JPH0461521A - Digital/analog converter - Google Patents

Digital/analog converter

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Publication number
JPH0461521A
JPH0461521A JP2173188A JP17318890A JPH0461521A JP H0461521 A JPH0461521 A JP H0461521A JP 2173188 A JP2173188 A JP 2173188A JP 17318890 A JP17318890 A JP 17318890A JP H0461521 A JPH0461521 A JP H0461521A
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JP
Japan
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digital
analog
channel
order bit
bit
Prior art date
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Pending
Application number
JP2173188A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masao Arimoto
正生 有本
Kenji Kano
賢次 加納
Michiya Sako
美智也 迫
Yusuke Yamada
山田 友右
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP2173188A priority Critical patent/JPH0461521A/en
Publication of JPH0461521A publication Critical patent/JPH0461521A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To maintain monotony of conversion without increasing an area occupied analog switches by decreasing the size of the analog switches of a D/A converter at a prescribed ration at each step transferring from a high-order bit to a low-order bit. CONSTITUTION:In each channel size of NMOS N0-N9, a channel length is all ln which is constant, and channel widths are respectively Wn0-Wn3. In each channel size of PMOS P0-P9, a channel length is all lp which is constant, and channel widths are respectively Wp0-Wp3. The size of analog switches is being decreased in a ratio of 1/sq. rt. 2 at each one step transferring from high-order bit to a low-order bit, and an ON resistance deltaN3P3 of the high-order bit N3, P3 is selected to be delta0. Then a difference from a change quantity error is considerably improved than the case with ON resistance set equal to each other. Moreover, the area of the analog switch section is reduced proportionally to the reduction in the channel width.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野] コノ発明は、2進数のディジタル信号をアナログ信号に
変換するディジタル・アナログ変換器に関するものであ
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a digital-to-analog converter that converts a binary digital signal into an analog signal.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

第3図は、従来より用いられている4ビツトの電圧加算
方式R−2Rディジタル・アナログ変換器の回路図を示
す。図において、1は第1基準電圧を入力するための第
1入力端子、2は第2基準電圧を入力するための第2入
力端子、3は変換されたアナログ信号を出力する出力端
子、4a、4b、4c、4dはディジタル・アナログ変
換すべき本来のディジタルデータが入力されるデータ入
力端子である。
FIG. 3 shows a circuit diagram of a conventionally used 4-bit voltage addition type R-2R digital-to-analog converter. In the figure, 1 is a first input terminal for inputting a first reference voltage, 2 is a second input terminal for inputting a second reference voltage, 3 is an output terminal for outputting a converted analog signal, 4a, 4b, 4c, and 4d are data input terminals to which original digital data to be converted from digital to analog is input.

次に動作について説明する。Next, the operation will be explained.

本ディジタル・アナログ変換器には4ビツトのディジタ
ルデータD0〜D、に対し、それぞれアナログスイッチ
を構成する4個ずつのNチャネル形MO3電界効果トラ
ンジスタN0〜N、およびPチャネル形MO3電界効果
トランジスタP0〜P、が設けられている。Nチャネル
形MOS電界効果トランジスタ(以下NMO3と称す)
N、〜N3の入力端子は基準電圧V rafLが印加さ
れる第1入力端子1に接続され、Pチャネル形MO3g
界効果トランジスタ(以下PMO3と称す)PG〜P8
の入力端子は基準電圧V r*ruが印加される第2入
力端子2に接続される。NMO3のNoとPMO3のP
 o 、 N+ とPl、NtとP、およびN、とP、
のそれぞれの出力端子には2Rの抵抗値を有する4個の
抵抗がそれぞれ接続されている。
This digital-to-analog converter has four N-channel type MO3 field effect transistors N0 to N, each of which constitutes an analog switch, and a P-channel type MO3 field effect transistor P0 for 4-bit digital data D0 to D. ~P is provided. N-channel MOS field effect transistor (hereinafter referred to as NMO3)
The input terminals of N, ~N3 are connected to the first input terminal 1 to which the reference voltage VrafL is applied, and the P-channel type MO3g
Field effect transistor (hereinafter referred to as PMO3) PG~P8
The input terminal of is connected to the second input terminal 2 to which the reference voltage V r*ru is applied. No of NMO3 and P of PMO3
o, N+ and Pl, Nt and P, and N, and P,
Four resistors each having a resistance value of 2R are connected to each output terminal.

