JPH03145218A - D/a変換器 - Google Patents

D/a変換器

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JPH03145218A
JPH03145218A JP1281760A JP28176089A JPH03145218A JP H03145218 A JPH03145218 A JP H03145218A JP 1281760 A JP1281760 A JP 1281760A JP 28176089 A JP28176089 A JP 28176089A JP H03145218 A JPH03145218 A JP H03145218A
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switches
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significant bit
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Kiyohisa Kuwana
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Toshiba Electronic Device Solutions Corp
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    • H03M1/765Simultaneous conversion using switching tree using a single level of switches which are controlled by unary decoded digital signals

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  • Theoretical Computer Science (AREA)
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) この発明は、各種電子機器に使用されるD/A変換器に
係わり、特に、集積回路化に適したD/A変換器に関す
る。
(従来の技術) 第5図は、従来の抵抗分圧D/A変換器を示すものであ
る。基準電圧V ref’が供給される端子51と、接
地される端子52の相互間には例えば2に個の等しい抵
抗R2°〜R2Kが直列に接続されている。抵抗R2°
〜R2にの相互間、および端子52には、分圧電圧を取
出すためのスイッチ5W20〜SW2にの一端がそれぞ
れ接続されている。これらスイッチSW2°〜5W2X
の他端は、インピーダンス変換器53を介して出力端子
54に接続されている。
一方、ディジタル信号Dsが供給される入力端子55に
はデコーダ56が接続されている。このデコーダ56に
は前記スイッチ5W20−3W2ににそれぞれ対応して
、例えばナンド回路等によって構成された論理回路L2
°〜L2Kが設けられており、入力端子55に供給され
たディジタル信号は、これら論理回路L2°〜L2Kに
よってデコードされ、このデコード出力によって対応す
るスイッチSW2°〜SW2ゝが駆動され、人力された
ディジタル信号に対応するアナログ電圧が出力端子54
から出力される。
(発明が解決しようとする課8) ところで、上記従来のD/A変換器は、入力データのビ
ット数を多くすると、抵抗の個数が増大するため、これ
ら抵抗に対応して設けられるスイッチや論理回路の数も
増加する。特に、論理回路はそれを構成する素子数が多
いため、論理回路の増加は回路規模に大きく影響する。
したがって、論理回路が増加した場合、このD/A変換
器をMOSLSI化する際、チップの占有面積が非常に
大きくなり、製造コストが高騰するという問題を有して
いる。
この発明は、上記従来のD/A変換器が有する課題を解
決するものであり、その目的とするところは、入力デー
タのビット数を増加した場合においても論理回路の増大
を抑えることができ、集積回路化する場合にチップの占
有面積の増大を抑えることが可能なり/A変換器を提供
しようとするものである。
[発明の構成] (課題を解決するための手段) この発明は、上記課題を解決するため、第1、第2の基
準電源の相互間に直列接続された複数の抵抗と、前記第
2の基準電源と抵抗の接続点および各抵抗の接続点のう
ち奇数番目の接続点から分圧電圧を取出す複数のスイッ
チによって構成された第1のスイッチ手段と、前記第2
の基準電源と抵抗の接続点および各抵抗の接続点のうち
偶数番目の接続点から分圧電圧を取出す複数のスイッチ
によって構成された第2のスイッチ手段と、ディジタル
信号の最下位ビットまたは最上位ビット以外の内容に応
じて、前記第1、第2のスイッチ手段を構成するスイッ
チを選択する論理回路手段と、前記ディジタル信号の最
下位ビットまたは最上位ビットの内容に応じて、前記第
