JPH0823280A - D/a converter device - Google Patents

D/a converter device

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JPH0823280A
JPH0823280A JP15774194A JP15774194A JPH0823280A JP H0823280 A JPH0823280 A JP H0823280A JP 15774194 A JP15774194 A JP 15774194A JP 15774194 A JP15774194 A JP 15774194A JP H0823280 A JPH0823280 A JP H0823280A
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signal
capacitor
control signal
digital input
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Yasunori Tani
泰範 谷
Tomihiko Fukumoto
富彦 福本
Tetsuhiko Kaneaki
哲彦 金秋
Akira Sobashima
彰 傍島
Hideaki Hatanaka
秀晃 畠中
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Abstract

PURPOSE:To effectively attenuate high frequency component included in a digital signal by outputting a signal which is average-moved with respect to the digital input signal of one bit in the constitution of delaying or inverting one of the control signals of a switch. CONSTITUTION:The switch 11 connects with the side of (a), namely connects the one terminal of a capacitor 13 to a reference voltage source when a control signal phi1 is one and connects with a ground side (b) when phi1d is zero. On the other hand, a switch 12 connects with the side of (a) when a control signal phi2 is one and with the ground side (b) when phi2 is zero. Then, the control signal phi1d is delayed by half synchronization of the control signal phi2. Thereby the analog output signal of an integration circuit 16 becomes a code contrary to the output signal of the switch 11. Namely, the analog output signal of the analog integration circuit 16 is obtained by calculating the running mean of the last two values of the digital input signal and inverting a code. Consequently, the frequency characteristic of an output amplitude attenuates largely near Nyquist frequency.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はディジタル信号をアナロ
グ信号に変換するD/A(ディジタル/アナログ)変換
装置に関し、特にスイッチトキャパシタ回路を用いたD
/A変換装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a D / A (digital / analog) converter for converting a digital signal into an analog signal, and more particularly to a D / A converter using a switched capacitor circuit.
The present invention relates to an A / A converter.

【0002】[0002]

【従来の技術】D/A変換装置の一つとして、スイッチ
トキャパシタ回路を応用したD/A変換装置が知られて
いる。従来報告されていたこの方式のD/A変換装置に
ついて図5を用いて説明する。なお、この技術に関連し
て「ラジオ技術(ラジオ技術社)1991年5月pp.142-14
7」にその記載がある。
2. Description of the Related Art As one of D / A converters, a D / A converter applying a switched capacitor circuit is known. A conventionally reported D / A converter of this system will be described with reference to FIG. Regarding this technology, "Radio Technology (Radio Technology Co., Ltd.) May 1991 pp.142-14
7 ”has the description.

【0003】図5は従来のD/A変換装置の一例を示す
回路図である。11,12は3端子のスイッチであり、
それぞれ制御信号φ1,φ2によって接続を切り換えるも
のである。13,14はコンデンサ、15はオペアンプ
である。コンデンサ14はオペアンプ15の反転入力端
子と出力間に接続され、またオペアンプ15の非反転入
力端子はグランドに接続され、このコンデンサ14とオ
ペアンプ15は反転出力型のアナログ積分回路16を構
成している。
FIG. 5 is a circuit diagram showing an example of a conventional D / A converter. 11 and 12 are switches with three terminals,
The connection is switched by control signals φ1 and φ2, respectively. Reference numerals 13 and 14 are capacitors, and 15 is an operational amplifier. The capacitor 14 is connected between the inverting input terminal and the output of the operational amplifier 15, and the non-inverting input terminal of the operational amplifier 15 is connected to the ground. The capacitor 14 and the operational amplifier 15 form an inverting output type analog integrating circuit 16. .

【0004】スイッチ11は制御信号φ1が"1"のとき
「a」の側、すなわちコンデンサ13の一方端子を基準
電圧源に接続し、φ1が"0"のとき「b」の側、すなわ
ちグランドに接続する。なお説明のため、ここでは基準
電圧源はグランド電位に対して正の電位とする。スイッ
チ12は制御信号φ2が"1"のとき「a」の側、すなわ
ちコンデンサ13の他方端子を積分回路16に接続し、
φ2が"0"のとき「b」の側、すなわちグランドに接続
する。このように、いわゆるスイッチトキャパシタ回路
を構成しているものであり、1ビットのディジタル入力
信号に対応して制御信号φ1を変化させることでD/A
変換を行うようになっている。積分回路16の出力がD
/A変換装置のアナログ出力となる。
The switch 11 connects the "a" side when the control signal φ1 is "1", that is, one terminal of the capacitor 13 is connected to the reference voltage source, and the "b" side when φ1 is "0", that is, the ground. Connect to. For the sake of explanation, it is assumed here that the reference voltage source has a positive potential with respect to the ground potential. The switch 12 connects the "a" side, that is, the other terminal of the capacitor 13 to the integrating circuit 16 when the control signal φ2 is "1",
When φ2 is "0", it is connected to the "b" side, that is, the ground. As described above, the so-called switched capacitor circuit is configured, and by changing the control signal φ1 in response to the 1-bit digital input signal, the D / A
It is supposed to do the conversion. The output of the integrating circuit 16 is D
It becomes the analog output of the / A converter.

