JPH0827709B2 - Multiplier type D / A converter - Google Patents

Multiplier type D / A converter

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JPH0827709B2
JPH0827709B2 JP26466190A JP26466190A JPH0827709B2 JP H0827709 B2 JPH0827709 B2 JP H0827709B2 JP 26466190 A JP26466190 A JP 26466190A JP 26466190 A JP26466190 A JP 26466190A JP H0827709 B2 JPH0827709 B2 JP H0827709B2
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multiplication
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converter
input
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陽 沢村
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明はモータ等のサーボ回路に用いられるD/A変換
器に係り、特にサーボ回路の制御ループのループゲイン
を補正することができるD/A変換器に関する。
The present invention relates to a D / A converter used in a servo circuit such as a motor, and more particularly to a D / A converter capable of correcting the loop gain of a control loop of the servo circuit. A converter.

[従来の技術] 従来、VTR等のモータサーボ回路においては、制御ル
ープのループゲインを最適化し、モータの回転遅れ、あ
るいはオーバーシュート等を防止している。
[Prior Art] Conventionally, in a motor servo circuit such as a VTR, the loop gain of a control loop is optimized to prevent a motor rotation delay or overshoot.

第9図は従来のモータサーボ回路の制御ループを示す
回路図である。図において、モータ10の回転周波数は、
周波数発生器(FG)12により検出され、波形整形回路14
に入力される。波形整形回路14は、入力周波数の1周期
毎に所定幅を有するパルス信号fgを出力する。
FIG. 9 is a circuit diagram showing a control loop of a conventional motor servo circuit. In the figure, the rotation frequency of the motor 10 is
Waveform shaping circuit 14 detected by frequency generator (FG) 12
Is input to The waveform shaping circuit 14 outputs a pulse signal fg having a predetermined width for each cycle of the input frequency.

パルス信号fgはF/V変換回路16に入力され、F/V変換回
路16は、入力周波数(パルス)が所定回数繰返される毎
に、1周期に対応する出力電圧を発生する。この出力電
圧はF/V変換回路16からシリアルに出力され、入力周波
数に対応したバルス列、すなわちm(m:整数)ビットの
電圧値(デジタルデータ)としてD/A変換器18に入力さ
れる。
The pulse signal fg is input to the F / V conversion circuit 16, and the F / V conversion circuit 16 generates an output voltage corresponding to one cycle each time the input frequency (pulse) is repeated a predetermined number of times. This output voltage is serially output from the F / V conversion circuit 16, and is input to the D / A converter 18 as a pulse train corresponding to the input frequency, that is, as a voltage value (digital data) of m (m: integer) bits. .

このデシタル電圧値は、D/A変換器18によりアナログ
電圧値に変換され、モータ・ドライブ・アンプ(MDA)2
0に入力される。MDA20は、アナロ電圧値に基づいてモー
タ10を所定速度で回転させるよう駆動する。
This digital voltage value is converted into an analog voltage value by the D / A converter 18, and the motor drive amplifier (MDA) 2
Entered in 0. The MDA 20 drives the motor 10 to rotate at a predetermined speed based on the analog voltage value.

さて、上記のようなモータサーボループにおいては、
前述したようにモータ10の負荷変動、立ち上がり、定速
回転等によって制御ループのループゲインを変更して
い。このようなループゲインの変更に際しては、F/V変
換回路16のF/Vカウンタ22におけるクロック信号CKの周
波数及びプリセット値Pを変更していた。
Now, in the above motor servo loop,
As described above, the loop gain of the control loop is changed by the load fluctuation of the motor 10, the rising, the constant speed rotation and the like. When changing the loop gain, the frequency of the clock signal CK and the preset value P in the F / V counter 22 of the F / V conversion circuit 16 are changed.

第10図はF/V変換回路16の動作を示すタイミングチャ
ートである。波形整形回路14からのパルス信号fgは(第
10図(a)参照)、F/Vカウンタ22及びラッチ回路24に
入力される。F/Vカウンタ22にはカウント用のクロック
信号CK1が入力されている(第10図(b)参照)。F/Vカ
ウンタ22は、クロック信号CK1に同期しながらカウント
アップを行う(第10図(c)参照)。このとき、F/Vカ
ウンタ22には、予めプリセット値P1が与えられており、
パルス信号fgの立上がり間でプリセット値P1以上のカウ
ント値がデシタル値V1として蓄積される。このデジタル
値V1は、パルス信号fgの立上がりタイミングで、F/Vカ
ウンタ22からラッチ回路24に転送される。そして、ラッ
チされたデシタル値V1は、所定の転送レートに従ってD/
A変換器18に出力される。
FIG. 10 is a timing chart showing the operation of the F / V conversion circuit 16. The pulse signal fg from the waveform shaping circuit 14 is (
10 (see FIG. 10A), and is input to the F / V counter 22 and the latch circuit 24. A clock signal CK1 for counting is input to the F / V counter 22 (see FIG. 10 (b)). The F / V counter 22 counts up in synchronization with the clock signal CK1 (see FIG. 10 (c)). At this time, the preset value P1 is given to the F / V counter 22 in advance,
A count value equal to or greater than the preset value P1 is accumulated as the digital value V1 between the rising edges of the pulse signal fg. The digital value V1 is transferred from the F / V counter 22 to the latch circuit 24 at the rising timing of the pulse signal fg. Then, the latched digital value V1 is D / D according to a predetermined transfer rate.
Output to the A converter 18.