1、第2のスイッチ手段を選択する第3のスイッチ手段
とを設けている。
さらに、この発明は、第1、第2の基準電源の相互間に
直列接続された複数の抵抗と、前fC!第11第2の基
準電源の中央部に位置する点と第1の基準電源の相互間
に設けられ、各抵抗に発生された分圧電圧をそれぞれ取
出す複数のスイッチによって構−成された第1のスイッ
チ手段と、前記第1、第2の基準電源の中央部に位置す
る点と第2の基準s源の相互間に設けられ、各抵抗に容
土された分圧電圧をそれぞれ取出す複数のスイッチによ
って構成された第2のスイッチ手段と、ディジタル信号
の最上位ビットまたは最下位ビット以外の内容に応じて
、前記第1、第2のスイッチ手段を構成するスイッチを
選択する論理回路手段と、前記ディジタル信号の最上位
ビットまたは最下位ビットの内容に応じて、前記第1、
第2のスイッチ手段を選択する第3のスイッチ手段とを
設けている。
(作用) すなわち、この発明は、第1、第2の基準電源のネ目互
間に直列接続された複数の抵抗に、複数のスイッチによ
り構成された第1、第2のスイッチ手段を接続し、ディ
ジタル信号の最上位ビットあるいは最下位ビットの内容
によって第1、第2のスイッチ手段を選択するとともに
、ディジタル信号の最上位ビットあるいは最下位ビット
以外の内容により動作する論理回路手段によって第1、
第2のスイッチ手段を構成するスイッチを選択すること
により、ディジタル信号のビット数が増加した場合にお
いても、論理回路手段の増加を抑えることができ、集積
回路化する場合において、チップの占有面積の増大を防
止可能としている。
(実施例) 以下、この発明の一実施例について図面を参照して説明
する。
第1図において、基準電圧V rerが供給される端子
11と、接地される端子12の相互間には、例えば2に
個の等しい抵抗R2°〜R2Kが直列に接続されている
。これら抵抗R2°〜R2Xには、分圧電圧を取出すた
めの第1、第2のスイッチ群13.14が設けられてい
る。
第1のスイッチ群13を構成するスイッチSW2°の一
端は抵抗R2°とR2+の接続点に接続され、以下、ス
イッチS W 2 K−2の一端は抵抗R2に−2とR
2x−+の接続点に接続され、スイッチSW2にの一端
は抵抗R2にと端子12の接続点に接続されている。
上記第2のスイッチ群14を構成するスイッチSW2’
の一端は抵抗R2+とR22(図示せず)の接続点に接
続され、以下、スイッチS W 2 K−3の一端は抵
抗12に−3(図示せず)とR2K−2の接続点に接続
され、スイッチS W 2 ’−1の一端は抵抗R2に
−IとR2にの接続点に接続されている。
また、上記第1、第2のスイッチ群13.14は、第3
のスイッチ群15によって選択される。
すなわち、第1のスイッチ群13を構成するスイッチS
W2°〜S W 2 K−23W 2 Kの他端は第3
のスイッチ群15を構成するスイッチS W aの一端
に接続され、多2のスイッチ群14を構成するSW2’
 −3W2に一’  SW2’−1の他端は第3のスイ
ッチ群15を構成するスイッチSwbの一端に接続され
ている。これらスイッチS W a 。
SWbの他端は、インピーダンス変換器16を介して出
力端子17に接続されている。
一方、ディジタル信号Dsが供給される入力端子18に
はデコーダ1つが接続されている。このデコーダ1つは
人力されたディジタル信号DsのLSB以外のビットに
応じて前記第1、第2のスイッチ群13.14を選択的
に制御し、ディジタル信号DsのLSBによって第3の
スイッチ群15を制御して第1、第2のスイッチ群13
.14を選択するものである。すなわち、デコーダ1つ
の論理回路L2°にはディジタル信号のLSBが供給さ
れ、論理回路L2’〜論理回路L2に−1にはディジタ
ル信号のLSB以外の信号がf共給される。
そして、前記論理回路L2°はスイッチS W a 。
swb@制御し、論理回路L2’はsw2’SW2’を
制御する。以下、論理回路L2に−2はS W 2 ’
−2S W 2 K−3を制御し、論理回路L2に−1
はSW2に S W 2 ’−’を制御する。
このような構成において、入力端子18に供給されたデ
ィジタル信号は、これら論理回路L2゜〜L2に−1に
よってデコードされ、このデコード出力によって対応す
るスイッチSW2°〜5W2Kが駆動されるとともに、
第3のスイッチ群15によって第1、第2のスイッチ群
13.14を選択することにより、インピーダンス変換
器16を介して、入力されたディジタル信号に対応する
アナログ電圧が出力端子17から出力される。
すなわち、ディジタル信号に応じてX番目のスイッチが
オンされた場合、出力端子17からはXVref/2K (K−0、1、2・・・/)K−1) なる電圧が出力される。
第2図は、この発明を3ビツトのD/A変換器に適用し
た場合を示すものであり、第1図と同一部分には同一符
号を付す。
同図において、端子11と12の相互間には、抵抗R1
〜R8が接続されている。第1のスイッチ群13は一対
