JPH07162311A - D/a converter circuit - Google Patents

D/a converter circuit

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JPH07162311A
JPH07162311A JP34006493A JP34006493A JPH07162311A JP H07162311 A JPH07162311 A JP H07162311A JP 34006493 A JP34006493 A JP 34006493A JP 34006493 A JP34006493 A JP 34006493A JP H07162311 A JPH07162311 A JP H07162311A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
converter
output
bits
circuit
input terminal
Prior art date
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Pending
Application number
JP34006493A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masao Noro
正夫 野呂
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Yamaha Corp
Original Assignee
Yamaha Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To provide a D/A converter circuit obtained by simply extending the number of bits without expanding its size. CONSTITUTION:Upper ten bits out of digital data consisting of eleven bits are inputted to a 1st D/A converter 1 and the least significant bit(LSB) is inputted to a 2nd D/A converter 2. An adder circuit 3 to be used also as a voltage follower for an output from the 1st D/A converter 1 is constituted of an operational amplifier OP for supplying the output of the 1st D/A converter 1 to its non-inverted input terminal and supplying the output of the 2nd D/A converter 2 to its inverted input terminal through an input resistor R1 and a feedback resistor R2 connected between the inverted input terminal and an output terminal. The output of the 2nd D/A converter 2 is reduced by a voltage dividing ratio determined by the resistors R1, R2 and the reduced voltage is added to the output of the 1st D/A converter 1.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、DAコンバータ回路
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a DA converter circuit.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、高ビット数のDAコンバータ
回路として、抵抗ストリングスとCMOSスイッチを組
み合わせたものが知られている。この抵抗ストリングス
型DAコンバータは出力インピーダンスが高いため、高
入力インピーダンス回路で受ける必要がある。このため
出力段には通常、演算増幅器を用いた電圧フォロア回路
が設けられる。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a high bit number DA converter circuit, a combination of resistor strings and a CMOS switch has been known. Since this resistor string type DA converter has a high output impedance, it must be received by a high input impedance circuit. For this reason, the output stage is usually provided with a voltage follower circuit using an operational amplifier.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】抵抗ストリングス型の
DAコンバータ回路は、高い変換精度が得られる反面、
ビット数を増すと抵抗の数が多くなり、IC化したとき
に抵抗に大きな面積を必要とすることから、ICが大型
化するという難点があった。この発明は上記事情を考慮
してなされたもので、大型化することなく簡便なビット
数拡張を図ったDAコンバータ回路を提供することを目
的としている。
The resistance string type DA converter circuit provides high conversion accuracy, but
When the number of bits is increased, the number of resistors is increased, and a large area is required for the resistance when integrated into an IC, so that there is a problem that the IC becomes large. The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a DA converter circuit that easily expands the number of bits without increasing the size.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】この発明にかかるDAコ
ンバータ回路は、(m+n)ビットのディジタルデータ
のうち上位mビットが入力される第1のDAコンバータ
と、前記ディジタルデータのうち下位nビットが入力さ
れる第2のDAコンバータと、前記第1のDAコンバー
タの出力が非反転入力端子に供給され、前記第2のDA
コンバータの出力が入力抵抗を介して反転入力端子に供
給される演算増幅器及びその反転入力端子と出力端子間
に接続された帰還抵抗を有し、前記第2のDAコンバー
タの出力を前記入力抵抗と帰還抵抗の比で分圧して前記
第1のDAコンバータの出力に加算する加算手段とを有
することを特徴とする。
A DA converter circuit according to the present invention comprises a first DA converter to which upper m bits of (m + n) bits of digital data are input, and a lower n bits of the digital data. The second DA converter that is input and the output of the first DA converter are supplied to the non-inverting input terminal, and the second DA converter is input.
An output of the converter is supplied to an inverting input terminal via an input resistance, and an operational amplifier and a feedback resistance connected between the inverting input terminal and the output terminal of the operational amplifier are provided, and the output of the second DA converter is connected to the input resistance. And adding means for dividing the voltage by the ratio of the feedback resistors and adding it to the output of the first DA converter.

【0005】[0005]

【作用】この発明において、加算手段を構成する演算増
幅器とその帰還抵抗の部分は、通常の抵抗ストリングス
型DAコンバータにおいて用いられている電圧フォロア
そのものである。つまりこの発明は、mビットデータが
入力される第1のDAコンバータの出力に対して、その
出力を受ける電圧フォロアの部分で下位nビット分のデ
ータ信号を加算することで、ビット数を拡張した(m+
n)ビットDAコンバータ回路を実現したものというこ
とができる。
In the present invention, the operational amplifier constituting the adding means and the feedback resistance portion thereof are the voltage followers themselves used in the ordinary resistance string type DA converter. That is, the present invention expands the number of bits by adding the data signal of the lower n bits to the output of the first DA converter to which m-bit data is input, in the voltage follower receiving the output. (M +
n) It can be said that a bit DA converter circuit is realized.