【0005】次に図5のD/A変換装置の動作につい
て、図6および図2を用いて更に詳しく説明する。図6
は図5のD/A変換装置のスイッチ11,12の4通り
の接続状態を表しており、(a)と(b)の組み合わせによ
って「+1」を、(c)と(d)の組み合わせによって「−
1」を出力するようになっている。図2(ここでは(1)
(2)(3)(4)を用いる)は図5のD/A変換装置の各部
のタイミングチャートを示している。
Next, the operation of the D / A converter shown in FIG. 5 will be described in more detail with reference to FIGS. 6 and 2. Figure 6
Shows four connection states of the switches 11 and 12 of the D / A conversion device of FIG. 5, where “+1” is selected by the combination of (a) and (b), and “+1” is selected by the combination of (c) and (d). "-
1 "is output. Figure 2 (here (1)
(2), (3) and (4) are used to show a timing chart of each part of the D / A conversion device of FIG.

【0006】まず図6(a)ではφ1="1",φ2="0"で
あり、コンデンサ13は基準電圧源により充電される。
次に(b)になるとφ1="0",φ2="1"であり、スイッ
チ11がグランドに接続されるため、コンデンサ13の
他方端子はグランドに対して基準電圧源とは反対符号の
電荷を積分回路16へ出力する。積分回路16は反転出
力型であるから電荷の符号は再び反転し、グランドに対
して正の出力を得る。なお、このときの出力を「+1」
として以下の説明を行う。
First, in FIG. 6A, φ1 = "1" and φ2 = "0", and the capacitor 13 is charged by the reference voltage source.
Next, in the case of (b), φ1 = “0” and φ2 = “1”, and since the switch 11 is connected to the ground, the other terminal of the capacitor 13 has a charge of the opposite sign to the reference voltage source with respect to the ground. Is output to the integrating circuit 16. Since the integrating circuit 16 is of the inverted output type, the sign of the charge is inverted again to obtain a positive output with respect to the ground. The output at this time is "+1".
Will be described below.

【0007】また(c)ではφ1="0",φ2="0"であ
り、コンデンサ13は両端子ともグランドに接続されて
放電される。次に(d)になるとφ1="1",φ2="1"で
ありスイッチ11が基準電圧源に接続されるが、予めコ
ンデンサ13は放電しているためコンデンサ13の他方
端子は基準電圧源と同符号の電荷を積分回路16へ出力
する。積分回路16は反転出力型であるからこのときグ
ランドに対して負の出力を得ることとなり、「−1」が
出力される。
Further, in (c), φ1 = "0" and φ2 = "0", and both terminals of the capacitor 13 are connected to the ground and discharged. Next, in the case of (d), φ1 = “1” and φ2 = “1”, and the switch 11 is connected to the reference voltage source. However, since the capacitor 13 is discharged in advance, the other terminal of the capacitor 13 is the reference voltage source. The charge having the same sign as is output to the integrating circuit 16. Since the integrating circuit 16 is an inverting output type, a negative output with respect to the ground is obtained at this time, and "-1" is output.

【0008】ここでスイッチ12に注目すると、(a)と
(b),(c)と(d)の組み合わせで、共にはじめ「b」
に、次に「a」に接続されており、動作が共通であるか
ら制御信号φ2は"0"と"1"を周期的に繰り返す信号で
あれば良い。
Attention is paid to the switch 12 as shown in FIG.
The combination of (b), (c) and (d) starts with "b".
Then, the control signal φ2 is connected to "a" and has a common operation, so that the control signal φ2 may be any signal that periodically repeats "0" and "1".

【0009】またスイッチ11に注目すると、(a)と
(b)の組み合わせでは、「a」と「b」の接続の順序が
スイッチ12とは逆になっており、また(c)と(d)の組
み合わせではスイッチ12と同じになっている。したが
ってφ1の値は、1ビットのディジタル入力信号とφ2と
の排他的論理和となっていれば良い。このようにするこ
とで、ディジタル入力信号が"1"のとき「+1」を、"
0"のとき「−1」を出力する、1ビットのD/A変換
装置を構成するものである。
When attention is paid to the switch 11, (a)
In the combination of (b), the connection order of "a" and "b" is opposite to that of the switch 12, and in the combination of (c) and (d), it is the same as that of the switch 12. Therefore, the value of φ1 may be the exclusive OR of the 1-bit digital input signal and φ2. By doing this, when the digital input signal is "1", "+1" becomes
It constitutes a 1-bit D / A converter that outputs "-1" when it is "0".