ここで、ループゲインを高い設定する場合は、第10図
(d)に示すように、クロック信号CK1に対して周波数
が高いクロック信号CK2をF/Vカウンタ22に入力する。こ
のため、F/Vカウンタ22におけるカウントアップ動作が
早くなり、第10図(c)及び(e)に示すように、カウ
ントの傾斜角が変化する。そして、上記クロック信号GK
2に対応したプリセット値P2がF/Vカウンタ22に与えら
れ、前述したように、入力周波数(fg)から電圧値に変
換されたデジタル値V2がD/A変換器18に出力される。
Here, when the loop gain is set high, the clock signal CK2 having a higher frequency than the clock signal CK1 is input to the F / V counter 22, as shown in FIG. 10 (d). Therefore, the count-up operation in the F / V counter 22 becomes faster, and the tilt angle of the count changes as shown in FIGS. 10 (c) and 10 (e). Then, the clock signal GK
The preset value P2 corresponding to 2 is given to the F / V counter 22, and as described above, the digital value V2 converted from the input frequency (fg) to the voltage value is output to the D / A converter 18.

[発明の解決しようとする課題] ところで、上記したように、従来のサーボ回路におい
てループゲインを変更する必要がある場合は、クロック
信号CKの周波数を変えることによりカウントの傾斜角を
変え、更にクロックR信号CKの周波数に対応させてF/V
カウンタ22のプリセット値Pを変える必要があった。こ
のため、ループゲインを複数種類切り換えたい場合に
は、F/Vカウンタ22のプリセット値Pを複数個予め持つ
必要があり、ROMデータが膨大なものになっていた。
[Problems to be Solved by the Invention] By the way, as described above, when it is necessary to change the loop gain in the conventional servo circuit, the inclination angle of the count is changed by changing the frequency of the clock signal CK, and F / V corresponding to the frequency of R signal CK
It was necessary to change the preset value P of the counter 22. Therefore, when it is desired to switch a plurality of types of loop gain, it is necessary to have a plurality of preset values P of the F / V counter 22 in advance, and the ROM data becomes enormous.

本発明は、上記した従来技術の課題を解決するために
なされたものであり、その目的は、F/Vカウンタのクロ
ック信号及びプリセット値を固定したままで、ループゲ
インを変更し得るD/A変換器を提供することにある。
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the prior art, and an object thereof is a D / A that can change a loop gain while fixing a clock signal and a preset value of an F / V counter. To provide a converter.

[課題を解決するめたの手段] 上記目的を達成するために、本発明に係るD/A変換器
は、下位桁からビット単位に順次入力されるデジタルデ
ータに対応させながら電荷を蓄積するコンデンサを含
み、前記デジタルデータに応じた電圧値を発生するD/A
変換器において、 入力される読み出し用シフトクロックに同期させなが
ら前記デジタルデータの最上位ビットデータ未満のビッ
トデータを下位桁から順次出力するシフトレジスタと、 このシフトレジスタに入力する読み出し用シフトクロ
ックの数を所望の乗算値に応じて可変設定する乗算用パ
ルス発生回路と、 前記シフトレジスタから出力されるビット単位のデー
タに、前記乗算値が2n倍以外のとき、このビットデータ
の上位桁のビットデータを加算する加算器と、 前記乗算値が2n倍以外のとき上位桁のビットデータを
加算器に入力する加算ゲートと、 前記デジタルデータの最上位ビットデータをラッチ
し、前記シフトクロックに同期した加算動作を終えた後
にこの最上位ビットデータを出力するMSB用ラッチと、
を含むことを特徴とする。
[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, a D / A converter according to the present invention includes a capacitor that accumulates charges while corresponding to digital data sequentially input in bit units from a lower digit. D / A that includes a voltage value corresponding to the digital data
In the converter, a shift register that sequentially outputs bit data less than the most significant bit data of the digital data from the lower digit while synchronizing with the input read shift clock, and the number of read shift clocks input to this shift register A pulse generating circuit for multiplication that variably sets according to a desired multiplication value, and the bit unit data output from the shift register, when the multiplication value is other than 2 n times, the bit of the upper digit of this bit data An adder for adding data, an addition gate for inputting higher-order bit data to the adder when the multiplication value is other than 2 n times, latching the most significant bit data of the digital data, and synchronizing with the shift clock. The MSB latch that outputs this most significant bit data after finishing the addition operation
It is characterized by including.

