JP5316038B2 - Digital-analog conversion apparatus and digital-analog conversion method - Google Patents

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Description

本発明は、デジタルアナログ変換装置およびデジタルアナログ変換方法に係り、特に、集積回路内で生成したアナログ電流の誤差を補正するデジタルアナログ変換技術に係る。   The present invention relates to a digital-to-analog conversion apparatus and a digital-to-analog conversion method, and more particularly to a digital-to-analog conversion technique for correcting an error in an analog current generated in an integrated circuit.

半導体集積回路(LSI)間で無線通信などにより、受信側LSI内に流れる特定箇所の電流値を、送信側LSIによる遠隔操作で制御する場合、一般的には、デジタルデータの送受信のみしかできない。そのため、送信側LSIでアナログ電流値を生成し、受信側LSIへその電流を直接送信するといった制御は、困難である。この理由としては、例えば、受信器に任意の直流電流あるいは直流電圧を発生させるためには、送信器のアンテナあるいはコイルに入力させる電流を常に増加させないといけない(一定のdi/dtを発生させ、常に同じ電波あるいは磁束を供給する必要がある)。しかし、送信コイルに流す電流を常に増加させるためには、電流値が無限に必要となり、電流駆動力に上限のある通常の送信器では不可能だからである。   When a current value at a specific location flowing in a reception-side LSI is controlled by a remote operation by a transmission-side LSI by wireless communication between semiconductor integrated circuits (LSIs), generally only digital data can be transmitted and received. For this reason, it is difficult to control such that an analog current value is generated in the transmission-side LSI and the current is directly transmitted to the reception-side LSI. This is because, for example, in order to generate an arbitrary DC current or DC voltage in the receiver, the current input to the antenna or coil of the transmitter must always be increased (a constant di / dt is generated, Always need to supply the same radio wave or magnetic flux). However, in order to constantly increase the current flowing through the transmission coil, an infinite current value is required, which is impossible with a normal transmitter having an upper limit in current driving force.

そこで、無線通信方式においては、受信側LSI内に、送信側から要求したアナログ電流を出力させるためには、要求するアナログ電流の値に応じたデジタルコードを送信側LSIで計算し、受信側LSIへ送信し、受信回路内のデジタルアナログ電圧変換器を用いてアナログ電圧を出力し、電圧電流変換器を用いてアナログ電流を出力する方法が考えられる。しかしながら、デジタルアナログ電圧変換回路および電圧電流変換回路の特性のばらつき等の影響により、設計時に予測した理想的な要求電流値コード−電流値の関係が得られないことがある。   Therefore, in the wireless communication system, in order to output the analog current requested from the transmitting side in the receiving side LSI, a digital code corresponding to the value of the requested analog current is calculated by the transmitting side LSI, and the receiving side LSI A method is conceivable in which an analog voltage is output using a digital-analog voltage converter in the receiving circuit, and an analog current is output using a voltage-current converter. However, an ideal required current value code-current value relationship predicted at the time of design may not be obtained due to the influence of variations in characteristics of the digital-analog voltage conversion circuit and the voltage-current conversion circuit.

このようなばらつきを補正する方法として、デジタルアナログ変換器内で電流値を測定し、デジタルアナログ電圧変換回路や電圧電流変換回路内の素子のパラメータなどを直接補正する補正回路を備え、補正した電流値を出力しようとする方法がある(特許文献1参照)。また、基準電流源を用意し、基準電流を出力できる適切な電流設定コードを探索し、その電流設定コードを定電流回路に送信する方法も知られている(特許文献2参照)。   As a method of correcting such variations, a current value is measured in a digital-to-analog converter, and a correction circuit that directly corrects parameters of the elements in the digital-to-analog voltage conversion circuit or voltage-current conversion circuit is provided. There is a method of trying to output a value (see Patent Document 1). There is also known a method of preparing a reference current source, searching for an appropriate current setting code that can output a reference current, and transmitting the current setting code to a constant current circuit (see Patent Document 2).

特表2006−527956号公報JP-T-2006-527956 特開2005−301410号公報JP 2005-301410 A

以下の分析は本発明において与えられる。   The following analysis is given in the present invention.

従来の補正方法では、チップ内に基準電流源を作成する必要があり、デジタルアナログ電圧変換器および電圧電流変換器に補正回路を付加するために、回路規模が増大するなどの課題がある。   In the conventional correction method, it is necessary to create a reference current source in the chip, and there is a problem that the circuit scale increases because a correction circuit is added to the digital-analog voltage converter and the voltage-current converter.

したがって、本発明の目的は、回路規模をほとんど増やさずに、高精度な要求電流値コード−電流変換を行うデジタルアナログ変換装置およびデジタルアナログ変換方法を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a digital / analog conversion apparatus and a digital / analog conversion method that perform highly accurate required current value code-current conversion without substantially increasing the circuit scale.

本発明の1つのアスペクト(側面)に係るデジタルアナログ変換装置は、要求電流値コードからデジタルコードに変換して出力するデジタル値生成回路と、デジタルコードに応じてアナログ電圧を出力するデジタルアナログ電圧変換回路と、アナログ電圧を電流に変換して出力電流を出力する電圧電流変換回路と、電圧電流変換回路の出力電流をデジタル値に変換してデジタル値生成回路にフィードバックする電流検知回路と、を備え、デジタル値生成回路は、フィードバックされるデジタル値に基づいてデジタルコードに変換する際の補正量を設定する。電流検知回路は、出力電流に応じて出力パルス幅が変化するパルス信号を出力する電流パルス変換回路と、パルス信号をデジタル値に変換するパルスデジタル変換回路と、を備え、電流パルス変換回路は、測定期間に出力電流を印加することで充電される容量素子と、容量素子が一定量充電されると出力値が反転する論理回路と、非測定期間にオンとなり、容量素子の電圧を一定の値に保持するリセットスイッチと、を備え、論理回路がパルス信号を出力する。 A digital-to-analog converter according to an aspect of the present invention includes a digital value generation circuit that converts a required current value code into a digital code and outputs the digital value, and a digital-to-analog voltage converter that outputs an analog voltage in accordance with the digital code Circuit, a voltage-current conversion circuit that converts an analog voltage into a current and outputs an output current, and a current detection circuit that converts the output current of the voltage-current conversion circuit into a digital value and feeds it back to a digital value generation circuit The digital value generation circuit sets a correction amount for conversion to a digital code based on the fed back digital value. The current detection circuit includes a current pulse conversion circuit that outputs a pulse signal whose output pulse width changes according to the output current, and a pulse digital conversion circuit that converts the pulse signal into a digital value. A capacitive element that is charged by applying an output current during the measurement period, a logic circuit that inverts the output value when the capacitive element is charged by a certain amount, and is turned on during the non-measurement period, and the voltage of the capacitive element is constant. The logic circuit outputs a pulse signal.