【0010】以上の動作を図2で説明すると、まず(1)
の1ビットのディジタル入力信号は、たとえば周期t1
〜t8に示すように入力される。(3)の制御信号φ2は、
前記したように"0"と"1"を周期的に繰り返す信号であ
れば良いから、図のようにデューティ比50%の方形波
となっている。また(4)の制御信号φ1は、前記したよ
うに(1)と(3)の排他的論理和となっている。したがっ
て、このときの出力は(2)のアナログ出力信号に示した
ように得られる。
The above operation will be described with reference to FIG.
The 1-bit digital input signal of
~ Input as shown at t8. The control signal φ2 of (3) is
As described above, the signal may be any signal that periodically repeats "0" and "1", so that it is a square wave with a duty ratio of 50% as shown in the figure. The control signal φ1 of (4) is the exclusive OR of (1) and (3) as described above. Therefore, the output at this time is obtained as shown in the analog output signal of (2).

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら図5に示
す構成では、1ビットのディジタル入力信号がそのまま
D/A変換されるため、入力に含まれる高周波成分もそ
のままアナログ出力信号に変換されている。このため、
たとえば積分回路16のオペアンプ15に高速動作が要
求されるなど実用上困難な課題があった。
However, in the configuration shown in FIG. 5, since the 1-bit digital input signal is D / A converted as it is, the high frequency component contained in the input is also converted as it is to the analog output signal. For this reason,
For example, the operational amplifier 15 of the integrating circuit 16 is required to operate at high speed, which is a practically difficult problem.

【0012】特に1ビットのディジタル信号として例え
ばノイズシェーピングされた信号を用いる場合、アナロ
グ出力信号として必要なのは低周波成分のみであって高
周波成分は不要であり、前記従来のD/A変換装置では
得られたアナログ出力信号の高周波成分をさらにLPF
(低域通過フィルタ)を用いて除去するなどの方法が用
いられていた。すなわち従来のD/A変換装置では、不
要な高周波成分をD/A変換するために回路素子の高速
動作が必要になるといった課題があった。
In particular, when a noise-shaped signal is used as a 1-bit digital signal, only a low frequency component is required as an analog output signal and a high frequency component is not required, and the conventional D / A conversion device can obtain such a signal. The high-frequency component of the analog output signal
A method such as removal using a (low pass filter) has been used. That is, the conventional D / A conversion device has a problem that high-speed operation of the circuit element is required to perform D / A conversion of unnecessary high frequency components.

【0013】本発明は前記従来の課題を解決するもの
で、簡単な構成で、1ビットのディジタル入力信号に含
まれる高周波成分を減衰するとともに積分回路16など
に高速動作を要しないようなD/A変換装置を提供する
ことを目的とする。
The present invention solves the above-mentioned problems of the prior art by a D / D which has a simple structure and which attenuates high frequency components contained in a 1-bit digital input signal and does not require high speed operation of the integrating circuit 16 and the like. An object is to provide an A converter.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明のD/A変換装置は、コンデンサと、第1,第
2のスイッチと、積分回路を備え、前記第1のスイッチ
は1ビットのディジタル入力信号に対応してコンデンサ
の一方端子を基準電圧源またはグランドに接続し、かつ
前記第2のスイッチはコンデンサの他方端子を前記積分
回路の入力またはグランドに交互に接続するとともに、
前記1ビットのディジタル入力信号に対応する前記第1
のスイッチの動作をディジタル入力信号の周期より半周
期だけずらせるようにし、前記積分回路の出力をアナロ
グ出力信号としたものである。
To achieve this object, a D / A converter of the present invention comprises a capacitor, first and second switches, and an integrating circuit, and the first switch is 1 One terminal of the capacitor is connected to a reference voltage source or ground corresponding to the digital input signal of the bit, and the second switch alternately connects the other terminal of the capacitor to the input of the integrating circuit or ground, and
The first corresponding to the 1-bit digital input signal
The operation of the switch is shifted by a half cycle from the cycle of the digital input signal, and the output of the integration circuit is an analog output signal.

【0015】また本発明のD/A変換装置は、コンデン
サと、第1,第2のスイッチと、積分回路を備え、前記
第1のスイッチは1ビットのディジタル入力信号に対応
してコンデンサの一方端子を基準電圧源またはグランド
に接続し、かつ前記第2のスイッチはコンデンサの他方
端子を前記積分回路の入力またはグランドに交互に接続
するとともに、前記第2のスイッチの動作をディジタル
入力信号の周期より半周期だけずらせるようにし、前記
積分回路の出力をアナログ出力信号としたものである。
Further, the D / A converter of the present invention comprises a capacitor, first and second switches, and an integrating circuit, the first switch corresponding to one bit of the digital input signal and one of the capacitors. The terminal is connected to a reference voltage source or ground, the second switch alternately connects the other terminal of the capacitor to the input of the integrating circuit or ground, and the operation of the second switch is determined by the cycle of the digital input signal. The output of the integration circuit is an analog output signal so that it is shifted by a half cycle.

