号の1コード分電圧が増加する
ことになり、第1の実施の形態のように、ディジタル信
号の方が変化したのに、アナログ信号が変化しないとい
う状態を無くすことができ、変換精度をより高めること
ができる。
By operating in this way, "(MSB)
011111111 (LSB) "to" (MSB) 10
When the analog signal changes to “0000000 (LSB)”, the voltage of the digital signal increases by one code, and although the digital signal changes as in the first embodiment, the analog signal changes. The state in which the signal does not change can be eliminated, and the conversion accuracy can be further improved.

【0061】図7にこの第2の実施の形態のD/Aコン
バータ装置の動作を模式的に示す。上記した図6、図8
同様、状態1は9ビットのディジタル信号(D8〜D
0)が“(MSB)011111111(LSB)”の
状態を示し、状態2は9ビットのディジタル信号(D8
〜D0)が“(MSB)100000000(LS
B)”の状態を示している。図7からわかるように、第
2の実施の形態のD/Aコンバータ装置では抵抗ラダー
回路11,12を構成する各抵抗素子の印加極性が反転
する現象は無く、微分直線性が破綻することはない。
FIG. 7 schematically shows the operation of the D / A converter device according to the second embodiment. 6 and 8 described above
Similarly, state 1 is a 9-bit digital signal (D8 to D
0) indicates the state of “(MSB) 011111111 (LSB)”, and the state 2 indicates a 9-bit digital signal (D8
~ D0) is “(MSB) 100000000 (LS
B) ”is shown. As can be seen from FIG. 7, in the D / A converter device of the second embodiment, the phenomenon in which the applied polarities of the resistance elements forming the resistance ladder circuits 11 and 12 are reversed is None, the differential linearity does not break down.

【0062】〔第3の実施の形態〕図9は、9ビットの
ディジタル信号(D0〜D8)をデコーダ102で4つ
の7ビットのディジタル信号(a0〜a6、b0〜b
6、c0〜c6、d0〜d6)にして、4個の7ビット
抵抗ラダー回路21〜24で各々アナログ信号に変換
し、2個の抵抗ラダー回路のアナログ出力同士を各々抵
抗素子Rを介して接続したものを、さらに各々抵抗素子
Rを介して接続することで9ビットのディジタル信号に
対応したアナログ信号を得るD/Aコンバータ装置を構
成する本発明の第3の実施の形態を示している。
[Third Embodiment] FIG. 9 shows that a decoder 102 converts a 9-bit digital signal (D0 to D8) into four 7-bit digital signals (a0 to a6, b0 to b).
6, c0 to c6, d0 to d6), and converted into analog signals by the four 7-bit resistance ladder circuits 21 to 24, and the analog outputs of the two resistance ladder circuits are respectively passed through the resistance element R. 3 shows a third embodiment of the present invention which constitutes a D / A converter device which obtains an analog signal corresponding to a 9-bit digital signal by further connecting the connected ones via respective resistance elements R. .

【0063】デコーダ102は、スイッチ付フリップフ
ロップFFSA0〜FFSA6,FFSB0〜FFSB
6,FFSC0〜FFSC6,FFSD0〜FFSD6
と、論理和回路OR1〜OR4と、インバータIN2
1,IN22で構成されている。
The decoder 102 includes flip-flops with switches FFSA0 to FFSA6 and FFSB0 to FFSB.
6, FFSC0 to FFSC6, FFSD0 to FFSD6
And OR circuits OR1 to OR4 and inverter IN2
1, IN22.

【0064】そして、デコーダ102は、D7=
「0」、D8=「0」の時a0〜a6には各々D0〜D
6を与え、b0〜b6、c0〜c6、d0〜d6には全
て「0」を与えるので、等価的に図3の従来のD/Aコ
ンバータ装置でb0〜b6がD7=「0」、c0〜c6
とd0〜d6とでD8=「0」であるのと同様な動作を
する。
Then, the decoder 102 outputs D7 =
When "0" and D8 = "0", a0 to a6 are D0 to D, respectively.
6, and b0 to b6, c0 to c6, and d0 to d6 are all given "0". Therefore, in the conventional D / A converter device of FIG. 3, b0 to b6 are equivalently D7 = "0", c0. ~ C6
And d0 to d6 perform the same operation as if D8 = "0".