[作用] 上記構成を有する本発明のD/A変換器においては、ビ
ットデータの桁を上下方向に移動させることができ、こ
の桁移動によってオリジナルデータを2n倍することがで
きる。
[Operation] In the D / A converter of the present invention having the above configuration, the digit of the bit data can be moved in the vertical direction, and by this digit movement, the original data can be multiplied by 2 n .

また、ビットデータにその上位桁のビットデータを加
算することにより、(2n×1.5)倍の乗算データを得る
ことができる。
Also, by adding the bit data of the upper digit to the bit data, it is possible to obtain (2 n × 1.5) times multiplication data.

[実施例] 以下、図面に基づいて本発明の好適な実施例を説明す
る。
[Embodiment] A preferred embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図は本発明の乗算型D/A変換器における特徴的構
成要素である乗算部を示す回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a multiplication unit which is a characteristic constituent element in the multiplication type D / A converter of the present invention.

図において、30はラッチ回路で、第9図に示したF/V
変換回路16から入力されるデジタル値(D/A変換される
データ)をラッチする。本実施例では、LSB〜MSBまで、
例えば10ビットのデジタルデータを扱うものとする。32
はシフトレジスタで、ラッチ回路30のLSB〜9ビットに
対応したデータラッチ用レジスタ32aと、スイッチを介
してアース接地される出力用レジスタ32b、加算用レジ
スタ32c、MSBに対応する仮想MSB用レジスタ32dとから構
成されている。シフトレジスタ32にはロードパルスによ
ってそれぞれのデータが入力される。このシフトレジス
タ32は、読み出し用のシフトクロックが入力され、この
シフトクロックに同期しながらMSBを除くLSB〜9ビット
までのビットデータを下位桁から順次出力する。
In the figure, 30 is a latch circuit, which is the F / V shown in FIG.
The digital value (data to be D / A converted) input from the conversion circuit 16 is latched. In this embodiment, from LSB to MSB,
For example, assume that 10-bit digital data is handled. 32
Is a shift register, which is a data latch register 32a corresponding to LSB to 9 bits of the latch circuit 30, an output register 32b grounded through a switch, an addition register 32c, and a virtual MSB register 32d corresponding to the MSB. It consists of and. Each data is input to the shift register 32 by a load pulse. A shift clock for reading is input to the shift register 32, and bit data of LSB to 9 bits excluding MSB is sequentially output from the lower digit in synchronization with the shift clock for reading.

34は加算器(1ビット・フルアダー)で、シフトレジ
スタ32の出力用レジスタ32bから出力されるビットデー
タと、ANDゲート36の出力データとを加算する。ANDデー
ト36は本発明の加算ゲートとして機能する。すなわち、
ANDゲート36の端子38には、ラッチ回路30にラッチされ
たデジタルデータを2n倍するとき以外、例えば(2n×1.
5)倍するときに「H」が入力される。
An adder (1 bit full adder) 34 adds the bit data output from the output register 32b of the shift register 32 and the output data of the AND gate 36. The AND date 36 functions as the addition gate of the present invention. That is,
The terminal 38 of the AND gate 36, except when 2 n times the digital data latched in the latch circuit 30, for example, (2 n × 1.
5) “H” is input when multiplying.

このとき、ANDゲート36は、加算用レジスタ32cのビッ
トデータ、すなわち出力用レジスタ32bのビットデータ
に対する上位桁のビットデータを加算器34に出力する。
これに対して、2n倍するときは、端子38に「L」が入力
され、加算用レジスタ32cのビットデータは加算器34に
入力されない。この加算器34の出力は、変換すべきデジ
タルデータとして、MSB転送用スイッチ40を介して、Sou
t用出力端子42から第2図に示すD/A変換器に入力され
る。
At this time, the AND gate 36 outputs the bit data of the addition register 32c, that is, the bit data of the upper digit to the bit data of the output register 32b to the adder 34.
On the other hand, when multiplying by 2 n , "L" is input to the terminal 38 and the bit data of the addition register 32c is not input to the adder 34. The output of the adder 34 is sent as digital data to be converted via the switch 40 for MSB transfer to Sou
Input from the t output terminal 42 to the D / A converter shown in FIG.

