JP5059796B2 - ディジタル/アナログ変換器 - Google Patents
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Description
本発明の実施形態の説明に先立って、本発明の特徴についてその概要をまず説明する。本発明は、ディジタル/アナログ変換器(DAC)として、特に、ディジタル入力信号に対して精度の良い非線形特性を有するアナログ出力信号の出力を可能とするDACを実現していることを特徴とし、たとえ、低分解能のDACであっても、従来技術のDACに比し、より高精度の非線形特性を得ることができる。
まず、本発明に係るディジタル/アナログ変換器(DAC)の実施形態の回路構成について、図1を用いて説明する。図1は、本発明に係るディジタル/アナログ変換器(DAC)の実施形態の回路構成を示す回路図であり、3ビット構成の場合を例にして示している。
C2=C6=0.11227、
C3=C5=0.09535、
C4=0.09126
当然のことながら、MZM逆特性を実現する場合、前述のような電流値係数C1,C2,…,C7に正確に設定することが望ましいが、或る程度、近似的に、前述の電流値係数に近い値に設定したとしても、従来のDACの場合よりもMZM逆特性をより精度良く実現することができることには変わりはない。
y=1−(1−x2)1/2
で表されるような、円周の一部を切り取ったカーブを与える非線形出力特性であっても良く、電流スイッチセルCS1,CS2,…,CS7の電流源I1,I2,…,I7が供給する電流の電流値を重み付ける電流値係数C1,C2,…,C7の値を変更するだけで、所望する非線形特性を実現することができる。
以上のように、一般に、Nビットのディジタル入力信号D1〜DNのバイナリ・コードを(2N−1)個の温度計・コードにデコードするデコーダと、実現したい非線形特性に応じて電流値係数C1〜C2 N −1により適宜重み付けされた電流値の電流を供給する電流源I1〜I2 N −1とを備えたディジタル/アナログ変換器(DAC)の回路構成とすることによって、たとえ、低分解能のディジタル/アナログ変換器(DAC)であっても、所望する非線形特性のアナログ出力信号を精度良く出力することができる。また、図11の従来技術のように、ディジタル/アナログ変換器(DAC)の前段のディジタル信号処理器(DSP)において非線形特性実現のための特段の処理を行うことも不要である。
次に、ディジタル/アナログ変換器(DAC)の参考例の回路構成について説明する。
Cx=C2 N −x (X=1,2,…,N)
の関係が成立することを利用すると、温度計・コードにデコードするデコーダ1Aと該温度計・コードを折り畳む第1、第2のゲート回路4A,4Bとを組み合わせたコード変換部4を用いることによって、図4に示すような回路構成とすることが可能である。
C2=0.11227、
C3=0.09535、
C4=0.54563
当然のことながら、MZM逆特性を実現する場合、前述のような電流値係数C1,C2,C3,C4に正確に設定することが望ましいが、或る程度、近似的に、前述の電流値係数に近い値に設定したとしても、従来のDACの場合よりもMZM逆特性をより精度良く実現することができることには変わりはない。
C4=0.571429
以上のように、一般に、Nビットのディジタル入力信号D1〜DNを温度計・コードを一部含む変換コードX1〜X2 (N−1)に変換するコード変換部4と、実現したい非線形特性に応じて電流値係数C1〜C2 (N−1)により適宜重み付けされた電流値の電流を供給する電流源I1〜I2 (N−1)とを備えたディジタル/アナログ変換器(DAC)の回路構成とすることによって、実施形態に比して回路規模を大幅に削減するとともに、たとえ、低分解能のディジタル/アナログ変換器(DAC)であっても、所望する非線形特性のアナログ出力信号を精度良く出力することができる。また、図11の従来技術のように、ディジタル/アナログ変換器(DAC)の前段のディジタル信号処理器(DSP)において非線形特性実現のための特段の処理を行うことも不要である。
以上の実施形態、参考例によると、各ビットの重みがない温度計・コードごとに対応させて配置した各電流スイッチセルの電流源から供給する電流の電流値を適宜重み付けすることによって、ディジタル/アナログ変換器(DAC)のアナログ出力信号の出力レベルそのものを不等間隔にして、所望の非線形特性例えばアークサイン・カーブ(MZM逆特性)を有する入出力特性を実現することが可能である。したがって、ディジタル信号処理器(DSP)内部で非線形特性例えばアークサイン・カーブ(MZM逆特性)を実現するなどの特段の処理を必要とせず、かつ、従来の非線形特性を付与する手法(つまり、DSPとDACとの組み合わせにより非線形特性を付加する手法)よりも、より精度良く、非線形特性例えばアークサイン・カーブ(MZM逆特性)を実現することができる。
Claims (2)
- Nビットのバイナリ・コードからなるディジタル入力信号を、各ビットの重みがない温度計・コードにデコードするデコーダと、デコードされた前記温度計・コードのビットごとに、それぞれのビットの値に応じて、電流源からの電流を負荷に供給するか否かを切り替える電流スイッチセルとを備えることにより、前記ディジタル入力信号をアナログ出力信号に変換するディジタル/アナログ変換器において、前記電流スイッチセルごとの前記電流源が供給する電流の電流値を、前記アナログ出力信号に非線形出力特性を付与するためにあらかじめ定めた電流値係数によって重み付けした電流値とし、
前記デコーダに前記ディジタル入力信号のNビットすべてを入力して、前記デコーダから出力される前記温度計・コードを(2 N −1)ビットとし、前記電流スイッチセルの個数を(2 N −1)個とし、
各前記電流源が供給する電流の電流値の重み付けを行う各前記電流値係数を、C 1 ,C 2 ,…、C 2 N −1 とした場合、各前記電流値係数は、次の式
ことを特徴とするディジタル/アナログ変換器。 - 請求項1に記載のディジタル/アナログ変換器において、各前記電流源が供給する電流の電流値の重み付けを行う各前記電流値係数を動的に設定することができるレジスタまたは可変抵抗を、当該ディジタル/アナログ変換器内または当該ディジタル/アナログ変換器の外に備えていることを特徴とするディジタル/アナログ変換器。
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