第2入力端子2と出力端子3との間には、2Rの抵抗値
を有する1個の抵抗と、Rの抵抗値を有する3個の抵抗
が直列に接続されている。
Between the second input terminal 2 and the output terminal 3, one resistor having a resistance value of 2R and three resistors having a resistance value R are connected in series.

そしてこれらの抵抗R,2Rによる抵抗回路網および上
記Nチャネル形MO3電界効果トランジスタN0〜N、
およびPチャネル形MOS電界効果トランジスタP0〜
P、によりNビットのディジタルデータに応じて第1.
第2の基準電位の差電圧の分圧電圧を適宜加算してアナ
ログ変換信号を得る電圧加算方式のR−2Rディジタル
・アナログ変換回路が構成されている。
Then, a resistor network consisting of these resistors R and 2R and the above N-channel type MO3 field effect transistors N0 to N,
and P-channel MOS field effect transistor P0~
P, in response to N bits of digital data.
A voltage addition type R-2R digital-to-analog conversion circuit is configured to obtain an analog conversion signal by appropriately adding divided voltages of the voltage difference between the second reference potentials.

2進数のディジタルデータは、下位ピントD。Binary digital data has a lower focus D.

から上位ビットD、にパラレルに変換される。即ちこの
ディジタル・アナログ変換器のデータ入力端子4a、4
b、4c、4dにそれぞれ入力されたデータの状態によ
りアナログスイッチであるNMO3,PMO3が駆動さ
れ、ディジタル信号に応じたアナログ信号が出力端子3
より出力される。
is converted in parallel to the upper bit D. That is, the data input terminals 4a, 4 of this digital-to-analog converter
The analog switches NMO3 and PMO3 are driven depending on the state of the data input to b, 4c and 4d, respectively, and an analog signal corresponding to the digital signal is output to the output terminal 3.
It is output from

即ち、上記NMO3,PMO3はデータ入力に応じてそ
のいずれか一方のみがオンし、NMOSN0とPMO3
P、は2つの基準電圧■1..υとV rafLの差電
圧V d L fの1/24の分圧電圧を発生するか否
かを切り換える。
That is, only one of the NMO3 and PMO3 is turned on depending on the data input, and NMOSN0 and PMO3 are turned on depending on the data input.
P is two reference voltages ■1. .. It is switched whether or not to generate a divided voltage of 1/24 of the differential voltage V d L f between υ and V rafL.

以下、各ビット毎に2倍ずつ大きくなる分圧電圧を発生
するか否かを切り換えてゆき、NMOSN、とPMO3
Piは上記差電圧V 44 fの2’/2’  (=1
/2)倍の分圧電圧を発生するか否かを切り換える。従
って、出力端子3からは上記1/2’ 、・・・、1/
2に重みづけられた分圧電圧が各ビットのデータに応じ
て加算されたアナログ信号が得られることとなる。
Hereafter, it is switched whether or not to generate a divided voltage that is twice as large for each bit, and NMOSN and PMO3
Pi is 2'/2' (=1
/2) Switch whether or not to generate twice the divided voltage. Therefore, from the output terminal 3, the above 1/2', ..., 1/
An analog signal is obtained in which divided voltages weighted by 2 are added according to each bit of data.

第2図は、第3図の回路図に基づ〈従来のアナログスイ
ッチ部のパターンイメージを示す図であり、アナログス
イッチのNMO3のN、〜N、のチャネルサイズは、チ
ャネル幅Wno、チャネル長lnであり、またPMO3
のP0〜P、のチャネルサイズはチャネル幅wp、、チ
ャネル長lpであり、すべて同じ大きさのアナログスイ
ッチを用いていた。
FIG. 2 is a diagram showing a pattern image of a conventional analog switch section based on the circuit diagram of FIG. ln and PMO3
The channel sizes of P0 to P are channel width wp, channel length lp, and all analog switches of the same size were used.