44はMSB用ラッチで、加算器34においてシフトクロッ
クに同期した加算動作が終了した後、MSBをSout用出力
端子42に出力する。すなわち、MSBは、MSB転送クロック
がDラッチ46を介してMSB転送用スイッチ40に印加され
たとき、Sout用出力端子42から出力される。
Reference numeral 44 denotes an MSB latch, which outputs the MSB to the Sout output terminal 42 after the adder 34 completes the adding operation in synchronization with the shift clock. That is, the MSB is output from the Sout output terminal 42 when the MSB transfer clock is applied to the MSB transfer switch 40 via the D latch 46.

このMSBと前述した加算器34の出力とが合成されて、
第2図に示すD/A変換器に変換すべきデジタルデータ(1
0ビット)Soutとして入力される。なお、ラッチ回路30
のMSBは、ロードパルスによってMSB用ラッチ44にラッチ
されている。
This MSB is combined with the output of the adder 34 described above,
Digital data to be converted to the D / A converter shown in FIG.
0 bit) Input as Sout. The latch circuit 30
The MSB is latched in the MSB latch 44 by the load pulse.

48は、乗算用パルス発生回路で、上記したシフトクロ
ック、ロードパルス、MSB転送クロック、端子38に供給
するゲートパルス等、本発明の乗算動作を制御するパル
ス信号を発生する。この乗算用パルス発生回路48は、本
発明において、シフトレジスタ34に入力すめ読み出し用
シフトクロックのパルス数を、設定された所望の乗算
値、すなわちループゲインに応じて可変設定する。
Reference numeral 48 denotes a multiplication pulse generation circuit, which generates pulse signals for controlling the multiplication operation of the present invention, such as the shift clock, load pulse, MSB transfer clock, gate pulse supplied to the terminal 38, and the like. In the present invention, this multiplication pulse generation circuit 48 variably sets the number of pulses of the read shift clock input to the shift register 34 according to the desired multiplication value that has been set, that is, the loop gain.

50は、オーバーフロー検出用のORゲートで、MSB転送
クロックがDラッチ52に供給された時点でオーバーフロ
ーを検出し、強制H信号を出力させる。54は、アンダー
フロー用のORゲートで、MSB転送クロックがDラッチ56
に供給された時点で、アンダーフローを検出し、強制L
信号を出力させる。
Reference numeral 50 is an OR gate for overflow detection, which detects an overflow when the MSB transfer clock is supplied to the D latch 52 and outputs a forced H signal. 54 is an OR gate for underflow, and the MSB transfer clock is D latch 56
When it is supplied to the
Output a signal.

第2図は、本発明の乗算型D/A変換器におけるD/A変換
部を示す回路図、第3図はそのタイミングチャートであ
る。本実施例のD/A変換部は、従来よりスイッチドキャ
パシタD/A変換器と呼ばれているもので、下位桁からビ
ット単位に順次入力されるデジタルデータ(本実施例で
はSout)に対応させながら、電荷を蓄積するコンデンサ
を含み、前記デジタルデータに応じた電圧値を発生す
る。
FIG. 2 is a circuit diagram showing a D / A conversion section in the multiplication D / A converter of the present invention, and FIG. 3 is a timing chart thereof. The D / A converter of this embodiment is conventionally called a switched capacitor D / A converter, and supports digital data (Sout in this embodiment) sequentially input in bit units from the lower digit. While including the capacitor, it includes a capacitor for accumulating electric charge and generates a voltage value according to the digital data.

第2図において、60はD/A変換用パルス発生回路で、
第1図に示したSout及びロードパルスを入力され、D/A
変換に必要な各種パルス信号を発生する。このD/A変換
用パルス発生回路60におけるパルス発生動作は、第3図
(a)に示すクロック信号CKに同期して行われる。
In FIG. 2, 60 is a D / A conversion pulse generation circuit,
The Sout and load pulse shown in Fig. 1 are input and the D / A
Generates various pulse signals required for conversion. The pulse generation operation in the D / A conversion pulse generation circuit 60 is performed in synchronization with the clock signal CK shown in FIG.

ロードパルスがD/A変換用パルス発生回路60に入力さ
れると、まず、第3図(b)に示す信号PIN1が出力され
る。PIN1は、トランジスタTr1を励起させコンデンサC1
の電荷を放電させるリセット信号として作用する。
When the load pulse is input to the D / A conversion pulse generation circuit 60, first, the signal PIN1 shown in FIG. 3 (b) is output. PIN1 excites transistor Tr1 and capacitor C1
It acts as a reset signal to discharge the electric charge of.

