JPH01318320A - D/a converter - Google Patents

D/a converter

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JPH01318320A
JPH01318320A JP14975588A JP14975588A JPH01318320A JP H01318320 A JPH01318320 A JP H01318320A JP 14975588 A JP14975588 A JP 14975588A JP 14975588 A JP14975588 A JP 14975588A JP H01318320 A JPH01318320 A JP H01318320A
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Hideaki Hayashi
英昭 林
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Abstract

PURPOSE:To eliminate zero cross distortion in a minute signal by extracting a high-order bit(MSB) data of an input digital data so as to use it is a correction data. CONSTITUTION:An input digital data X is fed to one input terminal of adder circuits 22, 23 and a high-order 8-bit except the MSB is fed to one input terminal 24a of a switch 24 and an inverting circuit 21 and the MSB is fed to a control terminal of the switch 24. The data corresponding to the most significant and least significant level data in the input data X remains unchanged in the data conversion circuit 2, but a nonlinear conversion data Y1 being the result of conversion of a data corresponding to the intermediate level data and a nonlinear conversion data Y2 of a relation being twice the input data X through the addition to the conversion data Y1 are obtained. Then output analog quantities y1, inverse of y2 are added by a differential amplifier 6 to obtain an output analog data. Thus, the data component is added and the noise component is subtracted to improve the S/N.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はD/A変換装置の改良に関し、特にディジタル
オーディオ装置などに用いて好適なり/A変換装置に関
する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an improvement in a D/A converter, and particularly to an A/A converter suitable for use in digital audio equipment.

(従来の技術〕 ディジタルオーディオ装置などに用いられるD/A変換
器は16ビツト以上の広いグイナミソクレンジを必要と
し、より歪〃の少ないものが要求される。一般にD/A
変換器はラダー抵抗回路などを用いて作られており、こ
の為最上位ビット(MSB)のアナログ変換精度を高め
ることが最も重要である。
(Prior Art) D/A converters used in digital audio equipment, etc. require a wide range of 16 bits or more, and are required to have less distortion.
The converter is made using a ladder resistance circuit or the like, and therefore it is most important to improve the accuracy of analog conversion of the most significant bit (MSB).

オーディオ信号等で用いられるディジタル信号としては
、全ビットゼロとなる最低位レベルのデータをアナログ
信号の負の最大レベルに対応させ、全ビット1となる最
高位レベルのデータをアナログ信号の正の最大レベルに
対応させ、全ビット “θ″もしくはMSBのみ“1”
となる中心レベルのデータをアナログ信号のゼロレベル
に対応させたオフセントバイナリディジタル信号等が知
られている。
For digital signals used in audio signals, etc., the lowest level data where all bits are zero corresponds to the negative maximum level of the analog signal, and the highest level data where all bits are 1 corresponds to the positive maximum level of the analog signal. All bits are “θ” or only the MSB is “1”
Offcent binary digital signals, etc., in which center level data corresponds to the zero level of an analog signal, are known.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

従って、特にアナログ信号のゼロレベル付近の微少信号
では、MSBが“0″  又は“1” に顧繁に切り変
わる為、いわゆるゼロクロス歪を住する。
Therefore, especially in a minute signal near the zero level of an analog signal, the MSB frequently switches between "0" and "1", resulting in so-called zero-cross distortion.

即ち、全ビット“0″となる場合と、MSBのみ“1″
となる場合の差は、最下位ビット(L S B)1ビッ
ト分であり、極めて小さいが、実際にはMSBのD/A
変換誤差Tが加わる。、通常このD/A変換誤差は、L
SB 1ビツトに比べて極めて大きく無視出来ない為、
上述のゼロクロス歪みTを生ずる。この様に少レベル信
号の時歪感が大きくなる欠点があった。
In other words, all bits are “0” and only the MSB is “1”.
The difference in the case is one bit of the least significant bit (LSB), which is extremely small, but in reality
Conversion error T is added. , normally this D/A conversion error is L
SB Because it is extremely large compared to 1 bit and cannot be ignored,
This produces the zero-crossing distortion T mentioned above. As described above, there is a drawback that the sense of distortion becomes large when the signal level is low.