本発明の他のアスペクト(側面)に係るデジタルアナログ変換装置は、要求電流値コードからデジタルコードに変換して出力するデジタル値生成回路と、デジタルコードに応じてアナログ電圧を出力するデジタルアナログ電圧変換回路と、アナログ電圧を電流に変換して出力電流を出力する電圧電流変換回路と、電圧電流変換回路の出力電流をデジタル値に変換してデジタル値生成回路にフィードバックする電流検知回路と、を備え、デジタル値生成回路は、フィードバックされるデジタル値に基づいてデジタルコードに変換する際の補正量を設定する。電流検知回路は、出力電流に応じて出力パルス幅が変化するパルス信号を出力する電流パルス変換回路と、パルス信号をデジタル値に変換するパルスデジタル変換回路と、を備え、電流パルス変換回路は、出力電流で充電される第1の容量素子と、出力電流で放電される第2の容量素子と、第1のおよび第2の容量素子の充電あるいは放電をリセットする2つのリセットスイッチと、第1および第2の容量素子の電圧を比較する比較回路と、を備え、比較回路が比較結果に基づいてパルス信号を出力する。
A digital-analog converter according to another aspect of the present invention includes a digital value generation circuit that converts a required current value code into a digital code and outputs the digital value, and a digital-analog voltage converter that outputs an analog voltage according to the digital code Circuit, a voltage-current conversion circuit that converts an analog voltage into a current and outputs an output current, and a current detection circuit that converts the output current of the voltage-current conversion circuit into a digital value and feeds it back to a digital value generation circuit The digital value generation circuit sets a correction amount for conversion to a digital code based on the fed back digital value. The current detection circuit includes a current pulse conversion circuit that outputs a pulse signal whose output pulse width changes according to the output current, and a pulse digital conversion circuit that converts the pulse signal into a digital value. A first capacitive element that is charged with an output current; a second capacitive element that is discharged with an output current; two reset switches that reset charging or discharging of the first and second capacitive elements; And a comparison circuit that compares the voltages of the second capacitor elements, and the comparison circuit outputs a pulse signal based on the comparison result.

本発明によれば、基準電流源が不要かつ電圧−電流変換器に補正回路も不要な補正が可能となり、回路規模をほとんど増やさずに、高精度な要求電流値コード−電流変換を実現することができる。   According to the present invention, a reference current source is unnecessary and a voltage-current converter can be corrected without a correction circuit, and a highly accurate required current value code-current conversion can be realized without substantially increasing the circuit scale. Can do.

本発明の実施形態に係るデジタルアナログ変換装置の構成を示すブロック図である。1 is a block diagram illustrating a configuration of a digital-analog conversion device according to an embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施例に係るデジタルアナログ変換装置の構成を示すブロック図である。1 is a block diagram illustrating a configuration of a digital-analog converter according to a first embodiment of the present invention. 変換マップの構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of a conversion map. 電流パルス変換回路の別の回路例を示す図である。It is a figure which shows another circuit example of a current pulse conversion circuit. 電流パルス変換回路の動作を表すタイミングチャートである。It is a timing chart showing operation of a current pulse conversion circuit. デジタルアナログ電圧変換回路の例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the example of a digital analog voltage conversion circuit. デジタルアナログ電圧変換回路の動作を表すタイミングチャートである。It is a timing chart showing operation of a digital analog voltage conversion circuit. 電圧電流変換回路の例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the example of a voltage current conversion circuit. 電圧−電流関係における特性のずれを示す図である。It is a figure which shows the shift | offset | difference of the characteristic in a voltage-current relationship.

本発明の実施形態に係るデジタルアナログ変換装置は、以下のように構成される。
(1)要求電流値コードからデジタルコードに変換して出力するデジタル値生成ロジックと、そのデジタルコードに応じてアナログ電圧を出力するデジタルアナログ電圧変換回路と、そのアナログ電圧を電流に変換する電圧電流変換回路と、その出力電流を観測し、デジタル値に変換し、デジタル値生成ロジックにフィードバックする電流検知手段を備える。
(2)上記電流検知手段は、入力電流に応じて出力パルス幅が変化する特徴を持つ電流−パルス変換回路と、パルス信号をデジタル値に変換するパルス−デジタル変換回路で構成される。
(3)上記電流−パルス変換回路は、測定期間に出力電流を印加することで充電される容量素子と、一定量充電されると出力値が変化する反転回路で構成される論理回路と、非測定期間にオンさせて、容量素子の電圧を一定の値に保持するリセットスイッチとで構成される。
(4)上記電流−パルス変換回路は、出力電流値で充電できる容量値が既知である第1の容量と、出力電流値で放電できる容量値が既知である第2の容量と、それぞれの充電あるいは放電をリセットするリセットスイッチと、第1の容量の電圧と第2の容量の電圧とを比較する比較回路を備えた電流−パルス変換回路で構成される。
(5)上記デジタル値生成ロジックは、ばらつき補正時には、所定の1つあるいは2つ以上のデジタルコードを入力し、電流検知回路によって検知された電流値に応じてデジタルコードと電流値との関係を示したマップあるいは式をつくり、デジタル値生成ロジック内のメモリに保存する。実使用時には、要求する電流値が入力されたとき、そのマップあるいは式を用いて対応するデジタルコードを出力する機能を有する。
(6)上記マップあるいは式は、デジタルコードと電圧電流変換回路の出力電流との差を基に、出力電流の値がもっとも要求電流値コードに近づくように要求電流値コードからデジタルコードに変換する。
(7)上記デジタル値生成ロジックを第1のLSIに具備し、デジタルアナログ電圧変換回路と、電圧電流変換回路と、電流検知手段と、を第2のLSIに具備し、デジタルコードおよび電流検知手段の出力信号をLSI間で通信する手段とを有する。
(8)上記デジタルアナログ電圧変換回路は、2つの同一の容量値で構成され、デジタルコードを1ビット入れるたびに、2つの容量間のスイッチは開放状態でデジタルコードに応じて第1の容量値を電源電圧に充電あるいはグランドレベルに放電を行う第1の期間と、2つの容量間のスイッチは短絡状態にする第2の期間を経由する構成とされる。
(9)上記電圧―電流回路は、入力される電圧と同じ電圧だけ抵抗素子の両端に電圧がかかる構成にする。
The digital-analog converter according to the embodiment of the present invention is configured as follows.
(1) A digital value generation logic for converting a required current value code into a digital code and outputting it, a digital-analog voltage conversion circuit for outputting an analog voltage according to the digital code, and a voltage current for converting the analog voltage into a current A conversion circuit and current detection means for observing the output current, converting it to a digital value, and feeding back to the digital value generation logic are provided.
(2) The current detection means includes a current-pulse conversion circuit having a feature that an output pulse width changes according to an input current, and a pulse-digital conversion circuit that converts a pulse signal into a digital value.
(3) The current-pulse conversion circuit includes a capacitive element that is charged by applying an output current during a measurement period, a logic circuit that includes an inverting circuit whose output value changes when charged by a certain amount, The reset switch is turned on during the measurement period and holds the voltage of the capacitor at a constant value.
(4) The current-pulse conversion circuit includes a first capacity whose capacity value can be charged with an output current value, a second capacity whose capacity value can be discharged with an output current value, and a respective charge. Or it is comprised with the reset switch which resets discharge, and the electric current-pulse conversion circuit provided with the comparison circuit which compares the voltage of a 1st capacity | capacitance with the voltage of a 2nd capacity | capacitance.
(5) At the time of variation correction, the digital value generation logic inputs a predetermined one or more digital codes, and determines the relationship between the digital code and the current value according to the current value detected by the current detection circuit. Create the map or expression shown and save it in memory within the digital value generation logic. In actual use, when a required current value is input, it has a function of outputting a corresponding digital code using the map or expression.
(6) Based on the difference between the digital code and the output current of the voltage-current conversion circuit, the map or expression is converted from the required current value code to the digital code so that the output current value is closest to the required current value code. .
(7) The digital value generation logic is provided in the first LSI, the digital analog voltage conversion circuit, the voltage-current conversion circuit, and the current detection means are provided in the second LSI, and the digital code and the current detection means are provided. Means for communicating the output signal between the LSIs.
(8) The digital-analog voltage conversion circuit is composed of two identical capacitance values, and each time one bit of the digital code is input, the switch between the two capacitances is opened and the first capacitance value is set according to the digital code. The first period during which the power supply voltage is charged or the ground level is discharged, and the second period during which the switch between the two capacitors is short-circuited.
(9) The voltage-current circuit is configured such that a voltage is applied to both ends of the resistance element by the same voltage as the input voltage.