【0016】また本発明のD/A変換装置は、前記コン
デンサおよび第1のスイッチを同一の接続で複数個備
え、前記コンデンサの他方端子をすべて前記第2のスイ
ッチに接続してなり、前記複数個の第1のスイッチの導
通時アドミタンスの和が、前記第2のスイッチの導通時
アドミタンスに等しくなるようにしたものである。
Further, the D / A converter of the present invention comprises a plurality of the capacitors and the first switches connected in the same connection, and the other terminals of the capacitors are all connected to the second switch. The sum of the conductive admittances of the first switches is equal to the conductive admittance of the second switch.

【0017】[0017]

【作用】前記した構成により本発明は、制御信号の一方
を遅延し、または反転するという極めて簡単な構成で、
1ビットのディジタル入力信号に対して移動平均を行っ
た信号を出力することができるため、ディジタル入力信
号に含まれる高周波成分を効果的に減衰し、かつ積分回
路などの素子に高速動作を要しないようなD/A変換装
置を実現できる。
With the above-described structure, the present invention has an extremely simple structure in which one of the control signals is delayed or inverted.
Since a signal obtained by performing a moving average on a 1-bit digital input signal can be output, high-frequency components included in the digital input signal are effectively attenuated, and elements such as an integrating circuit do not need to operate at high speed. Such a D / A converter can be realized.

【0018】また本発明は、入力が複数ビットであった
場合には前記第2のスイッチを共用したスイッチトキャ
パシタ回路を複数個用い、かつ前記複数個の第1のスイ
ッチの導通時アドミタンスの和が、前記第2のスイッチ
の導通時アドミタンスに等しくなるようにすることで、
前記第2のスイッチを共用せずにD/A変換装置を構成
した場合と等価な時定数の回路を実現できる。さらに前
記第2のスイッチを共用することで、スイッチング時に
発生するノイズを最小に抑え、かつスイッチングの時刻
不一致によるノイズや特性変化を回避できる。
Further, according to the present invention, when the input is a plurality of bits, a plurality of switched capacitor circuits sharing the second switch are used, and the sum of the admittances when the plurality of first switches are conductive. , By making it equal to the admittance when the second switch is conducting,
It is possible to realize a circuit having a time constant equivalent to the case where the D / A converter is configured without sharing the second switch. Further, by sharing the second switch, it is possible to minimize the noise generated at the time of switching and to avoid the noise and the characteristic change due to the time mismatch of switching.

【0019】[0019]

【実施例】以下本発明の一実施例について図面を参照し
ながら説明する。 図1は本発明によるD/A変換装置
の一実施例を表す回路図である。図1で、11,12は
3端子のスイッチであり、それぞれ制御信号φ1d,φ2
によって接続を切り換えるものである。13,14はコ
ンデンサ、15はオペアンプである。コンデンサ14は
オペアンプ15の反転入力端子と出力間に接続され、ま
たオペアンプ15の非反転入力端子はグランドに接続さ
れ、このコンデンサ14とオペアンプ15は反転出力型
のアナログ積分回路16を構成している。なお図1のD
/A変換装置は、図5の従来のD/A変換装置と等価な
構成要素に対し同一の符号を付している。またスイッチ
トキャパシタ回路としての基本的な動作原理は図5のD
/A変換装置と同一のものであるため、詳細な説明を省
略する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of a D / A converter according to the present invention. In FIG. 1, 11 and 12 are switches with three terminals, and control signals φ1d and φ2, respectively.
The connection is switched by. Reference numerals 13 and 14 are capacitors, and 15 is an operational amplifier. The capacitor 14 is connected between the inverting input terminal and the output of the operational amplifier 15, and the non-inverting input terminal of the operational amplifier 15 is connected to the ground. The capacitor 14 and the operational amplifier 15 form an inverting output type analog integrating circuit 16. . Note that D in FIG.
In the A / A converter, the same reference numerals are given to the components equivalent to those of the conventional D / A converter of FIG. The basic operating principle of the switched capacitor circuit is shown in FIG.
Since it is the same as the A / A converter, detailed description thereof will be omitted.