【0065】D7=「1」、D8=「0」の時a0〜a
6には全て「1」を与え、b0〜b6には各々D0〜D
6を与え、cO〜c6、d0〜d6には全て「0」を与
えるので、等価的に図3の従来のD/Aコンバータ装置
でa0〜a6がD7=「1」、c0〜c6とd0〜d6
とでD8=「0」であるのと同様な動作をする。
When D7 = "1" and D8 = "0", a0-a
6 is all "1", and b0 to b6 are D0 to D, respectively.
6 is given, and "0" is given to all of cO to c6 and d0 to d6. Therefore, in the conventional D / A converter device of FIG. 3, a0 to a6 are equivalently D7 = "1", c0 to c6 and d0. ~ D6
And the same operation as that of D8 = "0".

【0066】D7=「0」、D8=「」の時a0〜a
6、b0〜b6には全て「1」を与え、c0〜c6には
各々D0〜D6が与え、d0〜d6には全て「0」を与
えるので、等価的に図3の従来のD/Aコンバータ装置
でd0〜d6がD7=「0」、a0〜a6とb0〜b6
とでD8=「1」であるのと同様な動作をする。
When D7 = "0" and D8 = " 1 ", a0 to a
6 and b0 to b6 are all given "1", c0 to c6 are given respectively D0 to D6, and d0 to d6 are all given "0", so equivalently the conventional D / A of FIG. In the converter device, d0 to d6 are D7 = "0", a0 to a6 and b0 to b6.
And the same operation as that of D8 = "1".

【0067】D7=「」、D8=「1」の時a0〜a
6、b0〜b6、c0〜c6には全て「1」を与え、d
0〜d6には各々D0〜D6を与えるので、等価的に図
3の従来のD/Aコンバータ装置でc0〜c6がD7=
「1」、a0〜a6とb0〜b6とでD8=「1」であ
るのと同様な動作をする。
When D7 = " 1 " and D8 = "1", a0-a
6, b0 to b6, c0 to c6 are all given "1", and d
Since D0 to D6 are given to 0 to d6, respectively, equivalently, in the conventional D / A converter device of FIG.
"1", a0 to a6 and b0 to b6 perform the same operation as if D8 = "1".

【0068】しかし、本実施の形態も第1の実施の形態
と同様に図3の従来のD/Aコンバータ装置とは異な
り、上位ビットの極性反転時に抵抗ラダー回路を構成す
る各抵抗素子への印加極性が全て反転するような現象が
起こらないので、微分直線性が破綻することはない。た
だし、第1の実施の形態が上位1ビット(D8)の極性
反転時の微分直線性の破綻の防止を保証するのに対し、
本実施の形態は上位2ビット(D7、D8)の極性反転
時の微分直線性の破綻の防止を保証する。
However, this embodiment is different from the conventional D / A converter device of FIG. 3 in the same way as the first embodiment, and when the polarity of the upper bit is inverted, the resistance elements constituting the resistance ladder circuit are connected to each other. Since the phenomenon that all the applied polarities are reversed does not occur, the differential linearity does not break. However, while the first embodiment guarantees the prevention of the breakdown of the differential linearity at the time of the polarity inversion of the upper 1 bit (D8),
This embodiment guarantees the prevention of the breakage of the differential linearity at the time of the polarity inversion of the upper 2 bits (D7, D8).

【0069】[0069]

【発明の効果】本発明によれば、2のM乗個の全く同一
構成を有するNビットD/Aコンバータユニットのアナ
ログ信号出力同士を並列接続合成してM+NビットのD
/Aコンバータ装置を構成したので、本来増加するアナ
ログ出力が少なくとも減少してしまうことは防止できる
良好な微分直線性を実現する効果を有するのみならず、
極めて単純な繰り返しで構成可能となる効果を有する。
また、NビットD/Aコンバータユニットが抵抗ラダー
回路で構成されるR2R電圧加算型であるので、チップ
の占有面積を比較的小さくすることができる。
According to the onset light according to the present invention, completely analog signal outputs of the N-bit D / A converter unit connected in parallel combined with M + N bits having the same configuration M-th power of two D
Since the A / A converter device is configured, it not only has the effect of realizing good differential linearity that can prevent at least a decrease in the analog output that originally increases,
It has the effect that it can be configured by extremely simple repetition.
Further, since the N-bit D / A converter unit is the R2R voltage addition type configured by the resistance ladder circuit, the area occupied by the chip can be made relatively small.