のPチャネル、Nチャネルトランジスタによって構成さ
れたスイッチSW2、SW4、SW6、SWSからなり
、スイッチSW2の一端は前記抵抗R2、R3の接続点
に接続され、スイッチSW4の一端は前記抵抗R4、R
5の接続点に接続されている。さらに、スイッチSW6
の一端は前記抵抗R6、R7の接続点に接続され、スイ
ッチSW8の一端は前記抵抗R8と端子12の接続点に
接続されている。
また、第2のスイッチ群14は一対のPチャネル、Nチ
ャネルトランジスタによって構成されたスイッチSW1
、SWS、SWS、SW7からなり、スイッチSWIの
一端は前記抵抗R1、R2の接続点に接続され、スイッ
チSW3の一端は前記抵抗R3、R4の接続点に接続さ
れている。さらに、スイッチSW5の一端は前記抵抗R
5、R6の接続点に接続され、スイッチSW7の一端は
前記抵抗R7、R8の接続点に接続されている。
第1のスイッチ群13を構成するスイッチSW2、SW
4、SW6、SWSの他端は、第3のスイッチ群15を
構成するスイッチS W aの一端に接続され、第2の
スイッチ群を構成するスイッチSW1、SWS、SWS
、SW7の他端は、第3のスイッチ群15を構成するス
イッチSWbの一端に接続されている。
一方、ディジタル信号のLSBが供給される入力端子1
8.は、論理回路L1を介して前記第3のスイッチ群1
5に接続されている。すなわち、入力端子18、は、第
3のスイッチ群15を構成するスイッチS W aのP
チャネルトランジスタのゲート、SWbのNチャネルト
ランジスタのゲートに接続されるとともに、インバータ
回路1つを介してスイッチS W aのNチャネルトラ
ンジスタのゲート、SWbのPチャネルトランジスタの
ゲートに接続されている。
また、ディジタル信号のLSB以外の信号が供給される
入力端子18□、183は、論理回路L2を介して第1
、第2のスイッチ群13.14を構成するスイッチSW
1〜SW8に接続されている。
すなわち、論理回路L2を構成するナンド回路201の
一方入力端は、入力端子18□に接続され、他方入力端
は入力端子18.に接続されている。このナンド回路2
01の出力端はスイッチSW1、SW2のPチャネルト
ランジスタのゲートに接続されるとともに、インバータ
回路211を介して、SWl、SW2のNチャネルトラ
ンジスタのゲートに接続されている。
また、ナンド回路202の一方入力端は、入力端が前記
入力端子182に接続されたインバータ回路221の出
力端に接続され、他方入力端は端子18.に接続されて
いる。このナンド回路20□の出力端はスイッチSW3
、SW4のPチャネルトランジスタのゲートに接続され
るとともに、インバータ回路21□を介して、SWS、
SW4のNチャネルトランジスタのゲートに接続されて
いる。
さらに、ナンド回路20.の一方入力端は入力端子18
2に接続され、他方入力端は入力端が、前記入力端子1
83に接続されたインバータ回路22□の出力端に接続
さ゛れている。このナンド回路203の出力端はスイッ
チSW5、SW6のPチャネルトランジスタのゲートに
接続されるとともに、インバータ回路213を介して、
SWS、SW6のNチャネルトランジスタのゲートに接
続されている。
さらに、ナンド回路204の一方入力端は前記インバー
タ回路22.の出力端に接続され、他方入力端は前記イ
ンバータ回路22□の出力端に接続されている。このナ
ンド回路204の出力端はスイッチSW7、SWSのP
チャネルトランジスタのゲートに接続されるとともに、
インバータ回路214を介して、SW7、SWSのNチ
ャネルトランジスタのゲートに接続されている。
上記構成において、入力端子18.〜18.にA2 、
A l5Ao −’O10,1−(LSB)なる信号が
供給された場合、ナンド回路204の出力のみが“O“
となり、スイッチSW7、SW8がオンとなる。また、
AO−“1“であるため、スイッチSWbがオンとなり
、出力端子17には出力電圧として1/2’Vref”
が得られる。
上記実施例によれば、第1、第2のスイッチ群13.1
4を構成するスイッチを直列接続された複数の抵抗の相
互間に交互に接続し、これら第1、第2のスイッチ群1
3.14を構成するスイッチを人力ディジタル信号のL
SB以外の信号によって動作する論理回路により制御し
、且つ、第1、第2のスイッチ群13.14を入力ディ
ジタル信号のLSBによって制御している。したがって
、ディジタル信号のビット数が同一である場合、従来に
比べて論理回路の数を削減することができるため、集積
回路化した場合、チップの占有面積を縮小することがで
きるものである。
第3図は、この発明の回路構成と、従来の回路構成に場
合における、ビット数と素子数の関係を示すものである
同図から明らかなように、この発明の場合、ビット数が
増加しても従来に比べて素子数を半分以下に抑えること
ができる。したがって、チ・ツブの占有面積を縮小し、
小型化、低価格化に極めて有利である。
なお、上記実施例では、第1、第2のスイッチ群13.