本発明はこの様な欠点を改良し微少信号におけるゼロク
ロス歪をなくそうとするものである。
The present invention aims to improve such drawbacks and eliminate zero-cross distortion in minute signals.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明によるD/A変換装置は入力ディジクルデータの
上位ビットデータを抜き出して補正データとし、該補正
データを上記入力ディジタルデータの下位ビットに加算
及び減算し第1及び第2の変換ディジタルデータを得、
該第1及び第2の変換ディジタルデータから得たアナロ
グデータを合成することを特徴とするものである。
The D/A converter according to the present invention extracts upper bit data of input digital data as correction data, adds and subtracts the correction data to lower bits of the input digital data, and converts first and second converted digital data. Gain,
The method is characterized in that analog data obtained from the first and second converted digital data is synthesized.

〔作用〕[Effect]

本発明はこの様な構成を有するものであるから、第1及
び第2の非直線変換データでは、上記入力デイシタルデ
ータの中心レベルデータに対応するデータは中心レベル
とならず、MSBの反転が起こらない。即ち、MSBの
D/A変換誤差に基づく歪みは、上記入力ディジタルデ
ータの中心レベル以外のレベルに対応する位置で生ずる
ことになる。従って、これら非直線データを加え合わせ
ることにより、ゼロクロス歪が、セロレベルl=J近以
外の高レベルの部分で発生する直線データを得ることが
出来る。
Since the present invention has such a configuration, in the first and second nonlinear conversion data, the data corresponding to the center level data of the input digital data does not become the center level, and the MSB is inverted. It doesn't happen. That is, distortion based on the MSB D/A conversion error occurs at a position corresponding to a level other than the center level of the input digital data. Therefore, by adding these non-linear data together, it is possible to obtain linear data in which zero-cross distortion occurs at a high-level portion other than near the cello level l=J.

〔実施例〕〔Example〕

第1図は本発明の一実施例を示すプロ・ツク図である。 FIG. 1 is a block diagram showing one embodiment of the present invention.

CDプレーヤ1より発生した16ビツト入力デイジタル
データXはデータ変換回路2に加えられる。
16-bit input digital data X generated from a CD player 1 is applied to a data conversion circuit 2.

データ変換回路2は反転回路21.加算回路22゜減算
回路23及びスイッチ24を有し、上記入力ディジタル
データXは加算回路22及び23の一方の入力端子に加
えられると共に、MSBを除く上位8ビツトが反転回路
21及びスイッチ24の一方の入力端子24aに加えら
れる。反転回路21の出力はスイッチ24の他方の入力
端子24bに加えられ、スイッチ24の出力端子24C
は加算回路22及び減算回路23の他方の入力端子に加
えられる。入力データXのMSBはスイッチ24の制御
端子に加えられる。上記加算及び減算回路22及び23
から変換データY、及びY2が得られる。
The data conversion circuit 2 includes an inversion circuit 21. The adder circuit 22 has a subtracter circuit 23 and a switch 24, and the input digital data is applied to the input terminal 24a of. The output of the inverting circuit 21 is applied to the other input terminal 24b of the switch 24, and the output terminal 24C of the switch 24 is applied to the other input terminal 24b of the switch 24.
is applied to the other input terminals of the addition circuit 22 and the subtraction circuit 23. The MSB of input data X is applied to the control terminal of switch 24. Said addition and subtraction circuits 22 and 23
The converted data Y and Y2 are obtained from .

えられる。インバータ3の出力はD/A変換器5に加え
られ、D/A変換器4,5の出力は差動増幅器6に加え
られ、出力端子7に導出される。
available. The output of the inverter 3 is applied to a D/A converter 5, and the outputs of the D/A converters 4 and 5 are applied to a differential amplifier 6, which is led out to an output terminal 7.

以上の構成による動作を第2図を参照しながら以下説明
する。
The operation of the above configuration will be explained below with reference to FIG.