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

【図1】本発明の第1の実施の形態のD/Aコンバータ
装置の構成を示す回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of a D / A converter device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第2の実施の形態のD/Aコンバータ
装置の構成を示す回路図である。
FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration of a D / A converter device according to a second embodiment of the present invention.

【図3】従来例のD/Aコンバータ装置の構成を示す回
路図である。
FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration of a conventional D / A converter device.

【図4】他の従来例のD/Aコンバータ装置の構成を示
す回路図である。
FIG. 4 is a circuit diagram showing a configuration of another conventional D / A converter device.

【図5】更に他の従来例のD/Aコンバータ装置の構成
を示す回路図である。
FIG. 5 is a circuit diagram showing a configuration of still another conventional D / A converter device.

【図6】第1の実施の形態のD/Aコンバータ装置の動
作を示す模式図である。
FIG. 6 is a schematic diagram showing the operation of the D / A converter device of the first embodiment.

【図7】第2の実施の形態のD/Aコンバータ装置の動
作を示す模式図である。
FIG. 7 is a schematic diagram showing an operation of the D / A converter device of the second embodiment.

【図8】図3に示す従来例のD/Aコンバータ装置の動
作を示す模式図である。
FIG. 8 is a schematic diagram showing an operation of the conventional D / A converter device shown in FIG.

【図9】本発明の第3の実施の形態のD/Aコンバータ
装置の構成を示す回路図である。
FIG. 9 is a circuit diagram showing a configuration of a D / A converter device according to a third embodiment of the present invention.

【図10】足し算器の構成を示す回路図である。FIG. 10 is a circuit diagram showing a configuration of an adder.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11,12 抵抗ラダー回路 R,2R 抵抗素子 100 デコーダ 101 デコーダ FFSA0〜FFSA7 スイッチ付フリップフロッ
プ回路 FFSB0〜FFSB7 スイッチ付フリップフロッ
プ回路
11, 12 resistance ladder circuit R, 2R resistance element 100 decoder 101 decoder FFSA0 to FFSA7 switch flip-flop circuit FFSB0 to FFSB7 switch flip-flop circuit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H03M 1/00 - 1/88 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H03M 1/00-1/88