【0006】[0006]

【実施例】以下、図面を参照して、この発明の実施例を
説明する。図1は、この発明の一実施例にかかる11ビ
ットDAコンバータ回路の構成を示す。このコンバータ
回路は、11ビットのディジタルデータのうち上位10
ビットデータを受ける第1のDAコンバータ1と、最下
位ビット(LSB)データを受ける第2のDAコンバー
タ2と、これらのコンバータ1,2の出力を所定比率で
加算する加算回路3とから構成されている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows the configuration of an 11-bit DA converter circuit according to an embodiment of the present invention. This converter circuit is used for the upper 10 bits of 11-bit digital data.
It comprises a first DA converter 1 for receiving bit data, a second DA converter 2 for receiving the least significant bit (LSB) data, and an adder circuit 3 for adding outputs of these converters 1, 2 at a predetermined ratio. ing.

【0007】第1のDAコンバータ1は、CMOSを用
いた抵抗ストリングス型DAコンバータである。第2の
DAコンバータ2は、一個のインバータにより構成され
て、LSBの”1”,”0”に応じて、Lレベル出力
(=0V)またはHレベル出力(=+5V)を出す1ビ
ットDAコンバータである。
The first DA converter 1 is a resistor string type DA converter using CMOS. The second DA converter 2 is composed of one inverter, and outputs a L level output (= 0V) or an H level output (= + 5V) according to LSB "1" or "0". Is.

【0008】加算回路3は、演算増幅器OPを用いて構
成されている。演算増幅器OPの非反転入力端子には第
1のDAコンバータ1の出力が供給され、反転入力端子
には第2のDAコンバータ2の出力が入力抵抗R1を介
して供給される。演算増幅器OPの出力端子と反転入力
端子の間には帰還抵抗R2が接続されている。この加算
回路3は、入力抵抗R1を無限大と仮定したとき、第1
のDAコンバータ1の出力に対してその電圧を高入力イ
ンピーダンスで受けてそのまま出力端子に導く帰還利得
1の非反転増幅器、即ち電圧フォロアを構成している。
The adder circuit 3 is composed of an operational amplifier OP. The output of the first DA converter 1 is supplied to the non-inverting input terminal of the operational amplifier OP, and the output of the second DA converter 2 is supplied to the inverting input terminal thereof via the input resistor R1. A feedback resistor R2 is connected between the output terminal and the inverting input terminal of the operational amplifier OP. This adder circuit 3 has the first resistance when the input resistance R1 is assumed to be infinite.
A non-inverting amplifier with a feedback gain of 1, that is, a voltage follower that receives the voltage of the output of the DA converter 1 with a high input impedance and directly guides it to the output terminal.

【0009】加算回路3の入力抵抗R1と帰還抵抗R2
の部分は、第2のDAコンバータ2の出力電圧V2を1
1ビットデータのLSB相当のアナログ電圧に降圧して
第1のDAコンバータ1の出力電圧V1に加算するため
の分圧回路となっている。なお加算回路3は、厳密には
減算を行っているが、第2のDAコンバータ2がインバ
ータを用いた1ビットDAコンバータであってここでデ
ータ反転されているため、全体として加算となってい
る。
Input resistance R1 and feedback resistance R2 of the adder circuit 3
Shows the output voltage V2 of the second DA converter 2 at 1
It is a voltage dividing circuit for stepping down the analog voltage corresponding to the LSB of 1-bit data and adding it to the output voltage V1 of the first DA converter 1. Although the addition circuit 3 strictly performs subtraction, since the second DA converter 2 is a 1-bit DA converter using an inverter and data is inverted here, addition is performed as a whole. .

【0010】加算回路3の入力抵抗R1と帰還抵抗R2
の関係を具体的に説明すれば、次の通りである。第1,
第2のDAコンバータ1,2の出力電圧V1,V2と最
終出力電圧V3の関係は、数1のようになる。
Input resistor R1 and feedback resistor R2 of the adder circuit 3
The relationship will be specifically described as follows. First,
The relationship between the output voltages V1 and V2 of the second DA converters 1 and 2 and the final output voltage V3 is as shown in Equation 1.