次に、図面を参照してより具体的に説明する。図1は、本発明の実施形態に係るデジタルアナログ変換装置の構成を示すブロック図である。図1において、デジタルアナログ変換装置は、要求電流値コードMcからデジタルコードMdに変換して出力するデジタル値生成回路21と、デジタルコードMdに応じてアナログ電圧Vinを出力するデジタルアナログ電圧変換回路22と、アナログ電圧Vinを電流に変換して出力電流Ioutを出力する電圧電流変換回路23と、電圧電流変換回路23の出力電流Ioutをデジタル値に変換してデジタル値生成回路21にフィードバックする電流検知回路24と、を備え、デジタル値生成回路21は、フィードバックされるデジタル値に基づいてデジタルコードMdに変換する際の補正量を設定する。   Next, it demonstrates more concretely with reference to drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a digital-analog converter according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, the digital-analog converter includes a digital value generation circuit 21 that converts a required current value code Mc into a digital code Md and outputs it, and a digital-analog voltage conversion circuit 22 that outputs an analog voltage Vin according to the digital code Md. A voltage-current conversion circuit 23 that converts the analog voltage Vin into a current and outputs an output current Iout; and a current detection that converts the output current Iout of the voltage-current conversion circuit 23 into a digital value and feeds it back to the digital value generation circuit 21 The digital value generation circuit 21 sets a correction amount for conversion to the digital code Md based on the fed back digital value.

電流検知回路24は、出力電流に応じて出力パルス幅が変化するパルス信号を出力する電流パルス変換回路と、パルス信号をデジタル値に変換するパルスデジタル変換回路と、を備えるようにしてもよい。   The current detection circuit 24 may include a current pulse conversion circuit that outputs a pulse signal whose output pulse width changes according to the output current, and a pulse digital conversion circuit that converts the pulse signal into a digital value.

ここで、電流パルス変換回路は、測定期間に出力電流を印加することで充電される容量素子と、容量素子が一定量充電されると出力値が反転する論理回路と、非測定期間にオンとなり、容量素子の電圧を一定の値に保持するリセットスイッチと、を備え、論理回路がパルス信号を出力するようにしてもよい。   Here, the current pulse conversion circuit is turned on in a non-measurement period, a capacitive element that is charged by applying an output current in a measurement period, a logic circuit that inverts an output value when the capacitive element is charged by a certain amount, and A reset switch that holds the voltage of the capacitive element at a constant value, and the logic circuit may output a pulse signal.

また、電流パルス変換回路は、出力電流で充電される第1の容量素子と、出力電流で放電される第2の容量素子と、第1のおよび第2の容量素子の充電あるいは放電をリセットする2つのリセットスイッチと、第1および第2の容量素子の電圧を比較する比較回路と、を備え、比較回路が比較結果に基づいてパルス信号を出力するようにしてもよい。   The current pulse conversion circuit resets charging or discharging of the first capacitive element charged with the output current, the second capacitive element discharged with the output current, and the first and second capacitive elements. Two reset switches and a comparison circuit that compares the voltages of the first and second capacitive elements may be provided, and the comparison circuit may output a pulse signal based on the comparison result.

デジタル値生成回路21は、デジタルコードに変換する際の補正量を保持する記憶部を備え、ばらつき補正時に、所定の1つあるいは2つ以上の要求電流値コードを入力し、電流検知回路によって検知された出力電流の電流値に応じてデジタルコードと電流値との関係を示した補正量を作成して記憶部に保持し、実使用時に、要求電流値コードが入力されたとき、保持されている補正量を用いて対応するデジタルコードを補正して出力する機能を有するようにしてもよい。   The digital value generation circuit 21 includes a storage unit that holds a correction amount for conversion to a digital code, and inputs one or more predetermined required current value codes at the time of variation correction, and is detected by a current detection circuit. A correction amount indicating the relationship between the digital code and the current value is created according to the current value of the output current and stored in the storage unit. When the required current value code is input during actual use, the correction amount is stored. It is also possible to have a function of correcting and outputting a corresponding digital code using a certain correction amount.

補正量は、デジタルコードと電圧電流変換回路の出力電流との差を基に、出力電流の値が要求電流値コードに最も近づくように要求電流値コードからデジタルコードに変換するようなマップあるいは式で表されるようにしてもよい。   Based on the difference between the digital code and the output current of the voltage-current converter, the correction amount is a map or formula that converts the required current value code to the digital code so that the output current value is closest to the required current value code. It may be expressed as

デジタルアナログ電圧変換回路22は、同一の容量値である第3および第4の容量素子と、第3および第4の容量素子の一端間を開閉するスイッチと、を備え、デジタルコードをシリアルで入力し、デジタルコードを1ビット入力する毎に、スイッチを開放状態としてデジタルコードに応じて第3の容量素子を電源電圧に充電あるいはグランドレベルに放電を行う第1の期間と、スイッチを短絡状態とする第2の期間とを繰り返し、デジタルコードを全て入力した場合に得られる第4の容量素子の電圧をアナログ電圧とするようにしてもよい。   The digital-analog voltage conversion circuit 22 includes third and fourth capacitive elements having the same capacitance value, and a switch that opens and closes one end of the third and fourth capacitive elements, and serially inputs a digital code. Each time one bit of the digital code is input, the switch is opened and the third capacitor element is charged to the power supply voltage or discharged to the ground level according to the digital code, and the switch is short-circuited. The second period may be repeated, and the voltage of the fourth capacitor element obtained when all the digital codes are input may be analog voltage.

また、上記のデジタルアナログ変換装置を含み、デジタル値生成回路21を備える送信側LSI11と、デジタルアナログ電圧変換回路22と、電圧電流変換回路23と、電流検知回路24と、を備える受信側LSI12と、デジタルコードMdおよび電流検知回路24の出力信号を送信側LSI11および受信側LSI12間で通信する手段と、を備える信号伝達システムとして構成されてもよい。   In addition, a receiving-side LSI 12 that includes the above-described digital-analog conversion device and includes a digital value generation circuit 21, a digital-analog voltage conversion circuit 22, a voltage-current conversion circuit 23, and a current detection circuit 24; The digital code Md and the output signal of the current detection circuit 24 may be configured as a signal transmission system including means for communicating between the transmission-side LSI 11 and the reception-side LSI 12.