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 入力されたディジタル信号をアナログ信
号に変換するD/Aコンバータ装置であって、 (M+N)ビット(ここで、M,Nは正の整数)のディ
ジタル信号を、MSB側Mビットの「0」、「1」の値
に応じて全てが「0」であるNビットディジタル信号
全てが「」であるNビットディジタル信号とを合
わせて(2のM乗−1)個と、前記ディジタル信号のL
SB側Nビットの「0」、「1」の値と同一のNビット
ディジタル信号を1個とに変換するデコーダと、 前記デコーダの出力である2のM乗個のNビットのディ
ジタル信号の各々をアナログ信号に変換する、2のM乗
個の、回路接続及び基準点の電位源が全く同一構成を
有するNビットD/Aコンバータユニットとを備え、 前記NビットD/Aコンバータユニットが抵抗ラダー回
路で構成されるR2R電圧加算型であって、 前記2のM乗個の前記全く同一構成を有するNビットD
/Aコンバータユニットのアナログ信号出力端子に抵抗
の一端を個々に接続し、かつ前記抵抗の他端を2個を単
位に接続しこの接続部が1個の場合には直接M+Nビッ
ト分解能のアナログ信号として出力し、前記接続部が複
数個の場合には前記複数個の接続部に対して新たな抵抗
の一端を個々に接続し、この新たな抵抗の他端を2個を
単位に接続しこの接続部から直接若しくはこの接続部を
介して、M+Nビット分解能のアナログ信号として出力
することを特徴とするD/Aコンバータ装置。
1. A D / A converter device for converting an input digital signal into an analog signal, wherein a digital signal of (M + N) bits (where M and N are positive integers) is M bits on the MSB side. N-bit digital signal and, all together with the N-bit digital signal is "1" (2 M square -1) all are "0" in accordance with the value of "0", "1" And L of the digital signal
A decoder for converting an N-bit digital signal having the same N-bit “0” or “1” value on the SB side into one, and 2 M M-bit N-bit digital signals output from the decoder. It is converted to an analog signal, M-th power of two, and a N-bit D / a converter unit having a circuit connection and reference point potential source and the same structure of the N-bit D / a converter unit resistance a R2R voltage addition-type composed of a ladder, N bit D having the identical structure of the second M-th power
/ A converter unit analog signal output terminal resistor
One end of each resistor and the other end of the resistor
If there is only one connection, connect directly to the M + N bit.
Output as an analog signal with
In the case of several, a new resistance is added to the multiple connections.
Connect one end of each to the other end of this new resistor
Connect to the unit and directly from this connection or this connection
A D / A converter device, which outputs as an analog signal of M + N bit resolution via .
【請求項2】 入力されたディジタル信号をアナログ信
号に変換するD/A変換方法であって、M+N)ビット(ここで、M,Nは正の整数)のディ
ジタル信号を、MSB側Mビットの「0」、「1」の値
に応じて全てが「0」であるNビットディジタル信号
と、全てが「1」であるNビットディジタル信号とを合
わせて(2のM乗−1)個と、前記ディジタル信号のL
SB側Nビットの「0」、「1」の値と同一のNビット
ディジタル信号を1個とに変換するデコーダ手段と、 前記デコーダ手段の出力である2のM乗個のNビットの
ディジタル信号の各々をアナログ信号に変換する、2の
M乗個の、回路接続及び基準点の電位源が全く 同一の構
成を有するNビットD/Aコンバータユニット手段とを
備え、 前記NビットD/Aコンバータユニット手段が抵抗ラダ
ー回路で構成されるR2R電圧加算型変換手段であっ
て、 前記2のM乗個の前記全く同一構成を有するNビットD
/Aコンバータユニットのアナログ信号出力端子に抵抗
の一端を個々に接続し、かつ前記抵抗の他端を2個を単
位に接続しこの接続部が1個の場合には直接M+Nビッ
ト分解能のアナログ信号として出力し、前記接続部が複
数個の場合には前記複数個の接続部に対して新たな抵抗
の一端を個々に接続し、この新たな抵抗の他端を2個を
単位に接続しこの接続部から直接若しくはこの接続部を
介して、M+Nビット分解能のアナログ信号として出力
することを特徴とするD/A変換方法。
2. The input digital signal is converted into an analog signal.
A D / A conversion method for converting into a signal of ( M + N) bits (where M and N are positive integers).
The digital signal is the value of M bit "0" or "1" on the MSB side.
N-bit digital signal that is all "0" according to
And an N-bit digital signal that is all "1"
(2 M-1) and L of the digital signal
N bits that are the same as the values of "0" and "1" of N bits on the SB side
Decoder means for converting the digital signal into one, and 2 M-th power of N bits of the output of the decoder means
Converts each of the digital signals into analog signals
The M-th power source has the same circuit connection and the same potential source at the reference point.
And N-bit D / A converter unit means having
The N-bit D / A converter unit means is a resistor ladder.
Is an R2R voltage addition type conversion means composed of a circuit.
The 2 M power N-bit D having exactly the same configuration
A / A converter unit has one end of a resistor individually connected to the analog signal output terminal, and the other end of the resistor is connected in units of two, and in the case of one connection, an analog signal of M + N bit resolution is directly obtained. and outputs as the connecting portion is double
In the case of several resistors, one end of a new resistor is individually connected to the plurality of connecting portions, and the other end of the new resistor is connected in units of two, either directly from this connecting portion or this connecting portion. A D / A conversion method, characterized in that the analog signal is output as an analog signal of M + N bit resolution via the.
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