一方、デジタルデータSoutの「1」、「0」に対応し
て第3図(c),(d)に示す信号P2,N2が、D/A変換用
パルス発生回路60から出力される。信号P2,N2は、それ
ぞれトランジスタTr2,Tr3を励起するために出力され、S
outが「1」の時、P2が「L」、またSoutが「0」のと
きN2が「H」となる。信号P2,N2により、Tr2がONの時コ
ンデンサC2への充電が行われ、Tr3がONの時コンデンサC
2の放電が行われる。
On the other hand, signals P2 and N2 shown in FIGS. 3C and 3D corresponding to "1" and "0" of the digital data Sout are output from the D / A conversion pulse generation circuit 60. Signals P2 and N2 are output to excite transistors Tr2 and Tr3, respectively, and S
When out is "1", P2 is "L", and when Sout is "0", N2 is "H". Signals P2 and N2 charge capacitor C2 when Tr2 is ON, and capacitor C when Tr3 is ON.
Two discharges are made.

コンデンサC2の電荷は、1ビット毎に閉制御されるス
イッチSW1によりコンデンサC1に分配される。なお、ス
イッチSW1の制御信号S1は、第3図(e)に示すよう
に、Tr2,Tr3の休止時にクロック信号CKに同期して出力
される。
The charge of the capacitor C2 is distributed to the capacitor C1 by the switch SW1 which is closed and controlled for each bit. The control signal S1 of the switch SW1 is output in synchronization with the clock signal CK when the Tr2 and Tr3 are at rest, as shown in FIG. 3 (e).

このようにデシタルデータSoutに対応してコンデンサ
C1に蓄積された電圧値は、バッフア62に接続されてい
る。そして、本実施例であれば、10ビットのデシダルデ
ータSoutについて電荷が蓄積された時点で、第3図
(f)に示す記号S2が出力される。
In this way, the capacitor corresponding to the digital data Sout
The voltage value stored in C1 is connected to the buffer 62. Then, according to the present embodiment, the symbol S2 shown in FIG. 3 (f) is output at the time when the charge is accumulated for the 10-bit decimal data Sout.

信号S2によりスイッチSW2が閉じ、コンデンサC3が充
電される。このコンデンサC3の電圧値がバッフア64を介
して最終的にD/A変換された電圧値として出力される。
なお、コンデンサC3を強制的に充電または放電させるた
めに、トランジスタTr4及びTr5が設けられている。
The signal S2 closes the switch SW2 and charges the capacitor C3. The voltage value of the capacitor C3 is finally output as a D / A converted voltage value via the buffer 64.
Note that transistors Tr4 and Tr5 are provided to forcibly charge or discharge the capacitor C3.

次に、第4図〜第8図を参照しながら、本発明の乗算
型D/A変換器における乗算部の動作を説明する。
Next, the operation of the multiplication unit in the multiplication type D / A converter of the present invention will be described with reference to FIGS.

第4図はデジタルデータを1倍(20)倍及び1.5倍(2
0×1.5倍)する場合の乗算動作を示す状態変化図であ
る。なお、図中のA〜Jは「1」または「0」のビット
データを表すものとする。この乗算を行う場合、第1図
の乗算用パルス発生回路48は、シフトクロックのパルス
数を10個とし、更に最初のクロック出力タイミングをク
ロック分遅らせる。
Figure 4 is 1 times the digital data (2 0) times and 1.5 times (2
FIG. 9 is a state change diagram showing a multiplication operation in the case of ( 0 × 1.5 times). Note that A to J in the figure represent bit data of "1" or "0". When performing this multiplication, the multiplication pulse generation circuit 48 of FIG. 1 sets the number of pulses of the shift clock to 10, and further delays the first clock output timing by the clock.

まず、MSB用ラッチ44及びシフトレジスタ3がオール
0の初期状態(第1行目)の時、ロードパルスが出力さ
れると、MSB用ラッチ44及びシフトレジスタ32には、第
2行目のようにビットデータが読み込まれる。シフトレ
ジスタ32に読み込まれたビットデータは、シフトクロッ
クが1クロック分タイムラグを有しているため、第4行
目からシフトクロックによってシフトされる。
First, when the load pulse is output when the MSB latch 44 and the shift register 3 are in the initial state of all 0s (first row), the MSB latch 44 and the shift register 32 are set to the second row. Bit data is read into. The bit data read into the shift register 32 is shifted by the shift clock from the fourth row since the shift clock has a time lag of one clock.

10個のシフトクロックが送出されると、オーバーフロ
ーが検出され、MSB用ラッチ44から最上位ビットデータ
AがSout用出力端子に出力される。ここで、第2図のD/
A変換用パルス発生回路60には、Aから数えて10個のビ
ットデータA〜Jが入力される。
When 10 shift clocks are transmitted, overflow is detected and the MSB latch 44 outputs the most significant bit data A to the Sout output terminal. Where D / in Fig. 2
Ten bit data A to J counting from A are input to the A conversion pulse generation circuit 60.