【0011】[0011]

【数1】 V3=V1・(R1+R2)/R1−V2・R2/R1[Formula 1] V3 = V1 · (R1 + R2) / R1-V2 · R2 / R1

【0012】第1のDAコンバータ1の出力電圧V1の
最小ステップをΔV1とすると、第2のDAコンバータ
2の出力電圧V2が抵抗R1,R2により分圧されて最
終出力端で得られる最小ステップΔV3は、ΔV1によ
る最終出力端での最小ステップΔV1・(R1+R2)
/R1の1/2でなければならないから、次の数2の関
係が得られる。
When the minimum step of the output voltage V1 of the first DA converter 1 is ΔV1, the minimum step ΔV3 obtained at the final output terminal by dividing the output voltage V2 of the second DA converter 2 by the resistors R1 and R2. Is the minimum step ΔV1 · (R1 + R2) at the final output end due to ΔV1
Since it has to be 1/2 of / R1, the following relationship of the following equation 2 is obtained.

【0013】[0013]

【数2】 ΔV3=V2・R2/R1 =ΔV1・(R1+R2)/2R1[Expression 2] ΔV3 = V2 · R2 / R1 = ΔV1 · (R1 + R2) / 2R1

【0014】第1のDAコンバータ1の出力電圧V1の
最小ステップΔV1を2[mV]、第2のDAコンバー
タ2の出力電圧V2のHレベルを5[V]としてこれら
を数2に代入すると、次の数3の関係が得られる。
Substituting the minimum step ΔV1 of the output voltage V1 of the first DA converter 1 into 2 [mV] and the H level of the output voltage V2 of the second DA converter 2 into 5 [V], and substituting them into Equation 2, The following equation 3 is obtained.

【0015】[0015]

【数3】R1=4999×R2[Equation 3] R1 = 4999 × R2

【0016】数3の関係を満たすように加算回路3を構
成することにより、第2のDAコンバータ2の出力が入
力データ11ビットのLSB相当のアナログ電圧として
第1のDAコンバータ1の出力に加算されて、11ビッ
トDAコンバータが実現されたことになる。
By configuring the adder circuit 3 so as to satisfy the relationship of Expression 3, the output of the second DA converter 2 is added to the output of the first DA converter 1 as an analog voltage corresponding to the LSB of 11 bits of input data. As a result, the 11-bit DA converter is realized.

【0017】通常の抵抗ストリングス型DAコンバータ
においても、図1の加算回路3を構成する演算増幅器O
P及び帰還抵抗R2の部分は電圧フォロアとして必要で
あるから、この実施例によれば従来の10ビッDAコン
バータに僅かの素子を付加するだけで11ビットDAコ
ンバータが得られたことになる。通常の抵抗ストリング
ス型で11ビットDAコンバータをICとして構成する
場合に比べると、大きな面積の抵抗を追加する必要がな
く、ICの大型化が防止される。
Also in the normal resistor string type DA converter, the operational amplifier O constituting the adder circuit 3 of FIG.
Since the portion of P and the feedback resistor R2 is necessary as a voltage follower, this embodiment provides an 11-bit DA converter by adding a few elements to the conventional 10-bit DA converter. Compared with the case where the 11-bit DA converter of the normal resistor strings type is configured as an IC, it is not necessary to add a resistor having a large area, and the IC is prevented from becoming large.

【0018】図2は、この発明の他の実施例にかかる1
3ビットDAコンバータ回路の構成である。図1の実施
例と対応する部分には図1と同一符号を付して詳細な説
明は省略する。第1のDAコンバータ1は、先の実施例
と同様に上位10ビットデータを受けるDAコンバータ
である。第2のDAコンバータ2は、下位3ビットデー
タを受ける3ビットDAコンバータであって、各ビット
データが入力されるインバータI1〜I3と、R−2R
のはしご型抵抗回路とから構成されている。はしご型抵
抗回路は、インバータI1の出力電圧に対して、インバ
ータI2,I3の出力電圧を順次1/2ずつ降圧しなが
ら、常に一定の出力インピーダンスRで出力を取り出す
ためのものである。
FIG. 2 shows a first embodiment of the present invention.
It is a configuration of a 3-bit DA converter circuit. The parts corresponding to those in the embodiment of FIG. 1 are designated by the same reference numerals as those in FIG. The first DA converter 1 is a DA converter that receives upper 10-bit data as in the previous embodiment. The second DA converter 2 is a 3-bit DA converter that receives lower 3-bit data, and includes inverters I1 to I3 to which each bit data is input and R-2R.
It consists of a ladder-type resistor circuit. The ladder resistance circuit is for taking out the output with a constant output impedance R while stepping down the output voltages of the inverters I2 and I3 by 1/2 with respect to the output voltage of the inverter I1.

【0019】先の実施例と同様にこの実施例の場合も、
演算増幅器OPを用いた加算回路3により、第1のDA
コンバータ1の出力電圧V1に対して第2のDAコンバ
ータ2の出力電圧V2が所定比率で加算される。この場
合先の実施例の数2に対応する式は、第2のDAコンバ
ータ2の出力インピーダンスRを考慮に入れると、次の
数4となる。
In the case of this embodiment as well as the previous embodiment,
By the adder circuit 3 using the operational amplifier OP, the first DA
The output voltage V2 of the second DA converter 2 is added to the output voltage V1 of the converter 1 at a predetermined ratio. In this case, the equation corresponding to the equation 2 in the above embodiment becomes the following equation 4 when the output impedance R of the second DA converter 2 is taken into consideration.