以上のようなデジタルアナログ変換装置において、ある要求電流値コードMcを入力した際、デジタルコードMdを受信側LSI12に入力したときの出力電流Ioutの情報を送信側LSI11にフィードバックし、要求電流値コードMcにもっとも近いデジタルコードMdを探索して補正する。したがって、受信側LSI12内の回路特性にばらつきがあった場合であっても出力電流Ioutの精度を保障することができる。また、補正結果をデジタル値生成回路21内に保存することで、補正終了後の通常動作では、フィードバック無しで正しい電流を出力することができる。さらに、電流検知回路24を定電流源を用いない構成とすることで、電圧−電流変換に誤差が生じ、複数の電流値を用いた補正が必要な場合であっても回路面積が増加しない。また、容量比を利用したデジタルアナログ電圧変換器22により、補正無しで高精度な要求電流値コード−電流変換を実現することができる。   In the digital-analog converter as described above, when a certain requested current value code Mc is input, the information on the output current Iout when the digital code Md is input to the receiving LSI 12 is fed back to the transmitting LSI 11 to request the requested current value code. The digital code Md closest to Mc is searched and corrected. Therefore, the accuracy of the output current Iout can be ensured even when the circuit characteristics in the receiving LSI 12 vary. Further, by storing the correction result in the digital value generation circuit 21, a correct current can be output without feedback in the normal operation after the correction is completed. Further, by configuring the current detection circuit 24 not to use a constant current source, an error occurs in voltage-current conversion, and the circuit area does not increase even when correction using a plurality of current values is required. In addition, the digital-to-analog voltage converter 22 using the capacitance ratio can realize highly accurate required current value code-current conversion without correction.

図2は、本発明の第1の実施例に係るデジタルアナログ変換装置の構成を示すブロック図である。図2において、図1と同一の符号は、同一物を表す。図2に示すデジタルアナログ変換装置では、図1の電流検知回路24を受信側LSI12内の電流パルス変換回路25および送信側LSI11内のパルスデジタル変換回路26として構成する。そして、基準電流源を用いずに、実際のIoutの電流を測定してデジタル変換する電流パルス変換回路25の詳細例が示される。また、パルスデジタル変換回路26は、電流パルス変換回路25が出力するパルス信号Vpulseをデジタル値に変換してデジタル値生成回路21に出力する。   FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the digital-analog converter according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 2, the same reference numerals as those in FIG. In the digital-analog conversion device shown in FIG. 2, the current detection circuit 24 in FIG. 1 is configured as a current pulse conversion circuit 25 in the reception-side LSI 12 and a pulse digital conversion circuit 26 in the transmission-side LSI 11. A detailed example of the current pulse conversion circuit 25 that measures the actual current Iout and converts it into a digital signal without using the reference current source is shown. The pulse digital conversion circuit 26 converts the pulse signal Vpulse output from the current pulse conversion circuit 25 into a digital value and outputs the digital value to the digital value generation circuit 21.

電流パルス変換回路25は、PMOSトランジスタMP1、MP2、容量素子C1、スイッチSW1、インバータ回路INV1、論理積回路AND1を備える。ダイオード接続されたPMOSトランジスタMP1は、PMOSトランジスタMP2とカレントミラー回路を構成し、電圧電流変換回路23が出力するIoutの電流を折り返して一端が接地された容量素子C1の他端に供給する。容量素子C1は、両端間に制御信号Vswで制御されるスイッチSW1を接続する。インバータ回路INV1は、入力端を容量素子C1の他端に接続し、出力端を論理積回路AND1の一方の入力端に接続する。論理積回路AND1は、他方の入力端に制御信号Vswの反転信号を入力し、パルス信号Vpulseを出力する。   The current pulse conversion circuit 25 includes PMOS transistors MP1 and MP2, a capacitive element C1, a switch SW1, an inverter circuit INV1, and an AND circuit AND1. The diode-connected PMOS transistor MP1 constitutes a current mirror circuit with the PMOS transistor MP2, wraps the current Iout output from the voltage-current conversion circuit 23, and supplies the current to the other end of the capacitive element C1 whose one end is grounded. The capacitive element C1 connects a switch SW1 controlled by a control signal Vsw between both ends. The inverter circuit INV1 has an input end connected to the other end of the capacitive element C1, and an output end connected to one input end of the AND circuit AND1. The AND circuit AND1 inputs an inverted signal of the control signal Vsw to the other input terminal, and outputs a pulse signal Vpulse.

このような構成の電流パルス変換回路25において、制御信号VswをローレベルにすることでスイッチSW1がオフとなった瞬間では、容量素子C1の電圧は、グランドレベル(0V)である。その後、Ioutによって電荷が容量素子C1に蓄積され、やがて、容量素子C1の電圧は、後段のインバータ回路INV1の論理閾値Vtを超えることになる。このとき、電流パルス変換回路25の出力波形は、パルス信号Vpulseになり、そのパルス幅Tpulseは、Tpulse=C・Vt/Ioutで表される。このパルス信号Vpulseは、デジタル信号(第1および第2のレベルの2レベルのみで構成される電圧信号)であるため、送信側LSI11に送信することができる。このような回路構成において、C、Vtの値は、例えば、容量素子C1やインバータ回路INV1のサイズを大きくすることで、誤差を小さくする設計が可能なパラメータである。したがって、パルス幅TpulseからIoutへ変換する際の誤差は小さい。   In the current pulse conversion circuit 25 configured as described above, at the moment when the switch SW1 is turned off by setting the control signal Vsw to the low level, the voltage of the capacitive element C1 is at the ground level (0 V). Thereafter, the electric charge is accumulated in the capacitive element C1 by Iout, and the voltage of the capacitive element C1 eventually exceeds the logical threshold value Vt of the inverter circuit INV1 in the subsequent stage. At this time, the output waveform of the current pulse conversion circuit 25 is a pulse signal Vpulse, and the pulse width Tpulse is expressed by Tpulse = C · Vt / Iout. Since this pulse signal Vpulse is a digital signal (a voltage signal composed of only two levels of the first and second levels), it can be transmitted to the transmission-side LSI 11. In such a circuit configuration, the values of C and Vt are parameters that can be designed to reduce the error, for example, by increasing the size of the capacitive element C1 and the inverter circuit INV1. Therefore, the error when converting the pulse width Tpulse to Iout is small.

送信側LSI11内のパルスデジタル変換回路26は、パルス信号Vpulseのパルス幅Tpulseを読み取り、Ioutの値に対応するデジタル値への変換を行う。これにより、図3に示すような変換マップを作成することができる。   The pulse digital conversion circuit 26 in the transmission-side LSI 11 reads the pulse width Tpulse of the pulse signal Vpulse and converts it into a digital value corresponding to the value of Iout. Thereby, a conversion map as shown in FIG. 3 can be created.