データ変換回路2は、第2図に示す様に、入力ディジタ
ルデータXの最上位及び最下位レベルデータFs及び−
Fsに対応したデータはもとのままであるが、中間レベ
ルデータに対応したデータが変換された非直線変換デー
タY1と、該変換データY、に加算すれば入ツノディジ
タルデータXの2倍となる関係の非直wc変換データy
2とを得るものである。
As shown in FIG. 2, the data conversion circuit 2 converts the highest and lowest level data Fs and - of the input digital data X.
The data corresponding to Fs remains as it was, but if you add the data corresponding to the intermediate level data to the non-linearly converted data Y1 and the converted data Y, it becomes twice the input horn digital data X. Non-direct wc conversion data y with the relationship
2.

従って、この様な変換データY+、Yzを各々D/A変
換し、得られた2つのアナログデータを加算すれば、も
との直線データを得ることが出来る。
Therefore, the original linear data can be obtained by performing D/A conversion on each of the converted data Y+ and Yz and adding the two obtained analog data.

本実施例では、D/A変換器4.5に加わる外部ノイズ
等を打ち消せるように、非直線データY2をインバータ
3で全反転し極性反転データとし、これをD/A変換し
、それらの両アナログ値y++   72を差動アンプ
6で引算して、人ツノデータXに対応するアナログデー
タを得る。従って、データ成分は加算され、ノイズ成分
は減算されるので、S/Nが改善される。
In this embodiment, in order to cancel out external noise etc. applied to the D/A converter 4.5, the non-linear data Y2 is completely inverted by the inverter 3 to obtain polarity inverted data, which is D/A converted and then Both analog values y++72 are subtracted by the differential amplifier 6 to obtain analog data corresponding to the human horn data X. Therefore, the data components are added and the noise components are subtracted, so that the S/N ratio is improved.

次にデータ変換回路2をさらに詳細に説明する。Next, the data conversion circuit 2 will be explained in more detail.

今、第2図に示す様に、入力ディジタルデータXの正及
び負のフルスケール値をFs及び−Fsとし、中心点P
。の値をOとする。求める変換データY1及びY2は、
入力データXの中心点P。
Now, as shown in Fig. 2, the positive and negative full scale values of the input digital data X are Fs and -Fs, and the center point P
. Let the value of be O. The conversion data Y1 and Y2 to be obtained are
Center point P of input data X.

では、それぞれ入力データXに補正データD。を加算及
び減算して得た点P1及びP2となる様にし、フルスケ
ールF s (111−4)及び−Fs(000−0)
では、それぞれ入力データXと等しくなる点P4及びP
5となる様にする。又、これらの中間では、データY1
については点P3+Pl及びP4を直線で結んだものと
し、データY2については点P3.P2及びP4を直線
で結んだものとなる様にする。
Now, input data X and correction data D, respectively. The points P1 and P2 obtained by adding and subtracting are obtained, and the full scale F s (111-4) and -Fs (000-0) are obtained.
Then, points P4 and P are equal to input data X, respectively.
Make it so that it becomes 5. Also, in the middle of these, data Y1
For data Y2, point P3+Pl and P4 are connected by a straight line, and for data Y2, point P3. P2 and P4 should be connected by a straight line.

データ変換回路2ではこの様なデータ変換を行う為、1
6ビツトの入力データXのMSBが“O”の範囲、即ち
入力データ(00−0)〜(011−1)の範囲ではス
イッチ24をλ力鴎与242の側に設定する。すると、
入力データXの上位9ビツトのうちのMSBを除いた8
ビツトデータが、補正データDとして加算器22及び減
算器23で、入力データXの下位ビットに加算及び減算
される。
In order to perform such data conversion in data conversion circuit 2, 1
In a range where the MSB of 6-bit input data Then,
8 excluding the MSB of the upper 9 bits of input data
The bit data is added to and subtracted from the lower bits of the input data X as correction data D by an adder 22 and a subtracter 23.

この結果点P3では入力データXが負のフルスケール−
F s (000−0)−であるから、補正データDは
ゼロ(00000000)となって変換データY1及び
Y2は入力データXと等しくなる。
At this result point P3, the input data X is negative full scale -
Since F s (000-0)-, the correction data D becomes zero (00000000) and the converted data Y1 and Y2 become equal to the input data X.