ここで、点A、B、C,Dの4点における変化量誤差δ
v、、δVm+  δvc、δv0はアナログスイッチ
のON抵抗をそれぞれδIf+IFゆ、δNIFl+δ
□、□、δ。。とすると、 の関係が成立する。
Here, the change amount error δ at the four points A, B, C, and D
v,, δVm+ δvc, δv0 are the ON resistance of the analog switch as δIf+IFY, δNIFl+δ, respectively.
□, □, δ. . Then, the following relationship holds true.

但し、 δ。−δ8゜、。=δN1□=δN□、=68.P3で
あるから、δV、=0.56゜、δV++=0.75δ
。、δVc=1.3756゜、δ■。=2.68756
゜となる。
However, δ. −δ8°,. =δN1□=δN□, =68. Since P3, δV, = 0.56°, δV++ = 0.75δ
. , δVc=1.3756°, δ■. =2.68756
It becomes ゜.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

従来の電圧加算方式R−2Rディジタル・アナログ変換
器のアナログスイッチ部は以上のように回路構成されて
おり、上位、下位に関係なくチャネルサイズが同じ大き
さであったので、ON抵抗に差がないため、上位ビット
になるほど誤差が大きくなる。従って、変換の単調性を
維持しようとすると、大きなアナログスイッチを用いる
必要があるが、それにはON抵抗を下げる必要があるな
どの問題点があった。
The analog switch section of the conventional voltage addition type R-2R digital-to-analog converter has the circuit configuration as described above, and the channel size is the same regardless of whether it is upper or lower, so there is no difference in ON resistance. Therefore, the higher the bit, the larger the error. Therefore, in order to maintain the monotonicity of conversion, it is necessary to use a large analog switch, but this poses problems such as the need to lower the ON resistance.

この発明は、上記のような問題点を解消するためになさ
れたもので、大きなアナログスイッチを用いずに上位、
下位ビットに関わらず均一な誤差精度が得られ、変換の
単調性を維持できるディジタル・アナログ変換器を得る
ことを目的とする。
This invention was made to solve the above-mentioned problems.
The purpose of the present invention is to obtain a digital-to-analog converter that can obtain uniform error accuracy regardless of lower bits and maintain monotony of conversion.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

この発明に係るディジタル・アナログ変換器は、上位ビ
ット側から下位ビット側へ一段移行する毎にアナログス
イッチを、ある所定の比率で小さくしたもので、それぞ
れのON抵抗を、その逆数倍にしたものである。
The digital-to-analog converter according to the present invention is configured such that the analog switch is made smaller by a certain predetermined ratio for each stage transition from the upper bit side to the lower bit side, and the ON resistance of each is made to be the reciprocal of the analog switch. It is something.

〔作用〕[Effect]

この発明におけるディジタル・アナログ変換器では、上
述のように構成したことにより、アナログスイッチのO
N抵抗によるディジタル・アナログ変換誤差は上位、下
位に関わらなくなるため、単調性を維持したディジタル
・アナログ変換性能が、アナログスイッチサイズを大き
く占めることなく得られる。
In the digital-to-analog converter according to the present invention, by having the above-mentioned configuration, the output of the analog switch is
Since the digital-to-analog conversion error caused by the N resistance is independent of the upper and lower order, digital-to-analog conversion performance that maintains monotonicity can be obtained without occupying a large amount of analog switch size.