【0020】次に図1のD/A変換装置の動作について
図2および図6を用いて説明する。図2(ここでは(1)
(3)(5)(6)を用いる)は図1のD/A変換装置の各部
のタイミングチャートである。まず(1)の1ビットのデ
ィジタル入力信号は、たとえば周期t1〜t8に示すよう
に入力される。スイッチ12の制御信号φ2は(3)のよ
うにデューティ比50%の方形波とする。また従来のス
イッチ11の制御信号は、前記したように(1)と(3)の
排他的論理和である(4)の制御信号φ1となっていた
が、本実施例ではこの(4)の制御信号φ1を(3)の制御
信号φ2の半周期だけ遅らせた(5)の制御信号φ1dを用
いる。
Next, the operation of the D / A converter of FIG. 1 will be described with reference to FIGS. 2 and 6. Figure 2 (here (1)
(3) (5) (6) are used are timing charts of each part of the D / A converter of FIG. First, the 1-bit digital input signal (1) is input, for example, as shown in cycles t1 to t8. The control signal φ2 of the switch 12 is a square wave with a duty ratio of 50% as shown in (3). Further, the control signal of the conventional switch 11 is the control signal φ1 of (4) which is the exclusive OR of (1) and (3) as described above, but in the present embodiment, this control signal of (4) is used. The control signal φ1d of (5) obtained by delaying the control signal φ1 by a half cycle of the control signal φ2 of (3) is used.

【0021】これによって(1)の1ビットのディジタル
入力信号が過去2回とも"1"または"0"のときは、(5)
の制御信号φ1dは(3)の制御信号φ2より半周期遅れて
いるから図6に示した(a)と(b),(c)と(d)の組み合
わせが反対になるため、(6)のアナログ出力信号は(2)
とは反対符号になる。
Thus, when the 1-bit digital input signal of (1) is "1" or "0" in the past two times, (5)
Since the control signal φ1d of (3) is delayed from the control signal φ2 of (3) by a half cycle, the combinations of (a) and (b) and (c) and (d) shown in FIG. The analog output signal of (2)
Has the opposite sign.

【0022】また(1)の過去2回の値が異なるときは、
(5)の制御信号φ1dは"0"または"1"に固定されるた
め、図6に示した接続状態の組み合わせでは(a)と(c)
または(b)と(d)の組み合わせとなる。これらの場合は
スイッチ11は動作せずスイッチ12がグランドから積
分回路の入力に切り替わるのみであり、電荷の移動は発
生しないため(6)のアナログ出力信号は「0」となる。
When the values of the past two times in (1) are different,
Since the control signal φ1d of (5) is fixed to "0" or "1", in the combination of the connection states shown in FIG. 6, (a) and (c)
Alternatively, it is a combination of (b) and (d). In these cases, the switch 11 does not operate, the switch 12 simply switches from the ground to the input of the integrating circuit, and the transfer of charges does not occur, the analog output signal of (6) becomes "0".

【0023】すなわち(6)のアナログ出力信号は(1)の
ディジタル入力信号の過去2回の値を移動平均し符号を
反転したものとなっている。したがって符号を無視すれ
ば伝達関数は(数1)で求められる。
That is, the analog output signal of (6) is obtained by moving the average of the past two values of the digital input signal of (1) and inverting the sign. Therefore, if the sign is ignored, the transfer function can be calculated by (Equation 1).

【0024】[0024]

【数1】 [Equation 1]

【0025】これから出力振幅の周波数特性は(数2)
となる。
From this, the frequency characteristic of the output amplitude is (Equation 2)
Becomes

【0026】[0026]

【数2】 [Equation 2]

【0027】したがって、ナイキスト周波数付近で大き
く減衰する特性を持つことがわかる。なお符号を非反転
とするためには、前記の説明からも明らかなように(5)
の制御信号φ1dを反転させればよい。
Therefore, it can be seen that it has a characteristic of being greatly attenuated near the Nyquist frequency. In addition, in order to make the sign non-inverted, as is clear from the above description (5)
The control signal φ1d of 1 may be inverted.

【0028】次に本発明の他の実施例について図面を参
照しながら説明する。図3は本発明によるD/A変換装
置の他の実施例を表す回路図である。図3で、11,1
2は3端子のスイッチであり、それぞれ制御信号φ1,
バーφ2によって接続を切り換えるものである。13,
14はコンデンサ、15はオペアンプである。コンデン
サ14はオペアンプ15の反転入力端子と出力間に接続
され、またオペアンプ15の非反転入力端子はグランド
に接続され、このコンデンサ14とオペアンプ15は反
転出力型のアナログ積分回路16を構成している。なお
図3のD/A変換装置は、図5の従来のD/A変換装置
と等価な構成要素に対し同一の符号を付している。また
スイッチトキャパシタ回路としての基本的な動作原理は
図5のD/A変換装置と同一のものであるため、詳細な
説明を省略する。
Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 3 is a circuit diagram showing another embodiment of the D / A converter according to the present invention. In FIG. 3, 11, 1
Reference numeral 2 is a switch with three terminals, which are control signals φ1,
The connection is switched by the bar φ2. 13,
Reference numeral 14 is a capacitor, and 15 is an operational amplifier. The capacitor 14 is connected between the inverting input terminal and the output of the operational amplifier 15, and the non-inverting input terminal of the operational amplifier 15 is connected to the ground. The capacitor 14 and the operational amplifier 15 form an inverting output type analog integrating circuit 16. . In the D / A conversion device of FIG. 3, the same reference numerals are given to the components equivalent to those of the conventional D / A conversion device of FIG. Further, since the basic operating principle of the switched capacitor circuit is the same as that of the D / A conversion device of FIG. 5, detailed description thereof will be omitted.