図4は、電流パルス変換回路の別の回路例を示す図である。図4において、図2と同一の符号は、同一物を表す。電流パルス変換回路25aは、充電回路27、放電回路28、比較器CMP1、論理積回路AND1を備える。充電回路27は、図2と同じようにPMOSトランジスタMP1、MP2、容量素子C1、スイッチSW1を備え、図2のインバータ回路INV1の代わりに、放電回路28および比較器CMP1による回路構成とする。   FIG. 4 is a diagram illustrating another circuit example of the current pulse conversion circuit. In FIG. 4, the same reference numerals as those in FIG. The current pulse conversion circuit 25a includes a charging circuit 27, a discharging circuit 28, a comparator CMP1, and an AND circuit AND1. Similarly to FIG. 2, the charging circuit 27 includes PMOS transistors MP1 and MP2, a capacitive element C1, and a switch SW1, and has a circuit configuration including a discharging circuit 28 and a comparator CMP1 instead of the inverter circuit INV1 of FIG.

放電回路28は、PMOSトランジスタMP3、NMOSトランジスタMN1、MN2、容量素子C2、スイッチSW2を備える。PMOSトランジスタMP3は、PMOSトランジスタMP1とカレントミラー回路を構成し、Ioutの電流を折り返してダイオード接続されたNMOSトランジスタMN1に供給する。NMOSトランジスタMN1は、NMOSトランジスタMN2とカレントミラー回路を構成し、Ioutの電流を折り返して一端が電源に接続された容量素子C2の他端に供給する。容量素子C2は、両端間に制御信号Vswで制御されるスイッチSW2を接続する。   The discharge circuit 28 includes a PMOS transistor MP3, NMOS transistors MN1 and MN2, a capacitive element C2, and a switch SW2. The PMOS transistor MP3 forms a current mirror circuit with the PMOS transistor MP1, and folds back the current Iout and supplies it to the diode-connected NMOS transistor MN1. The NMOS transistor MN1 constitutes a current mirror circuit with the NMOS transistor MN2, folds back the current of Iout and supplies the current to the other end of the capacitive element C2 connected to the power supply. The capacitive element C2 connects the switch SW2 controlled by the control signal Vsw between both ends.

比較器CMP1は、容量素子C2の他端の電圧Vdと容量素子C1の他端の電圧Vcとを比較し、Vd≧Vcの場合にHレベルを、Vd<Vcの場合にLレベルを、論理積回路AND1の一方の入力端に出力する。   The comparator CMP1 compares the voltage Vd at the other end of the capacitive element C2 with the voltage Vc at the other end of the capacitive element C1, and outputs an H level when Vd ≧ Vc and an L level when Vd <Vc. Output to one input terminal of the product circuit AND1.

次に、以上のような構成の電流パルス変換回路25aの動作について説明する。図5は、電流パルス変換回路25aの動作を表すタイミングチャートである。充電回路27のスイッチSW1と、放電回路28のスイッチSW2は、同一の制御信号Vswによって開閉制御される。制御信号Vswをローレベルとし、2つのスイッチSW1、SW2を同時にオフにした後、充電回路27の出力電圧Vcは、スイッチSW1をオフにしてからの時間Tに応じて、Vc=Iout・T/Cと上昇する。一方、放電回路28の出力電圧Vdは、Vd=Vdd−(Iout・T/C)と下降する。ここで、Vddは電源電圧である。出力信号Vpulseのパルス幅Tpulseは、スイッチSW1、SW2をオフにしてから、Vc=Vdになるまでの時間であって、Tpulse=C(Vdd/2)/Ioutと表される。このような電流パルス変換回路25aの特徴としては、インバータ回路の論理閾値を事前に知らない場合であっても、電源電圧Vddが既知であれば、TpulseからIoutに変換できる点にある。   Next, the operation of the current pulse conversion circuit 25a configured as described above will be described. FIG. 5 is a timing chart showing the operation of the current pulse conversion circuit 25a. The switch SW1 of the charging circuit 27 and the switch SW2 of the discharging circuit 28 are controlled to be opened and closed by the same control signal Vsw. After the control signal Vsw is set to the low level and the two switches SW1 and SW2 are simultaneously turned off, the output voltage Vc of the charging circuit 27 is Vc = Iout · T / according to the time T after the switch SW1 is turned off. C rises. On the other hand, the output voltage Vd of the discharge circuit 28 decreases as Vd = Vdd− (Iout · T / C). Here, Vdd is a power supply voltage. The pulse width Tpulse of the output signal Vpulse is the time from when the switches SW1 and SW2 are turned off until Vc = Vd, and is expressed as Tpulse = C (Vdd / 2) / Iout. A feature of such a current pulse conversion circuit 25a is that even if the logic threshold value of the inverter circuit is not known in advance, if the power supply voltage Vdd is known, conversion from Tpulse to Iout is possible.

次に、デジタルアナログ電圧変換回路22について説明する。図6は、デジタルアナログ電圧変換回路22の例を示す回路図である。デジタルアナログ電圧変換回路22は、論理積回路AND2、AND3、同一の容量値である容量素子C3、C4、スイッチSW3〜SW6、スイッチSW3〜SW6のオンオフを制御するタイミング回路31を備える。   Next, the digital analog voltage conversion circuit 22 will be described. FIG. 6 is a circuit diagram showing an example of the digital-analog voltage conversion circuit 22. The digital-analog voltage conversion circuit 22 includes AND circuits AND2 and AND3, capacitive elements C3 and C4 having the same capacitance value, switches SW3 to SW6, and a timing circuit 31 that controls on / off of the switches SW3 to SW6.

論理積回路AND2は、シリアル化されたデジタルコードMdを一方の入力端に入力し、タイミング回路31が出力するクロック信号φ1を他方の入力端に入力し、スイッチSW3の開閉を制御する。論理積回路AND3は、シリアル化されたデジタルコードMdの反転信号を一方の入力端に入力し、タイミング回路31が出力するクロック信号φ1を他方の入力端に入力し、スイッチSW4の開閉を制御する。スイッチSW3は、一端が接地された容量素子C3の他端と電源間に接続される。スイッチSW4は、容量素子C3の他端と接地間に接続される。スイッチSW5は、タイミング回路31が出力するクロック信号/φ1によって開閉が制御され、一端が接地された容量素子C4の他端と容量素子C3の他端との間に接続される。スイッチSW6は、タイミング回路31が出力する信号φ2によって開閉が制御され、容量素子C4の両端間に接続される。ここで、容量素子C3の他端の電圧をV1、容量素子C4の他端の電圧をV2(アナログ電圧Vin)とする。   The AND circuit AND2 inputs the serialized digital code Md to one input terminal, inputs the clock signal φ1 output from the timing circuit 31 to the other input terminal, and controls opening and closing of the switch SW3. The AND circuit AND3 inputs the inverted signal of the serialized digital code Md to one input terminal, inputs the clock signal φ1 output from the timing circuit 31 to the other input terminal, and controls the opening / closing of the switch SW4. . The switch SW3 is connected between the other end of the capacitive element C3 whose one end is grounded and the power source. The switch SW4 is connected between the other end of the capacitive element C3 and the ground. The switch SW5 is controlled to open and close by the clock signal / φ1 output from the timing circuit 31, and is connected between the other end of the capacitive element C4 whose one end is grounded and the other end of the capacitive element C3. The switch SW6 is controlled to be opened and closed by a signal φ2 output from the timing circuit 31, and is connected between both ends of the capacitive element C4. Here, it is assumed that the voltage at the other end of the capacitive element C3 is V1, and the voltage at the other end of the capacitive element C4 is V2 (analog voltage Vin).