入力データXが負のフルスケール−Fsから増大して、
128(−2’)デイジット増加する毎に補正データD
は1デイジツト増大し、点P0では入力データXは(0
11−1>であるから、補正データDとして256デイ
シソトに相当する(11111111)が加算及び減算
されて、変換データY。
As input data X increases from negative full scale -Fs,
Correction data D for each increment of 128 (-2') digits
increases by 1 digit, and at point P0 the input data X becomes (0
11-1>, so (11111111), which corresponds to 256 days, is added and subtracted as the correction data D, and the converted data Y is obtained.

及びY2はそれぞれ点P1及びP2の如くなる。and Y2 become points P1 and P2, respectively.

次に、入力データXのMSBが”I”となる範囲、即ち
入力データ(100−0)〜(111−1)の範囲では
、スイッチ245は入力端子24bの側を選択する。す
ると、上記補正データDが、反転回路を介して上記加算
器22及び減算器23に加えられる。この結果、点P。
Next, in the range where the MSB of input data X is "I", that is, in the range of input data (100-0) to (111-1), the switch 245 selects the input terminal 24b side. Then, the correction data D is applied to the adder 22 and subtracter 23 via the inverting circuit. As a result, point P.

では入力データXは(10o −o >であるから、上
記補正データDは(00000000)であるが、反転
回路21で反転されて256デイジソトに相当する反転
補正データ(11111111)となり、これは前記補
正データD0に一致し、これが加算器22及び減算器2
3で加算及び減算されて、点P1及びP2となる。入力
データXが中心点P1から128デイジツトづつ増大す
る毎にこの反転補正データは1デイジツトづつ減少し、
入力データXの正のフルスケールF s  (111−
1)では補正データDは(111−1)となるので、反
転補正データは(00−O)となり、点P4に示す如<
y+及びY2は一致する。
Then, since the input data This corresponds to the data D0, and this is the adder 22 and subtracter 2.
3 is added and subtracted, resulting in points P1 and P2. Every time the input data X increases by 128 digits from the center point P1, this inversion correction data decreases by 1 digit,
Positive full scale F s (111-
In 1), the correction data D is (111-1), so the inverted correction data is (00-O), and as shown at point P4, <
y+ and Y2 match.

従って、変換データY1とY2を加算すれば入力データ
Xの2倍と等しく、入力信号に対して正しいリニアなア
ナログ出力が得られる。
Therefore, adding the converted data Y1 and Y2 is equal to twice the input data X, and a correct linear analog output can be obtained with respect to the input signal.

次に歪の減少理由について第2図を用いて説明する。今
、変換データY、、Y2のMSBが反転する点P、及び
P6では、 これらを復調したアナログ出力)’++ 
  Yz上でゼロクロス点となり、前述の様な一定のゼ
ロクロス歪Tを生ずる。この場合、ゼロクロス点P5で
変換データY1に対するゼロクロス歪が発生した時には
、他方の変換デY2に対するゼロクロス点P2での合成
歪率も同様に1/2となる。この様に歪は2カ所で発生
するものの、各々のレベルは1/2となり、歪み電力は
減少する。さらに、これらの歪は、入力データXのゼロ
クロス点P0付近では発生しないので、微少入力信号時
において、前述の様に耳障りなセロクロス歪が発生する
ことはない。
Next, the reason for the reduction in distortion will be explained using FIG. 2. Now, at points P and P6 where the MSB of conversion data Y, Y2 is inverted, analog output is obtained by demodulating these data)'++
A zero-crossing point occurs on Yz, and a constant zero-crossing distortion T as described above is generated. In this case, when zero-crossing distortion occurs for the converted data Y1 at the zero-crossing point P5, the combined distortion rate at the zero-crossing point P2 for the other converted data Y2 also becomes 1/2. In this way, although distortion occurs at two locations, the level at each location is reduced to 1/2, and the distortion power is reduced. Furthermore, since these distortions do not occur near the zero-crossing point P0 of the input data X, the unpleasant zero-crossing distortion described above does not occur when the input signal is small.

ここでデータ変換回路2は入力データXに対する変換デ
ータYl、Y2の値を全てROMに書いたものでも実現
できる。又、先に変換データY。
Here, the data conversion circuit 2 can also be realized by writing all the values of conversion data Yl and Y2 for input data X in a ROM. Also, convert data Y first.