【0029】次に図3のD/A変換装置の動作について
図2および図6を用いて説明する。図2(ここでは(1)
(4)(7)(8)を用いる)は図3のD/A変換装置の各部
のタイミングチャートである。まず(1)の1ビットのデ
ィジタル入力信号は、たとえば周期t1〜t8に示すよう
に入力される。スイッチ11の制御信号φ1は(1)と
(3)の排他的論理和である(4)の制御信号φ1とする。
また従来のスイッチ12の制御信号は、前記したように
(3)の制御信号φ2となっていたが、本実施例ではこの
(3)の制御信号φ2を反転した(または半周期だけ遅ら
せた)(7)の制御信号バーφ2を用いる。
Next, the operation of the D / A converter shown in FIG. 3 will be described with reference to FIGS. Figure 2 (here (1)
(4), (7) and (8) are used in the timing chart of each part of the D / A converter of FIG. First, the 1-bit digital input signal (1) is input, for example, as shown in cycles t1 to t8. The control signal φ1 of the switch 11 is (1)
The control signal φ1 in (4), which is the exclusive OR of (3), is used.
The control signal of the conventional switch 12 is, as described above,
The control signal φ2 in (3) was used, but in the present embodiment, this
The control signal φ2 of (7) which is the inverted (or delayed by a half cycle) of the control signal φ2 of (3) is used.

【0030】これら(7)(4)の制御信号バーφ2,φ1
は、図2からも明らかなように(3)の制御信号φ2と
(5)の制御信号φ1dをそれぞれ半周期前へずらしたもの
となっている。したがって(8)のアナログ出力信号も
(6)のアナログ出力信号を半周期前へずらしたものとな
り、すなわち(8)のアナログ出力信号は(1)のディジタ
ル入力信号の過去2回の値を移動平均し符号を反転した
ものとなっている。もちろん周波数特性は(数2)で表
される。
Control signal bars φ2 and φ1 for these (7) and (4)
As is clear from FIG. 2, the control signal φ2 of (3)
The control signal φ1d in (5) is shifted by a half cycle each. Therefore, the analog output signal of (8)
The analog output signal of (6) is shifted a half cycle forward, that is, the analog output signal of (8) is the average of the past two values of the digital input signal of (1) and the sign is inverted. ing. Of course, the frequency characteristic is represented by (Equation 2).

【0031】図3の実施例の場合φ2を反転して用いる
だけで良く、図1の実施例の場合のようにφ1を半周期
遅延させるのと比較して簡単に実現できる。さらに、図
2の(2)(6)(8)からも明らかなように、従来例のアナ
ログ出力信号に対する遅延も図1の実施例の場合が1周
期に対して、図3の実施例の場合は半周期となってい
る。
In the case of the embodiment shown in FIG. 3, it is only necessary to invert and use φ2, which can be easily realized as compared with the case of delaying φ1 by a half cycle as in the case of the embodiment of FIG. Further, as is clear from (2), (6) and (8) of FIG. 2, the delay with respect to the analog output signal of the conventional example is one cycle in the case of the embodiment of FIG. The case is half cycle.

【0032】なお符号を非反転とするためには、前記の
説明からも明らかなように(4)制御信号φ1を反転させ
ればよい。次に本発明のさらに他の実施例について図面
を参照しながら説明する。
Incidentally, in order to make the sign non-inverted, as is apparent from the above description, (4) the control signal φ1 may be inverted. Next, still another embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0033】図4は本発明によるD/A変換装置のさら
に他の実施例を表す回路図である。図4で、11,1
2,17は3端子のスイッチであり、それぞれ制御信号
φ1,バーφ2,φ3によって接続を切り換えるものであ
る。なおスイッチ12の導通時アドミタンスは、スイッ
チ11,17の導通時アドミタンスの和に等しくなって
いる。13,14,18はコンデンサ、15はオペアン
プである。コンデンサ14はオペアンプ15の反転入力
端子と出力間に接続され、またオペアンプ15の非反転
入力端子はグランドに接続され、このコンデンサ14と
オペアンプ15は反転出力型のアナログ積分回路16を
構成している。なお図4のD/A変換装置は、図5の従
来のD/A変換装置と等価な構成要素に対し同一の符号
を付している。またスイッチトキャパシタ回路としての
基本的な動作原理は図5のD/A変換装置と同一のもの
であるため、詳細な説明を省略する。
FIG. 4 is a circuit diagram showing still another embodiment of the D / A converter according to the present invention. In FIG. 4, 11,1
Numerals 2 and 17 are switches of three terminals, which switch the connection by the control signal .phi.1 and the bars .phi.2 and .phi.3, respectively. The conduction admittance of the switch 12 is equal to the sum of the conduction admittance of the switches 11 and 17. Reference numerals 13, 14, 18 are capacitors, and 15 is an operational amplifier. The capacitor 14 is connected between the inverting input terminal and the output of the operational amplifier 15, and the non-inverting input terminal of the operational amplifier 15 is connected to the ground. The capacitor 14 and the operational amplifier 15 form an inverting output type analog integrating circuit 16. . In the D / A converter of FIG. 4, constituent elements equivalent to those of the conventional D / A converter of FIG. 5 are designated by the same reference numerals. Further, since the basic operating principle of the switched capacitor circuit is the same as that of the D / A conversion device of FIG. 5, detailed description thereof will be omitted.