14を人力ディジタル信号のLSBによって制御し、第
3のスイッチ群15を人力ディジタル信号のLSB以外
によって制御したが、人力ディジタル信号のMSBで第
3のスイッチ群15を制御し、MSB以外によって第1
、第2のスイッチ群13.14を制御することも可能で
ある。
第4図はこの発明の第2の実施例を示すちのである。
上記実施例においては、入力ディジタル信号のLSBに
よって第1、第2のスイッチ群13.14を制御したが
、この実施例は、人力ディジタル信号のMSBによって
第1、第2のスイッチ群の選択を制御している。
第1のスイッチ群31はスイッチSW1、SW2、SW
3、SW4によって構成されている。
スイッチSWIの一端は抵抗R1、R2の接続点に接続
され、スイッチS −vV 2の一端は抵抗R2、R3
の接続点に接続されている。また、スイッチSW3の一
端は抵抗R3、R4の接続点に接続され、スイッチSW
4の一端は抵抗R4、R5の接続点に接続されている。
第2のスイッチ群32はスイッチSW5、SW6、SW
7、SW8によって構成されている。
スイッチSW5の一端は抵抗R5、R6の接続点に接続
され、スイッチS W 6の一端は抵抗R6、R7の接
続点に接続されている。また、スイッチSW7の一端は
抵抗R7、R8の接続点に接続され、スイッチSW8の
一端は抵抗R8と端子12の接続点に接続されている。
前記第1、第2のスイッチ群31.32を構成するスイ
ッチSWI〜SW8の他端は、第3のスイッチ群33を
構成するスイッチS W c −S W dに接続され
ている。
すなわち、スイッチSW1、SW5の他端はスイッチS
 W cの一端に接続され、スイッチSW2、SW6の
他端はスイッチSWdの一端に接続されている。スイッ
チSW3、SW7の他端はスイッチS W eの一端に
接続され、スイッチSW4、SW8の他端はスイッチS
Wfの一端に接続されている。これらスイッチS W 
c −S W fの他端は、前記インピーダンス変換器
を介して出力端子17に接続されている。
一方、ディジタル信号のM S Bが供給される入力端
子18.は、論理回路L3を介して前記第1、第2のス
イッチ群31.32に接続されている。
すなわち、入力端子183はスイッチSWI〜SW4の
Nチャネルトランジスタのゲートと、スイッチSW5〜
SW8のPチャネルトランジスタのゲートにそれぞれ接
続されるとともに、インバータ回路34を介して、スイ
ッチSWI〜S W 4のPチャネルトランジスタのゲ
ート、スイッチSW5〜SW8のNチャネルトランジス
タのゲートにそれぞれ接続されている。
また、ディジタル信号のLSB以外の信号が供給される
入力端子18□、18.は、論理回路L4、第3のスイ
ッチ群33に接続されている。
すなわち、論理回路L4を構成するナンド回路351の
一方入力端は、入力端子182に接続され、他方入力端
は入力端子18.に接続されている。このナンド回路3
5.の出力端はスイッチS W cを構成するPチャネ
ルトランジスタのゲートに接続されるとともに、インバ
ータ回路36゜を介してスイッチS W cを構成する
Nチャネルトランジスタのゲートに接続されている。
また、ナンド回路35□の一方入力端は、入力端子18
□に接続され、他方入力端は入力端が端子181に接続
されたインバータ回路371の出力端に接続されている
。このナンド回路35□の出力端はスイッチSWdを構
成するPチャネルトランジスタのゲートに接続されると
ともに、インバータ回路362を介してスイッチSWd
を構成するNチャネルトランジスタのゲートに接続され
ている。
さらに、ナンド回路35.の一方入力端は、入力端が入
力端子18□に接続されたインバータ回路372の出力
端に接続され、他方入力端は端子18Iに接続されてい
る。このナンド回路353の出力端はスイッチS W 
eを構成するPチャネルトランジスタのゲートに接続さ
れるとともに、インバータ回路36.を介してスイッチ
S W eを構成するNチャネルトランジスタのゲート
に接続されている。
さらに、ナンド回路354の一方入力端は、前記インバ
ータ回路37□の出力端に接続され、他方入力端は前記
インバータ回路37.の出力端に接続されている。この
ナンド回路354の出力端はスイッチSWfを構成する
Pチャネルトランジスタのゲートに接続されるとともに
、インバータ回路364を介してスイッチSWfを構成
するNチャネルトランジスタのゲートに接続されている
上記構成において、入力端子1g、〜183にA2 、
AI 、AO−’0.0.1’ (LSB)なる信号が
供給された場合、A2−“0”であるため、スイッチS
W5〜SW8がオンとなる。また、論理回路L4はナン
ド回路35.の出力のみが“0”であり、スイッチS 
W eのみががオンとなるため、出力端子17には出力
電圧として1/2’Vrefが得られる。
上記実施例によっても第1の実施例と同様の効果を得る
ことができる。
また、この実施例の場合、第1の実施例に比べてスイッ
チの数が2個多いため、この分チップの面積が大きくな
るが、第3のスイッチ群33を構成するスイッチS W
 c −S W fが制御するスイッチの数がそ□れぞ
れ2個であり、第1の実施例における第3のスイッチ群
15を構成するスイッチSWa、SWbが制御するスイ
ッチの数がそれぞれ4個であった場合に比べて少ないも
のである。
したがって、スイッチS W c −S W fの負荷
が少ないため、動作速度が第1の実施例に比べて速いも
のである。
なお、上記実施例では、第1、第2のスイッチ群31.