を上述の様にして求め、このY、を用いてY2 =X−
(y+ −x) により変換データY2を求めてもよい。具体的な演算回
路自体は周知であるから省略する。
is obtained as described above, and using this Y, Y2 = X-
The converted data Y2 may be obtained by (y+ -x). The specific arithmetic circuit itself is well known and will therefore be omitted.

以上説明したように、MSBのD/A変換誤差に起因す
る歪が上下に分離して各々半分となり、しかもこの歪み
は入力信号のゼロクロス点付近では発生しない。
As explained above, the distortion caused by the MSB D/A conversion error is separated into upper and lower halves, and this distortion does not occur near the zero-crossing point of the input signal.

なお、変換データY、、Y2を時分割処理して直列デー
タとし、1つのD/A変換器により、アナログ変換する
ことにより、アナログ出力y++−y2を直列アナログ
データ列とし、これを2つのサンプルホールド回路を用
いて並列アナログ出力yl、−y2に変換してもよい。
The converted data Y, , Y2 are time-divisionally processed to become serial data, and one D/A converter performs analog conversion to convert the analog output y++-y2 into a serial analog data string, which is converted into two samples. It may be converted into parallel analog outputs yl, -y2 using a hold circuit.

又、変換データY+ 、Yzの入力データXに対する傾
斜も、必要に応じて種々なる値を用いてもよい。又、こ
れら変換データY1.Y2の組を傾斜を異ならせて多数
組求めてD/A変換し、これらを合計して例えば0組で
あれば入力データXの2n倍に相当するアナログデータ
を得る様にしてもよい。
Furthermore, various values may be used for the slopes of the conversion data Y+ and Yz with respect to the input data X, as required. Moreover, these conversion data Y1. A large number of sets of Y2 with different slopes may be obtained and D/A converted, and these may be summed to obtain analog data corresponding to 2n times the input data X if the set is 0, for example.

以上の実施例ではオフセントバイナリ方式のディジタル
データについて述べたが、この他2′Sコンプリメンタ
リ方式あるいはす令マグニチュード方式のディジタルデ
ータについても適用出来る。
Although the above embodiments have been described with respect to digital data of the offset binary method, the present invention can also be applied to digital data of the 2'S complementary method or the magnitude magnitude method.

例えば2′Sコンプリメンタリは上述のオフセットバイ
ナリによるディジタルデータのMSBのみを反転させた
ものであるから、このMSBをデータ変換回路2の前段
で再び反転させておけばよい。
For example, since the 2'S complementary is obtained by inverting only the MSB of digital data based on the offset binary described above, it is sufficient to invert this MSB again before the data conversion circuit 2.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明した様に、本発明によれば、MSHに対するD
/A変換誤差に起因する歪が少なくとも2ケ所にわかれ
各々のレベルも減少する。しかも、これらの歪は入力信
号のゼロクロス点付近では発生しないので、微少入力信
号時のS/N比を下げることが出来る等優れた効果を得
ることが出来る。
As explained above, according to the present invention, the D
The distortion caused by the /A conversion error is divided into at least two parts, and the level of each part is reduced. Furthermore, since these distortions do not occur near the zero-crossing point of the input signal, excellent effects such as being able to lower the S/N ratio when a small input signal is generated can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第一図は本発明の一実施例を示すブロック図、第2図は
その動作を説明する線図である。
FIG. 1 is a block diagram showing one embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a diagram explaining its operation.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 入力ディジタルデータの上位ビットデータを抜き出して
補正データとし、該補正データを上記入力ディジタルデ
ータの下位ビットに加算及び減算し第1及び第2の変換
ディジタルデータを得、該第1及び第2の変換ディジタ
ルデータから得たアナログデータを合成することを特徴
とするD/A変換装置。
Extracting upper bit data of the input digital data as correction data, adding and subtracting the correction data to the lower bits of the input digital data to obtain first and second converted digital data, and performing the first and second conversion. A D/A conversion device characterized by synthesizing analog data obtained from digital data.
JP14975588A 1988-06-17 1988-06-17 D/a converter Granted JPH01318320A (en)

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Cited By (1)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH044434U (en) * 1990-04-27 1992-01-16

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JPS63123228A (en) * 1986-11-13 1988-05-27 Nippon Columbia Co Ltd Digital-analog converter

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