この10ビットのデータは、もともとのデジタルデータ
A〜Jに等しく、20=1.0倍の乗算結果に等しい。
This 10-bit data is equal to the original digital data A to J and is equal to the multiplication result of 2 0 = 1.0.

一方、20×1.5倍の乗算を行う場合は、端子38にゲー
トパルス「H」が与えられ、乗算データA,0+B,B+C,
…,I+J」が得られる。この乗算データについて、以下
に考察する。例えば、もともとのデジタルデータB〜J
が000001010(=10)とすると、乗算データは000001111
(=15)となり、1.5倍の乗算結果が得られる。
On the other hand, when performing 2 0 × 1.5 times multiplication, the gate pulse "H" is given to the terminal 38, multiplication data A, 0 + B, B + C,
…, I + J ”is obtained. This multiplication data will be considered below. For example, the original digital data BJ
Is 000001010 (= 10), the multiplication data is 000001111
(= 15), and a multiplication result of 1.5 times is obtained.

さて、デジタルデータにおいてビットデータAは、例
えば正負の極性を示すフラグビットであり、第8図に示
すようにデータA=1のとき正、A=0のとき負を示
す。そして、ビットデータB〜Jにより、正負それぞれ
に29=512階調に対応している。
In the digital data, the bit data A is, for example, a flag bit indicating positive or negative polarity, and indicates positive when the data A = 1 and negative when A = 0 as shown in FIG. Then, the bit data B to J, which corresponds to 2 9 = 512 gradation, respectively positive and negative.

第5図は、デジタルデータを2倍(21)倍及び3倍
(21×1.5倍)する場合の乗算動作を示す状態変化図で
ある。この乗算を行う場合、第1図の乗算用パルス発生
回路48は、シフトクロックのパルス数を9個とし、更に
最初のクロック出力タインミングを2クロック分遅らせ
る。
FIG. 5 is a state change diagram showing a multiplication operation when digital data is doubled (2 1 ) times and tripled (2 1 × 1.5 times). When performing this multiplication, the multiplication pulse generation circuit 48 of FIG. 1 sets the number of pulses of the shift clock to 9, and further delays the initial clock output timing by 2 clocks.

まず、MSB用ラッチ44及びシフトレジスタ3がオール
0の初期状態(第1行目)の時、ロードパルスが出力さ
れると、MSB用ラッチ44及びシフトレジスタ32には、第
2行目のようにビットデータが読み込まれる。シフトレ
ジスタ32に読み込まれたビットデータは、シフトクロッ
クが2クロック分タイムラグを有しているため、第5行
目からシフトクロックによってシフトされる。
First, when the load pulse is output when the MSB latch 44 and the shift register 3 are in the initial state of all 0s (first row), the MSB latch 44 and the shift register 32 are set to the second row. Bit data is read into. The bit data read into the shift register 32 is shifted by the shift clock from the fifth row since the shift clock has a time lag of 2 clocks.

9個のシフトクロックが送出されると、オーバーフロ
ーが検出され、MSB用ラッチ44から最上位ビットデータ
AがSout用出力端子に出力される。ここで、第2図のD/
A変換用パルス発生回路60には、Aから数えて10個のビ
ットデータA,C〜J,0が入力される。
When nine shift clocks are sent, overflow is detected and the MSB latch 44 outputs the most significant bit data A to the Sout output terminal. Where D / in Fig. 2
Ten bit data A, C to J, 0 counting from A are input to the A conversion pulse generation circuit 60.

この乗算データについて以下に考察する。例えばもと
もとのデシタルデータB〜Jが000000101(=5)とす
ると、乗算データは000001010(=10)となり、2.0倍の
乗算結果が得られる。
This multiplication data will be considered below. For example, if the original digital data B to J is 000000101 (= 5), the multiplication data is 000001010 (= 10), and the multiplication result of 2.0 times is obtained.

一方、21×1.5=3.0倍の乗算を行う場合は、端子38に
ゲートパルス「H」が与えられ、乗算データA,B+C,C+
D,…J+0が得られる。
On the other hand, when multiplying 2 1 × 1.5 = 3.0 times, the gate pulse “H” is given to the terminal 38 and the multiplication data A, B + C, C +
D, ... J + 0 is obtained.

この乗算データについて、以下に考察する。例えば、
もともとのデジタルデータB〜Jが000000101(=5)
とすると、乗算データは000001111(=15)となり、3.0
倍の乗算結果が得られる。
This multiplication data will be considered below. For example,
Original digital data B to J is 000000101 (= 5)
Then, the multiplication data becomes 000001111 (= 15), which is 3.0
Double multiplication result is obtained.