【0034】図4のD/A変換装置は2ビットのディジ
タル入力信号をアナログ信号に変換するものであり、各
ビットに対して図3にて説明した実施例と同様に、制御
信号φ1およびφ3を生成してそれぞれスイッチ11,1
7の制御信号とし、コンデンサ13,18からの電荷を
積分回路16で加算してアナログ出力を得るものであ
る。
The D / A converter shown in FIG. 4 converts a 2-bit digital input signal into an analog signal. For each bit, the control signals .phi.1 and .phi.3 are the same as in the embodiment described with reference to FIG. To generate switches 11 and 1 respectively
The control signal 7 is used to add the charges from the capacitors 13 and 18 in the integrating circuit 16 to obtain an analog output.

【0035】ここでスイッチ12は、コンデンサ13,
18に対してそれぞれ設けられるべき2個のスイッチを
1個にまとめたものであり、これによってスイッチング
時に発生するノイズを最小に抑え、またスイッチングの
時刻不一致によるノイズや特性変化を回避するようにし
たものである。
Here, the switch 12 includes a capacitor 13,
The two switches that should be provided for each of the eighteen are grouped into one, so that the noise generated at the time of switching is minimized, and the noise and the characteristic change due to the time mismatch of switching are avoided. It is a thing.

【0036】さらにスイッチ12の導通時アドミタンス
を、スイッチ11,17の導通時アドミタンスの和に等
しくなるようにすることで、スイッチ12を1個で共用
せずにD/A変換装置を構成した場合と等価な時定数の
回路を実現できる。
Further, by making the admittance when the switch 12 is conductive equal to the sum of the admittances when the switches 11 and 17 are conductive, the D / A converter is configured without sharing one switch 12. A circuit with a time constant equivalent to can be realized.

【0037】以上説明したようにD/A変換装置を構成
するものである。ここではスイッチトキャパシタ回路と
して図1の構成を基本として用いたが、実際には様々な
構成で実現が可能であり、たとえばスイッチ11はMO
Sアナログスイッチ2個を用いて構成することも可能で
ある。また図2では(1)のディジタル入力信号の周期に
対してスイッチの制御信号に半分の周期の信号を用いた
が、これもたとえば多相のクロック信号を用いて実現す
ることもできる。また図4では2ビット入力のD/A変
換装置を示したが、勿論これに限ったものではなく何ビ
ットでも良い。また重み付けされたものである必要も無
い。
The D / A conversion device is configured as described above. Although the switched capacitor circuit is basically based on the configuration of FIG. 1 here, it can be realized in various configurations. For example, the switch 11 is an MO.
It is also possible to use two S analog switches. Further, in FIG. 2, a signal having a half cycle is used as the control signal of the switch with respect to the cycle of the digital input signal of (1), but this can also be realized by using a multi-phase clock signal, for example. Further, although FIG. 4 shows a 2-bit input D / A converter, the present invention is not limited to this, and any number of bits may be used. It need not be weighted.

【0038】[0038]

【発明の効果】以上述べたように本発明のD/A変換装
置は、スイッチの制御信号の一方を遅延し、または反転
するという極めて簡単な構成で、1ビットのディジタル
入力信号に対して移動平均を行った信号を出力すること
ができるため、ディジタル入力信号に含まれる高周波成
分を効果的に減衰し、かつ積分回路などの素子に高速動
作を要しないという優れたD/A変換装置を実現できる
ものである。
As described above, the D / A conversion device of the present invention has a very simple structure in which one of the control signals of the switch is delayed or inverted, and is moved with respect to a 1-bit digital input signal. Since an averaged signal can be output, an excellent D / A converter that effectively attenuates high-frequency components contained in a digital input signal and does not require high-speed operation of elements such as an integrating circuit is realized. It is possible.