次に、デジタルアナログ電圧変換回路22の動作について説明する。図7は、デジタルアナログ電圧変換回路22の動作を表すタイミングチャートである。まず、デジタルコードMdを2値化(ここでは、011(10進数で3)というバイナリ信号)したものを、最下位ビット(LSB)B0から入力する。1ビット入力するごとに、クロック信号φ1を立ち上げる。このとき、容量素子C3に蓄積される電圧V1は、B0が1であれば、電源電圧レベル、B0が0であれば、グランドレベル、というように、B0に応じた電圧となる。その後、クロック信号φ1を立ち下げると、スイッチSW5がオンし、V1とV2とが短絡される。短絡前のV2の値が0の場合、V1とV2の電圧レベルは、V1=V2=B0×Vdd/2となる。   Next, the operation of the digital / analog voltage conversion circuit 22 will be described. FIG. 7 is a timing chart showing the operation of the digital-analog voltage conversion circuit 22. First, the binarized digital code Md (here, binary signal 011 (decimal number 3)) is input from the least significant bit (LSB) B0. The clock signal φ1 is raised every time one bit is input. At this time, the voltage V1 stored in the capacitive element C3 is a voltage corresponding to B0, such as a power supply voltage level if B0 is 1 and a ground level if B0 is 0. Thereafter, when the clock signal φ1 falls, the switch SW5 is turned on, and V1 and V2 are short-circuited. When the value of V2 before the short circuit is 0, the voltage levels of V1 and V2 are V1 = V2 = B0 × Vdd / 2.

次に、下位から2番目のビットB1を入力する。その後、クロック信号φ1を立ち上げると、スイッチSW5はオフし、V1−V2間は、開放状態になると同時に、V1は、B1が1であれば、電源電圧レベル、B1が0であれば、グランドレベル、というように、B1に応じた電圧となる。その後、クロック信号φ1を立ち下げると、V1とV2とが短絡される。このとき、V1とV2の電圧レベルは、V1=V2=(B0/2+B1)×Vdd/2となる。   Next, the second least significant bit B1 is input. Thereafter, when the clock signal φ1 is raised, the switch SW5 is turned off, and the voltage V1-V2 is opened. At the same time, V1 is the power supply voltage level if B1 is 1, and grounded if B1 is 0. The level is a voltage corresponding to B1. Thereafter, when the clock signal φ1 falls, V1 and V2 are short-circuited. At this time, the voltage levels of V1 and V2 are V1 = V2 = (B0 / 2 + B1) × Vdd / 2.

この動作を繰り返していくと、最上位ビット(MSB)Bnが入力された後、クロック信号φ1が立ち下がると、V1とV2の電圧レベルは、下記の式で表される。
V1=V2=(B0/(2^n)+B1/(2^(n−1))・・・+Bn)×Vdd/2 ・・・式(1)
When this operation is repeated, when the most significant bit (MSB) Bn is input and the clock signal φ1 falls, the voltage levels of V1 and V2 are expressed by the following equations.
V1 = V2 = (B0 / (2 ^ n) + B1 / (2 ^ (n-1)) ... + Bn) * Vdd / 2 (1)

最後に、別の電圧レベルを出力する場合には、一度、クロック信号φ2を立ち上げ、容量素子C3、C4をグランドレベルにリセットしてから、再度上記の動作を行えばよい。   Finally, when another voltage level is output, the clock signal φ2 is once raised to reset the capacitive elements C3 and C4 to the ground level, and then the above operation is performed again.

このように、デジタルアナログ電圧変換回路22は、B0〜Bnまでの(n+1)ビットのデジタルコードMdを入力すると、Vdd/(2^(n+1))の電圧間隔でデジタルコードMdの値に比例した電圧Vinを出力することができる。   As described above, when the (n + 1) -bit digital code Md from B0 to Bn is input, the digital-analog voltage conversion circuit 22 is proportional to the value of the digital code Md at a voltage interval of Vdd / (2 ^ (n + 1)). The voltage Vin can be output.

デジタルアナログ電圧変換回路22は、容量素子C3、C4のそれぞれの容量値の絶対値が設計時の値と異なっていても、2つの容量値が同じ値であれば(つまり、相対誤差がなければ)、式(1)で示す関係を維持できる特徴がある。特に、LSIでは、容量値の絶対値誤差に比べ、隣接して配置された容量素子間の相対誤差は小さく、補正をしなくても高精度なデジタル−電圧変換が行われる。   Even if the absolute values of the capacitance values of the capacitive elements C3 and C4 are different from the design values, the digital-analog voltage conversion circuit 22 can be used if the two capacitance values are the same (that is, if there is no relative error). ) And the relationship represented by the formula (1) can be maintained. In particular, in LSI, the relative error between adjacently arranged capacitive elements is smaller than the absolute value error of the capacitance value, and high-precision digital-voltage conversion is performed without correction.

次に、電圧電流変換回路23について説明する。図8は、電圧電流変換回路23の例を示す回路図である。電圧電流変換回路23は、オペアンプOP1、NMOSトランジスタMN3、PMOSトランジスタMP4、MP5、抵抗素子R1を備える。オペアンプOP1は、非反転端子(+)に電圧Vinを入力し、反転端子(−)をノードVxに接続し、出力端子をNMOSトランジスタMN3のゲートに接続する。NMOSトランジスタMN3は、ダイオード接続したPMOSトランジスタMP4にドレインを接続し、ソースをノードVxとして抵抗素子R1を介して接地する。PMOSトランジスタMP5は、PMOSトランジスタMP4とカレントミラー回路を構成し、ドレインからIoutを出力する。   Next, the voltage / current conversion circuit 23 will be described. FIG. 8 is a circuit diagram showing an example of the voltage / current conversion circuit 23. The voltage-current conversion circuit 23 includes an operational amplifier OP1, an NMOS transistor MN3, PMOS transistors MP4 and MP5, and a resistance element R1. The operational amplifier OP1 inputs the voltage Vin to the non-inverting terminal (+), connects the inverting terminal (−) to the node Vx, and connects the output terminal to the gate of the NMOS transistor MN3. The NMOS transistor MN3 has a drain connected to the diode-connected PMOS transistor MP4, and is grounded via the resistance element R1 with the source as the node Vx. The PMOS transistor MP5 forms a current mirror circuit with the PMOS transistor MP4, and outputs Iout from the drain.