ここで、第8図より明らかなように、例えば2倍の乗
算を行うと、256に対する乗算データが512となり、以降
の乗算データに対応するデータがないため、257以上の
データに関しては強制Hまたは強制Lによって512に規
定している。
Here, as is apparent from FIG. 8, for example, when a multiplication of 2 times is performed, the multiplication data for 256 becomes 512, and since there is no data corresponding to the subsequent multiplication data, forcible H or It is specified as 512 by compulsory L.

第6図は、デジタルデータを4倍(22倍)及び6倍
(22×1.5倍)する場合の乗算動作を示す状態変化図で
ある。この乗算を行う場合、第1図の乗算用パルス発生
回路48は、シフトクロックのパルス数を8個とし、更に
最初のクロック出力タイミングを3クロック分遅らせ
る。
6 is a state change diagram showing a multiplication operation for four times the digital data (2 twice), and 6 times (2 2 × 1.5 fold). When performing this multiplication, the multiplication pulse generation circuit 48 of FIG. 1 sets the number of pulses of the shift clock to 8 and further delays the first clock output timing by 3 clocks.

まず、MSB用ラッチ44及びシフトレジスタ3がオール
0の初期状態(第1行目)の時、ロードパルスが出力さ
れると、MSB用ラッチ44及びシフトレジスタ32には、第
2行目のようにビットデータが読み込まれる。シフトレ
ジスタ32に読み込まれたビットデータは、シフトクロッ
クが3クロック分タイムラグを有しているため、第6行
目からシフトクロックによってシフトされる。
First, when the load pulse is output when the MSB latch 44 and the shift register 3 are in the initial state of all 0s (first row), the MSB latch 44 and the shift register 32 are set to the second row. Bit data is read into. The bit data read into the shift register 32 is shifted by the shift clock from the sixth row since the shift clock has a time lag of 3 clocks.

8個のシフトクロックが送出されると、オーバーフロ
ーが検出され、MSB用ラッチ44から最上位ビットデータ
AがSout用出力端子に出力される。ここで、第2図のD/
A変換用パルス発生回路60には、Aから数えて10個のビ
ットデータA,D〜J,0,0が入力される。
When eight shift clocks are transmitted, overflow is detected and the MSB latch 44 outputs the most significant bit data A to the Sout output terminal. Where D / in Fig. 2
Ten bit data A, D to J, 0, 0 counting from A are input to the A conversion pulse generation circuit 60.

この乗算データについて以下に考察する。例えばもと
もとのデジタルデータB〜Jが000000111(=3)とす
ると、乗算データは000001100(=12)となり、4.0倍の
乗算結果が得られる。
This multiplication data will be considered below. For example, if the original digital data B to J is 000000111 (= 3), the multiplication data is 000001100 (= 12), and the multiplication result of 4.0 times is obtained.

一方、22×1.5=6.0倍の乗算を行う場合は、端子38に
ゲートパルス「H」が与えられ、乗算データA,C+D,D+
E,…J+0,0が得られる。この乗算データについて以下
に考察する。例えばもともとのデジタルデータB〜Jが
000000011(=3)とすると、乗算データは000010010
(=18)となり、6.0倍の乗算結果が得られる。
On the other hand, when multiplying 2 2 × 1.5 = 6.0 times, the gate pulse “H” is given to the terminal 38 and the multiplication data A, C + D, D +
E, ... J + 0,0 is obtained. This multiplication data will be considered below. For example, the original digital data BJ
If 000000011 (= 3), the multiplication data is 000010010
(= 18), and a multiplication result of 6.0 times is obtained.

第7図は、デジタルデータを0.5倍(2-1倍)及び0,75
倍(2-1×1.5倍)する場合の乗算動作を示す状態変化図
である。この乗算を行う場合、第1図の乗算用パルス発
生回路48は、シフトクロックのパルス数を11個とし、ク
ロック遅延は行わない。
Figure 7 shows digital data 0.5 times (2 -1 times) and 0,75 times.
FIG. 9 is a state change diagram showing a multiplication operation when multiplying (2 −1 × 1.5 times). When performing this multiplication, the multiplication pulse generation circuit 48 of FIG. 1 sets the number of pulses of the shift clock to 11, and does not delay the clock.

まず、MSB用ラッチ44及びシフトレジスタ3がオール
0の初期状態(第1行目)の時、ロードパルスが出力さ
れると、MSB用ラッチ44及びシフトレジスタ32には、第
2行目のようにビットデータが読み込まれる。シフトレ
ジスタ32に読み込まれたビットデータは、最初のシフト
クロックにより第3行目からシフトされる。
First, when the load pulse is output when the MSB latch 44 and the shift register 3 are in the initial state of all 0s (first row), the MSB latch 44 and the shift register 32 are set to the second row. Bit data is read into. The bit data read into the shift register 32 is shifted from the third row by the first shift clock.