32を人力ディジタル信号のMSBによって制御し、第
3のスイッチ群33を入力ディジタル信号のMSB以外
の信号によって制御したが、入力ディジタル信号のLS
Bで第3のスイッチ群33を制御し、LSB以外によっ
て第1、第2のスイッチ群31.32を制御することも
可能である。
その他、この発明の要旨を変えない範囲において種々変
形実施可能なことは勿論である。
[発明の効果] 以上、詳述したようにこの発明によれば、第1、第2の
基準電源の相互間に直列接続された複数の抵抗に、複数
のスイッチにより構成された第1、第2のスイッチ手段
を接続し、ディジタル信号の最上位ビットあるいは最下
位ビットの内容によって第1、第2のスイッチ手段を選
択するとともに、ディジタル信号の最上位ビットあるい
は最下位ビット以外の内容により動作する論理回路手段
によって第1、第2のスイッチ手段を構成するスイッチ
を選択することにより、ディジタル信号のビット数が増
加した場合においても、論理回路手段の増加を抑えるこ
とができ、集積回路化する場合において、チップの占有
面積の量曽大を防止することが可能なり/A変換器を提
供できる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例を示す概略構成図、第2図
は第1図を具体的に示す回路図、第3図はこの発明と従
来の素子数を比較して示す図、第4図はこの発明の第2
の実施例を示す回路図、第5図は従来のD/A変換器を
示す回路図である。 】1.12・・・端子、R1−R8・・・抵抗、13.
31・・・第1のスイッチ群、14.32・・・第2の
スイッチ群、SW1〜SW8・・・スイッチ、15.3
3・・・第3のスイッチ群、L1〜L4・・・論理回路
、AO−=LS B、A2−MS B0

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)第1、第2の基準電源の相互間に直列接続された
    複数の抵抗と、 前記第2の基準電源と抵抗の接続点および各抵抗の接続
    点のうち奇数番目の接続点から分圧電圧を取出す複数の
    スイッチによって構成された第1のスイッチ手段と、 前記第2の基準電源と抵抗の接続点および各抵抗の接続
    点のうち偶数番目の接続点から分圧電圧を取出す複数の
    スイッチによって構成された第2のスイッチ手段と、 ディジタル信号の最下位ビットまたは最上位ビット以外
    の内容に応じて、前記第1、第2のスイッチ手段を構成
    するスイッチを選択する論理回路手段と、 前記ディジタル信号の最下位ビットまたは最上位ビット
    の内容に応じて、前記第1、第2のスイッチ手段を選択
    する第3のスイッチ手段と、を具備したことを特徴とす
    るD/A変換器。
  2. (2)第1、第2の基準電源の相互間に直列接続された
    複数の抵抗と、 前記第1、第2の基準電源の中央部に位置する点と第1
    の基準電源の相互間に設けられ、各抵抗に発生された分
    圧電圧をそれぞれ取出す複数のスイッチによって構成さ
    れた第1のスイッチ手段と、前記第1、第2の基準電源
    の中央部に位置する点と第2の基準電源の相互間に設け
    られ、各抵抗に発生された分圧電圧をそれぞれ取出す複
    数のスイッチによって構成された第2のスイッチ手段と
    、ディジタル信号の最上位ビットまたは最下位ビット以
    外の内容に応じて、前記第1、第2のスイッチ手段を構
    成するスイッチを選択する論理回路手段と、 前記ディジタル信号の最上位ビットまたは最下位ビット
    の内容に応じて、前記第1、第2のスイッチ手段を選択
    する第3のスイッチ手段と、を具備したことを特徴とす
    るD/A変換器。
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