このような構成の電圧電流変換回路23において、ノードVxの電圧は、常にVin=VxになるようにオペアンプOP1とNMOSトランジスタMN3が動作する。このとき、抵抗素子R1の抵抗値をRとすれば、抵抗素子R1に流れる電流は、Vx/R、すなわち、Vin/Rとなる。この電流をPMOSトランジスタMP4、MP5からなるカレントミラー回路を用いてIoutとして出力する。このとき、理想的には、Iout=Vin/Rとなる。したがって、入力電圧Vinに比例したIoutを出力する回路となる。さらに、デジタルアナログ電圧変換回路22を用いることで、図2における入力電圧Vinは、デジタルコードMdに比例しているため、デジタルアナログ電圧変換回路22および電圧電流変換回路23を組み合わせた構成は、デジタルコードMdに比例したIoutを出力することができる。   In the voltage-current conversion circuit 23 having such a configuration, the operational amplifier OP1 and the NMOS transistor MN3 operate so that the voltage of the node Vx is always Vin = Vx. At this time, if the resistance value of the resistance element R1 is R, the current flowing through the resistance element R1 is Vx / R, that is, Vin / R. This current is output as Iout using a current mirror circuit composed of PMOS transistors MP4 and MP5. At this time, ideally, Iout = Vin / R. Therefore, the circuit outputs Iout proportional to the input voltage Vin. Further, by using the digital-analog voltage conversion circuit 22, the input voltage Vin in FIG. 2 is proportional to the digital code Md. Therefore, the configuration combining the digital-analog voltage conversion circuit 22 and the voltage-current conversion circuit 23 is digital. Iout proportional to the code Md can be output.

しかし、実際の電圧電流変換回路23では、トランジスタの特性のばらつきや、オペアンプの電圧オフセットにより、理想的な電圧−電流関係にはならず、図9に示すような特性のずれが生じてしまう。そこで、電流パルス変換回路25を用いたフィードバックによる補正動作を数点のデジタルコードMdに対して行い、その他のデジタルコードMdに対しては、上記補正結果の補間演算を行い、マップあるいは式を再生成すればよい。   However, in the actual voltage-current conversion circuit 23, the ideal voltage-current relationship is not achieved due to variations in transistor characteristics and the voltage offset of the operational amplifier, and a characteristic shift as shown in FIG. 9 occurs. Therefore, a correction operation by feedback using the current pulse conversion circuit 25 is performed on several digital codes Md, and the interpolation result of the correction result is performed on the other digital codes Md to reproduce a map or an expression. Just make it.

このとき、あらゆるデジタルコードMdに対するIoutを測定しなくても、図9(a)に示すように、VinとIoutが比例関係にあることが保証できれば、ある1つのデジタルコードMdに対するIoutを測定することで、その他のデジタルコードMdに対するIoutは、測定しなくても予測可能である。また、図9(b)に示すようにVinとIoutが一次関数の関係にあれば、ある2点のデジタルコードMdに対するIoutを測定することで、その他のデジタルコードMdに対するIoutは、測定しなくても予測可能である。前者は、例えば電圧電流変換回路23内の抵抗値Rが理想値からばらついたのみの場合であり、後者は、オペアンプOP1の電圧オフセットなどもばらついた場合に発生する。   At this time, even if Iout is not measured for any digital code Md, as shown in FIG. 9A, if it can be ensured that Vin and Iout are in a proportional relationship, Iout is measured for one digital code Md. Thus, Iout for other digital codes Md can be predicted without measurement. Also, as shown in FIG. 9B, if Vin and Iout are in a linear function relationship, Iout for other digital codes Md is not measured by measuring Iout for two digital codes Md. Even predictable. The former is, for example, the case where the resistance value R in the voltage-current conversion circuit 23 varies only from the ideal value, and the latter occurs when the voltage offset of the operational amplifier OP1 also varies.

以上のように本実施例のデジタルアナログ変換装置によれば、基準電流源が不要で、かつ電圧−電流変換器に補正回路も不要なデジタル補正技術により、LSIの面積をほとんど増やさずに、高精度な要求電流値コード−電流変換を実現することができる。また、容量比を利用したデジタルアナログ電圧変換器により、補正無しで高精度な要求電流値コード−電流変換が可能であり、さらに、数箇所の電流測定だけで、あらゆる電流値に対する適切なデジタルコードMdを知ることもできる。   As described above, according to the digital-analog converter of the present embodiment, the digital current correction technique that does not require a reference current source and does not require a correction circuit in the voltage-current converter can increase the LSI area almost without increasing the area. Accurate required current value code-current conversion can be realized. In addition, the digital-to-analog voltage converter that uses the capacitance ratio enables high-accuracy required current value code-current conversion without correction. In addition, a suitable digital code for any current value can be obtained with only a few current measurements. It is also possible to know Md.

なお、前述の特許文献等の各開示を、本書に引用をもって繰り込むものとする。本発明の全開示(請求の範囲を含む)の枠内において、さらにその基本的技術思想に基づいて、実施形態ないし実施例の変更・調整が可能である。また、本発明の請求の範囲の枠内において種々の開示要素の多様な組み合わせないし選択が可能である。すなわち、本発明は、請求の範囲を含む全開示、技術的思想にしたがって当業者であればなし得るであろう各種変形、修正を含むことは勿論である。   It should be noted that the disclosures of the aforementioned patent documents and the like are incorporated herein by reference. Within the scope of the entire disclosure (including claims) of the present invention, the embodiments and examples can be changed and adjusted based on the basic technical concept. Various combinations and selections of various disclosed elements are possible within the scope of the claims of the present invention. That is, the present invention of course includes various variations and modifications that could be made by those skilled in the art according to the entire disclosure including the claims and the technical idea.

11 送信側LSI
12 受信側LSI
21 デジタル値生成回路
22 デジタルアナログ電圧変換回路
23 電圧電流変換回路
24 電流検知回路
25、25a 電流パルス変換回路
26 パルスデジタル変換回路
27 充電回路
28 放電回路
31 タイミング回路
AND1〜AND3 論理積回路
C1〜C4 容量素子
CMP1 比較器
INV1 インバータ回路
MN1〜MN3 NMOSトランジスタ
MP1〜MP5 PMOSトランジスタ
OP1 オペアンプ
R1 抵抗素子
SW1〜SW6 スイッチ
11 Transmitting LSI
12 Receiver LSI
21 Digital value generation circuit 22 Digital analog voltage conversion circuit 23 Voltage current conversion circuit 24 Current detection circuit 25, 25a Current pulse conversion circuit 26 Pulse digital conversion circuit 27 Charging circuit 28 Discharge circuit 31 Timing circuits AND1-AND3 AND circuits C1-C4 Capacitance element CMP1 Comparator INV1 Inverter circuits MN1 to MN3 NMOS transistors MP1 to MP5 PMOS transistor OP1 Operational amplifier R1 Resistance elements SW1 to SW6 Switch

Claims (6)