〔実施例〕〔Example〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図は、この発明の一実施例による4ビツトのディジ
タル・アナログ変換器のアナログスイッチ部のパターン
イメージを示す図である0図において、1は第1入力端
子、2は第2入力端子、3は出力端子、4a、4b、4
c、4dはデータ入力端子、N0〜N、およびP0〜P
、はそれぞれアナログスイッチを構成するNMO3およ
びPMO3である。
FIG. 1 is a diagram showing a pattern image of an analog switch section of a 4-bit digital-to-analog converter according to an embodiment of the present invention. In FIG. 0, 1 is a first input terminal, 2 is a second input terminal, 3 is the output terminal, 4a, 4b, 4
c, 4d are data input terminals, N0 to N, and P0 to P
, are NMO3 and PMO3, respectively, which constitute an analog switch.

次に動作について説明する。Next, the operation will be explained.

本ディジタル・アナログ変換器のアナログスイッチを構
成するNMO3のN0〜N、のそれぞれのチャネルサイ
ズは、そのチャネル長は全てinで一定で、そのチャネ
ル幅はそれぞれW7゜+ WllI+W、、、W、!で
ある。またPMO3のP0〜P、のそれぞれのチャネル
サイズは、そのチャネル長は全てipで一定で、そのチ
ャネル幅はそれぞれW、。、W、、、W、、、W、、で
ある。ここでアナログスイッチのサイズを上位ビットか
ら下位ビットヘ一段移行する毎に1/、/7の比で小さ
くするとすると、 W7゜= i in −w、、t、W1= 1i(τ・
LttwRz= 1/(7−w、、、W、、= 1/7
T−w、、。
The channel sizes of N0 to N of NMO3 that constitute the analog switch of this digital-to-analog converter are all constant at in, and the channel widths are W7゜+WllI+W,,,W,! It is. Furthermore, the channel sizes of P0 to P of PMO3 are all fixed at ip, and the channel widths are W, respectively. ,W,,,W,,,W,,. If we assume that the size of the analog switch is reduced by a ratio of 1/, /7 every time we move from the upper bit to the lower bit, then W7゜= i in −w,, t, W1= 1i(τ・
LttwRz=1/(7-w,,,W,,=1/7
T-w...

Wp、=1/7丁・w−t、w−t= 1/(τ・Wl
となる。したがって上位ビットのN、とP3のON抵抗
δ。。を、δoF、−δ。とすると、それぞれの組のN
oとP、、N、とP、、N、とPtのON抵抗はそれぞ
れ、 δHopo−F丁δ□28.δNIPl=flδN!p
HδN Z P 2−rYδN3P!=4]δ。
Wp, = 1/7 wt, wt = 1/(τ Wl
becomes. Therefore, the upper bit N, and the ON resistance δ of P3. . , δoF, −δ. Then, each set of N
The ON resistances of o and P, ,N, and P, ,N, and Pt are respectively δHopo−Fdδ□28. δNIPl=flδN! p
HδN Z P 2−rYδN3P! =4]δ.

すなわち、 δ8゜、。=2(τδ。、δ□□=2δ。。That is, δ8゜. =2(τδ., δ□□=2δ..

δN!P!=r丁δ。δN! P! = r ding δ.

となる。becomes.

したがって、点A、B、C,Dの変化量誤差δVA、δ
■6.δVc、δV、は(1)式より、(4−fl) 
 δ。
Therefore, the variation errors δVA, δ at points A, B, C, and D
■6. From equation (1), δVc and δV are (4-fl)
δ.

ζ1.29δ。ζ1.29δ.

=     (7fl−4)  δo  ’i1.47
6゜一    (2B−7fl)  δ。
= (7fl-4) δo 'i1.47
6°1 (2B-7fl) δ.

’−i2. 266゜ となる。’-i2. 266゜ becomes.

したがって、アナログスイッチのON抵抗が全て等しい
ときよりも、変化量誤差の格差は、かなり改善される。
Therefore, the difference in variation errors is considerably improved compared to when the ON resistances of the analog switches are all equal.

またアナログスイッチ部の面積もチャネル長は等しいか
らチャネル幅が小さくなった分小さくなる。
Furthermore, since the channel lengths are the same, the area of the analog switch section becomes smaller as the channel width becomes smaller.