【0020】[0020]

【数4】 ΔV3=V2・R2/(R1+R) =ΔV1・(R1+R2+R)/2(R1+R)## EQU00004 ## .DELTA.V3 = V2.R2 / (R1 + R) =. DELTA.V1. (R1 + R2 + R) / 2 (R1 + R)

【0021】先の実施例と同様に、ΔV1=2[mV]
とする。第2のDAコンバータ2の最上位ビット出力電
圧のHレベルは、はしご型抵抗回路の存在により2.5
[V]であるから、V2=2.5[V]及びΔV1=2
[mV]を数4に代入すると、次の数5の関係が得られ
る。この数5の関係を満たすように各抵抗値を設定する
ことにより、10ビットDAコンバータと3ビットDA
コンバータを組み合わせた13ビットDAコンバータ回
路が得られる。
Similar to the previous embodiment, ΔV1 = 2 [mV]
And The H level of the most significant bit output voltage of the second DA converter 2 is 2.5 due to the existence of the ladder resistance circuit.
Since it is [V], V2 = 2.5 [V] and ΔV1 = 2
Substituting [mV] into Equation 4, the following Equation 5 is obtained. By setting each resistance value so as to satisfy the relationship of the equation 5, a 10-bit DA converter and a 3-bit DA converter are set.
A 13-bit DA converter circuit in which converters are combined can be obtained.

【0022】[0022]

【数5】R1+R=2499×R2[Equation 5] R1 + R = 2499 × R2

【0023】[0023]

【発明の効果】以上述べたようにこの発明によれば、一
つのDAコンバータの電圧フォロア部を加算回路として
他のDAコンバータの出力を加算することにより、簡便
なビット数拡張を図ったDAコンバータ回路を得ること
ができる。
As described above, according to the present invention, the voltage follower unit of one DA converter is used as an adder circuit to add the outputs of the other DA converters to thereby easily expand the number of bits. The circuit can be obtained.

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

【図1】 この発明の一実施例のDAコンバータ回路を
示す。
FIG. 1 shows a DA converter circuit according to an embodiment of the present invention.

【図2】 この発明の他の実施例のDAコンバータ回路
を示す。
FIG. 2 shows a DA converter circuit according to another embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…第1のDAコンバータ、2…第2のDAコンバー
タ、3…加算回路(電圧フォロア)。OP…演算増幅
器、R1…入力抵抗、R2…帰還抵抗。
1 ... 1st DA converter, 2 ... 2nd DA converter, 3 ... addition circuit (voltage follower). OP ... Operational amplifier, R1 ... Input resistance, R2 ... Feedback resistance.

─────────────────────────────────────────────────────
─────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成6年1月14日[Submission date] January 14, 1994

【手続補正1】[Procedure Amendment 1]

【補正対象書類名】図面[Document name to be corrected] Drawing

【補正対象項目名】全図[Correction target item name] All drawings

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【図1】 [Figure 1]

【図2】 [Fig. 2]

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 (m+n)ビットのディジタルデータの
うち上位mビットが入力される第1のDAコンバータ
と、 前記ディジタルデータのうち下位nビットが入力される
第2のDAコンバータと、 前記第1のDAコンバータの出力が非反転入力端子に供
給され、前記第2のDAコンバータの出力が入力抵抗を
介して反転入力端子に供給される演算増幅器及びその反
転入力端子と出力端子間に接続された帰還抵抗を有し、
前記第2のDAコンバータの出力を前記入力抵抗と帰還
抵抗の比で分圧して前記第1のDAコンバータの出力に
加算する加算手段とを有することを特徴とするDAコン
バータ回路。
1. A first DA converter to which upper m bits of the (m + n) -bit digital data are input, a second DA converter to which lower n bits of the digital data are input, and the first DA converter. The output of the DA converter is connected to the non-inverting input terminal, and the output of the second DA converter is connected to the inverting input terminal via the input resistor, and the operational amplifier is connected between the inverting input terminal and the output terminal. Has a feedback resistor,
A DA converter circuit comprising: an addition unit that divides an output of the second DA converter by a ratio of the input resistance and a feedback resistance and adds the divided output to the output of the first DA converter.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102843141A (en) * 2011-06-20 2012-12-26 蒂雅克股份有限公司 Da conversion device
JP2021073797A (en) * 2015-12-28 2021-05-13 株式会社半導体エネルギー研究所 Driving method for circuit

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