要求電流値コードからデジタルコードに変換して出力するデジタル値生成回路と、
前記デジタルコードに応じてアナログ電圧を出力するデジタルアナログ電圧変換回路と、
前記アナログ電圧を電流に変換して出力電流を出力する電圧電流変換回路と、
前記電圧電流変換回路の出力電流をデジタル値に変換して前記デジタル値生成回路にフィードバックする電流検知回路と、
を備え、
前記デジタル値生成回路は、前記フィードバックされるデジタル値に基づいて前記デジタルコードに変換する際の補正量を設定し、
前記電流検知回路は、
前記出力電流に応じて出力パルス幅が変化するパルス信号を出力する電流パルス変換回路と、
前記パルス信号を前記デジタル値に変換するパルスデジタル変換回路と、
を備え、
前記電流パルス変換回路は、
測定期間に出力電流を印加することで充電される容量素子と、
前記容量素子が一定量充電されると出力値が反転する論理回路と、
非測定期間にオンとなり、前記容量素子の電圧を一定の値に保持するリセットスイッチと、
を備え、
前記論理回路が前記パルス信号を出力することを特徴とするデジタルアナログ変換装置。
A digital value generation circuit that converts a required current value code into a digital code and outputs the digital code;
A digital-to-analog voltage conversion circuit that outputs an analog voltage according to the digital code;
A voltage-current conversion circuit that converts the analog voltage into a current and outputs an output current; and
A current detection circuit that converts the output current of the voltage-current conversion circuit into a digital value and feeds it back to the digital value generation circuit;
With
The digital value generation circuit sets a correction amount when converting into the digital code based on the digital value fed back,
The current detection circuit is
A current pulse conversion circuit that outputs a pulse signal whose output pulse width changes according to the output current;
A pulse digital conversion circuit for converting the pulse signal into the digital value;
With
The current pulse conversion circuit is:
A capacitive element that is charged by applying an output current during the measurement period;
A logic circuit whose output value is inverted when the capacitance element is charged by a certain amount;
A reset switch that is turned on during a non-measurement period and holds the voltage of the capacitive element at a constant value;
With
The digital-to-analog conversion device, wherein the logic circuit outputs the pulse signal .
要求電流値コードからデジタルコードに変換して出力するデジタル値生成回路と、
前記デジタルコードに応じてアナログ電圧を出力するデジタルアナログ電圧変換回路と、
前記アナログ電圧を電流に変換して出力電流を出力する電圧電流変換回路と、
前記電圧電流変換回路の出力電流をデジタル値に変換して前記デジタル値生成回路にフィードバックする電流検知回路と、
を備え、
前記デジタル値生成回路は、前記フィードバックされるデジタル値に基づいて前記デジタルコードに変換する際の補正量を設定し、
前記電流検知回路は、
前記出力電流に応じて出力パルス幅が変化するパルス信号を出力する電流パルス変換回路と、
前記パルス信号を前記デジタル値に変換するパルスデジタル変換回路と、
を備え、
前記電流パルス変換回路は、
前記出力電流で充電される第1の容量素子と、
前記出力電流で放電される第2の容量素子と、
前記第1のおよび第2の容量素子の充電あるいは放電をリセットする2つのリセットスイッチと、
前記第1および第2の容量素子の電圧を比較する比較回路と、
を備え、
前記比較回路が比較結果に基づいて前記パルス信号を出力することを特徴とするデジタルアナログ変換装置。
A digital value generation circuit that converts a required current value code into a digital code and outputs the digital code;
A digital-to-analog voltage conversion circuit that outputs an analog voltage according to the digital code;
A voltage-current conversion circuit that converts the analog voltage into a current and outputs an output current; and
A current detection circuit that converts the output current of the voltage-current conversion circuit into a digital value and feeds it back to the digital value generation circuit;
With
The digital value generation circuit sets a correction amount when converting into the digital code based on the digital value fed back,
The current detection circuit is
A current pulse conversion circuit that outputs a pulse signal whose output pulse width changes according to the output current;
A pulse digital conversion circuit for converting the pulse signal into the digital value;
With
The current pulse conversion circuit is:
A first capacitive element charged with the output current;
A second capacitive element discharged with the output current;
Two reset switches for resetting charging or discharging of the first and second capacitive elements;
A comparison circuit for comparing voltages of the first and second capacitive elements;
With
The digital-to-analog converter characterized in that the comparison circuit outputs the pulse signal based on a comparison result .
前記デジタル値生成回路は、
前記デジタルコードに変換する際の補正量を保持する記憶部を備え、
ばらつき補正時に、所定の1つあるいは2つ以上の前記要求電流値コードを入力し、前記電流検知回路によって検知された前記出力電流の電流値に応じて前記デジタルコードと前記電流値との関係を示した前記補正量を作成して前記記憶部に保持し、
実使用時に、前記要求電流値コードが入力されたとき、保持されている前記補正量を用いて対応する前記デジタルコードを補正して出力する機能を有することを特徴とする請求項1または2記載のデジタルアナログ変換装置。
The digital value generation circuit includes:
A storage unit for holding a correction amount when converting to the digital code;
At the time of variation correction, one or more predetermined current value codes are inputted, and the relationship between the digital code and the current value is determined according to the current value of the output current detected by the current detection circuit. Create the indicated correction amount and store it in the storage unit,
3. The function according to claim 1, wherein when the required current value code is input during actual use, the corresponding digital code is corrected and output using the stored correction amount. Digital-to-analog converter.
前記補正量は、前記デジタルコードと前記電圧電流変換回路の前記出力電流との差を基に、前記出力電流の値が前記要求電流値コードに最も近づくように前記要求電流値コードから前記デジタルコードに変換するようなマップあるいは式で表されることを特徴とする請求項記載のデジタルアナログ変換装置。 The correction amount is calculated based on the difference between the digital code and the output current of the voltage / current converter circuit so that the value of the output current is closest to the required current value code. 4. The digital-to-analog conversion device according to claim 3 , wherein the digital-to-analog conversion device is expressed by a map or an expression that converts to a digital value. 前記デジタルアナログ電圧変換回路は、
同一の容量値である第3および第4の容量素子と、
前記第3および第4の容量素子の一端間を開閉するスイッチと、
を備え、
前記デジタルコードをシリアルで入力し、
前記デジタルコードを1ビット入力する毎に、前記スイッチを開放状態として前記デジタルコードに応じて前記第3の容量素子を電源電圧に充電あるいはグランドレベルに放電を行う第1の期間と、前記スイッチを短絡状態とする第2の期間とを繰り返し、
前記デジタルコードを全て入力した場合に得られる前記第4の容量素子の電圧を前記アナログ電圧とすることを特徴とする請求項1または2記載のデジタルアナログ変換装置。
The digital-analog voltage conversion circuit is
Third and fourth capacitive elements having the same capacitance value;
A switch for opening and closing between one ends of the third and fourth capacitive elements;
With
Enter the digital code serially,
Each time one bit of the digital code is input, a first period in which the switch is opened and the third capacitive element is charged to a power supply voltage or discharged to the ground level according to the digital code; Repeating the second period of short-circuiting,
3. The digital-analog converter according to claim 1, wherein a voltage of the fourth capacitive element obtained when all of the digital codes are input is the analog voltage.
請求項1乃至のいずれか一に記載のデジタルアナログ変換装置を含み、
前記デジタル値生成回路を備える第1のLSIと、
前記デジタルアナログ電圧変換回路と、前記電圧電流変換回路と、前記電流検知回路と、を備える第2のLSIと、
前記デジタルコードおよび前記電流検知回路の前記出力信号を前記第1および第2のLSI間で通信する手段と、
を備えることを特徴とする信号伝達システム。
Including the digital-analog converter according to any one of claims 1 to 5 ,
A first LSI comprising the digital value generation circuit;
A second LSI comprising the digital-analog voltage conversion circuit, the voltage-current conversion circuit, and the current detection circuit;
Means for communicating the digital code and the output signal of the current detection circuit between the first and second LSIs;
A signal transmission system comprising:
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