なお、上記実施例ではアナログスイッチにそれぞれNM
O3とPMO3を用いたが、これはトランスミッション
ゲート形アナログスイッチを用いてもよい。
In the above embodiment, each analog switch has NM.
Although O3 and PMO3 are used, a transmission gate type analog switch may also be used.

また、上記実施例では、4ビツトのものについて説明し
たが、これに限るものでないことは言うまでもない。
Further, in the above embodiment, a 4-bit data has been described, but it goes without saying that the data is not limited to this.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上のように、この発明によれば、ディジタル・アナロ
グ変換器のアナログスイッチのサイズを上位ビット側か
ら下位ビット側へ一段移行する毎にある所定の比率で小
さくするようにしたので、アナログスイッチを占める面
積を広げることなく変換の単調性を維持できるものが得
られる効果がある。
As described above, according to the present invention, the size of the analog switch of the digital-to-analog converter is reduced by a predetermined ratio each time it moves from the upper bit side to the lower bit side. This has the effect of maintaining monotony of conversion without increasing the occupied area.

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

第1図はこの発明の一実施例による4ビット電圧加算方
式R−2Rディジタル・アナログ変換器のアナログスイ
ッチ部のパターンイメージ図、第2図は従来のパターン
イメージ図、第3図は従来のディジタル・アナログ変換
器の回路図である。 図において、1は第1入力端子、2は第2入力端子、3
は出力端子、4a、4b、4c、4dはデータ入力端子
、P0〜P8はPMO3,N、〜N、はNMO3である
。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。 許 】。 2゜ 3゜ 4゜ 手続補正書 (自発) 平成 2年11月ン/日 口じ 庁 長 官 殿 事件の表示 特願平2−173188号 発明の名称 ディジタル・アナログ変換器 補正をする者 事件との関係   特許出願人 住 所  東京都千代田区丸の内二丁目2番3号名 称
  (601)三菱電機株式会社代表者 志岐守哉
FIG. 1 is a pattern image diagram of an analog switch section of a 4-bit voltage addition type R-2R digital-analog converter according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a pattern image diagram of a conventional pattern, and FIG. 3 is a conventional digital-analog converter. FIG. 2 is a circuit diagram of a converter. In the figure, 1 is the first input terminal, 2 is the second input terminal, 3
are output terminals, 4a, 4b, 4c, and 4d are data input terminals, P0 to P8 are PMO3, N, and .about.N are NMO3. Note that the same reference numerals in the figures indicate the same or equivalent parts. Sorry]. 2゜3゜4゜Procedural Amendment (Voluntary) November 1990/Japan Related Patent Applicant Address 2-2-3 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Name (601) Mitsubishi Electric Corporation Representative Moriya Shiki

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)Nビットのディジタルデータに応じて第1、第2
の基準電位の差電圧の分圧電圧を適宜加算してアナログ
変換信号を得る電圧加算方式のR−2、Rディジタル・
アナログ変換回路を備え、 Nビットの2進数のディジタル信号をアナログ信号に変
換するディジタル・アナログ変換器において、 上記ディジタル・アナログ変換回路に設けたN個のアナ
ログスイッチを構成しているMOS電界効果トランジス
タは、上位ビット側から下位ビット側へ一段移行する毎
に所定の比率で小さくしたチャネル幅を有することを特
徴とするディジタル・アナログ変換器。
(1) First and second depending on N-bit digital data.
The voltage addition method R-2, R digital converter which obtains an analog conversion signal by appropriately adding the divided voltages of the difference voltage between the reference potentials of
In a digital-to-analog converter that includes an analog conversion circuit and converts an N-bit binary digital signal into an analog signal, MOS field effect transistors forming the N analog switches provided in the digital-to-analog conversion circuit are provided. A digital-to-analog converter characterized in that it has a channel width that is reduced by a predetermined ratio each time it moves from the upper bit side to the lower bit side.
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100707304B1 (en) * 2001-06-29 2007-04-12 삼성전자주식회사 Digital/analog converter for current type

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