【0039】また本発明は、入力が複数ビットであった
場合にもスイッチング時に発生するノイズを最小に抑
え、かつスイッチングの時刻不一致によるノイズや特性
変化を回避しつつ、前記第2のスイッチを共用せずにD
/A変換装置を構成した場合と等価な時定数の回路を実
現できるものである。
Further, according to the present invention, even when the input is a plurality of bits, the noise generated at the time of switching is minimized, and the noise and the characteristic change due to the time mismatch of the switching are avoided, and the second switch is shared. Without D
It is possible to realize a circuit having a time constant equivalent to that in the case of configuring the / A converter.

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

【図1】本発明によるD/A変換装置の一実施例を表す
回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of a D / A conversion device according to the present invention.

【図2】本発明および従来例によるD/A変換装置の各
部のタイミングチャートである。
FIG. 2 is a timing chart of each part of a D / A conversion device according to the present invention and a conventional example.

【図3】本発明によるD/A変換装置の他の実施例を表
す回路図である。
FIG. 3 is a circuit diagram showing another embodiment of the D / A conversion device according to the present invention.

【図4】本発明によるD/A変換装置のさらに他の実施
例を表す回路図である。
FIG. 4 is a circuit diagram showing still another embodiment of the D / A conversion device according to the present invention.

【図5】従来のD/A変換装置の一例を示す回路図であ
る。
FIG. 5 is a circuit diagram showing an example of a conventional D / A conversion device.

【図6】D/A変換装置のスイッチ動作を説明する図で
ある。
FIG. 6 is a diagram illustrating a switch operation of the D / A conversion device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11,12,17 スイッチ 13,14,18 コンデンサ 15 オペアンプ 16 積分回路 11, 12, 17 switch 13, 14, 18 capacitor 15 operational amplifier 16 integrating circuit

フロントページの続き (72)発明者 傍島 彰 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 畠中 秀晃 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内Front page continuation (72) Inventor Akira Sojima 1006 Kadoma, Kadoma City, Osaka Prefecture Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. (72) Hideaki Hatanaka, 1006 Kadoma, Kadoma City, Osaka Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 コンデンサと、第1,第2のスイッチ
と、積分回路を備え、前記第1のスイッチは1ビットの
ディジタル入力信号に対応してコンデンサの一方端子を
基準電圧源またはグランドに接続し、かつ前記第2のス
イッチはコンデンサの他方端子を前記積分回路の入力ま
たはグランドに交互に接続するとともに、前記1ビット
のディジタル入力信号に対応する前記第1のスイッチの
動作をディジタル入力信号の周期より半周期だけずらせ
るようにし、前記積分回路の出力をアナログ出力信号と
するD/A変換装置。
1. A capacitor, a first and a second switch, and an integrating circuit, wherein the first switch connects one terminal of the capacitor to a reference voltage source or ground corresponding to a 1-bit digital input signal. And the second switch alternately connects the other terminal of the capacitor to the input of the integrating circuit or the ground, and the operation of the first switch corresponding to the 1-bit digital input signal is changed to the digital input signal. A D / A converter in which the output of the integrating circuit is an analog output signal, which is shifted by a half cycle from the cycle.
【請求項2】 コンデンサと、第1,第2のスイッチ
と、積分回路を備え、前記第1のスイッチは1ビットの
ディジタル入力信号に対応してコンデンサの一方端子を
基準電圧源またはグランドに接続し、かつ前記第2のス
イッチはコンデンサの他方端子を前記積分回路の入力ま
たはグランドに交互に接続するとともに、前記第2のス
イッチの動作をディジタル入力信号の周期より半周期だ
けずらせるようにし、前記積分回路の出力をアナログ出
力信号とするD/A変換装置。
2. A capacitor, a first switch, a second switch, and an integrating circuit, wherein the first switch connects one terminal of the capacitor to a reference voltage source or ground corresponding to a 1-bit digital input signal. And the second switch alternately connects the other terminal of the capacitor to the input of the integrating circuit or the ground, and shifts the operation of the second switch by a half cycle from the cycle of the digital input signal, A D / A conversion device in which the output of the integration circuit is an analog output signal.
【請求項3】 コンデンサおよび第1のスイッチを同一
の接続で複数個備え、前記コンデンサの他方端子をすべ
て第2のスイッチに接続してなり、前記複数個の第1の
スイッチの導通時アドミタンスの和が、前記第2のスイ
ッチの導通時アドミタンスに等しくなるようにした請求
項1または2記載のD/A変換装置。
3. A plurality of capacitors and a first switch are connected in the same connection, and the other terminals of the capacitors are all connected to a second switch, the admittance at conduction of the plurality of first switches. 3. The D / A converter according to claim 1, wherein the sum is equal to the admittance when the second switch is on.
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