11個のシフトクロックが送出されると、オーバーフロ
ーが検出され、MSB用ラッチ44から最上位ビットデータ
AがSout用出力端子に出力される。ここで、第2図のD/
A変換用パルス発生回路60には、Aから数えて10個のビ
ットデータA,O,B〜Iが入力される。
When 11 shift clocks are sent, overflow is detected and the MSB latch 44 outputs the most significant bit data A to the Sout output terminal. Where D / in Fig. 2
Ten bit data A, O, B to I counting from A are input to the A conversion pulse generation circuit 60.

この乗算データについて以下に考察する。例えばもと
もとのデジタルデータB〜Jが000001110(=14)とす
ると、乗算データは000000111(=7)となり、0.5倍の
乗算結果が得られる。
This multiplication data will be considered below. For example, if the original digital data B to J is 000001110 (= 14), the multiplication data will be 000000111 (= 7), and a multiplication result of 0.5 times can be obtained.

一方、2-1×1.5=0.75倍の乗算を行う場合は、端子38
にゲートパルス「H」が与えられ、乗算データA,0,0+
B,B+C,…H+Iが得られる。この乗算データについて
以下に考察する。例えばもともとのデジタルデータB〜
Jが000010000(=16)とすると、乗算データは0000011
00(=12)となり、0.75倍の乗算結果が得られる。
On the other hand, when multiplying by 2 -1 × 1.5 = 0.75 times, pin 38
Gate pulse “H” is given to the multiplication data A, 0,0 +
B, B + C, ... H + I are obtained. This multiplication data will be considered below. For example, the original digital data B ~
If J is 000010000 (= 16), the multiplication data is 0000011
It becomes 00 (= 12), and a 0.75 times multiplication result is obtained.

上記のような乗算を行うことにより、第8図に示すよ
うに、2n倍または(2n×1.5)倍の乗算データを得るこ
とができる。このように乗算データを変えることによっ
て、制御ループにおけるループゲインを変えることがで
きる。従って、従来技術において説明した、F/V変換の
プリセット値をROM化して複数用意する必要がない。
By carrying out the above multiplication, as shown in FIG. 8, it is possible to obtain multiplication data of 2 n times or (2 n × 1.5) times. By changing the multiplication data in this way, the loop gain in the control loop can be changed. Therefore, it is not necessary to prepare a plurality of F / V conversion preset values in ROM as described in the prior art.

なお、上記実施例では、本発明の乗算型D/A変換器を
サーボ回路に適用し、ループゲインを補正する構成を例
示したが、本発明は上記構成に限られるものではなく、
例えばデジタルデータを増幅する信号処理回路、あるい
は計算機等にも適用可能である。
In the above embodiment, the multiplication type D / A converter of the present invention is applied to the servo circuit, and the configuration for correcting the loop gain is illustrated, but the present invention is not limited to the above configuration.
For example, it can be applied to a signal processing circuit that amplifies digital data, a computer, or the like.

[発明の効果] 以上説明したように、本発明の乗算型D/A変換器によ
れば、デジタルデータの段階でオリジナルデータを2
n倍、(2n×1.5)倍することができ、この乗算データの
乗算値に対応させて制御ループのループゲインを可変設
定することができる。
[Effects of the Invention] As described above, according to the multiplication type D / A converter of the present invention, it is possible to convert the original data into two at the digital data stage.
It can be multiplied by n times (2 n × 1.5), and the loop gain of the control loop can be variably set in correspondence with the multiplication value of this multiplication data.

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

第1図は本発明の乗算型D/A変換器における特徴的構成
要素である乗算部を示す回路図、 第2図は本発明の乗算型D/A変換器におけるD/A変換部を
示す回路図、 第3図(a)〜(f)は第2図の動作を説明するための
タイミングチャート、 第4図はデジタルデータを1倍(20倍)及び1.5倍(20
×1.5)倍する場合の乗算動作を示す状態変化図、 第5図はデジタルデータを2倍(21倍)及び3倍(21×
1.5)倍する場合の乗算動作を示す状態変化図、 第6図はデジタルデータを4倍(22倍)及び6倍(22×
1.5)倍する場合の乗算動作を示す状態変化図、 第7図はデジタルデータを0.5倍(2-1倍)及び0.75倍
(2-1×1.5)倍する場合の乗算動作を示す状態変化図、 第8図は本発明による乗算データの一例を示す特性図、 第9図は従来のモータサーボ回路の制御ループを示す回
路図、 第10図(a)〜(e)は第9図のF/V変換回路の動作を
説明するためのタイミングチャートである。 32……シフトレジスタ 34……加算器(1ビットフルアダー) 36……ANDゲート(加算ゲート) 44……MSB用ラッチ 48……乗算用パルス発生回路
FIG. 1 is a circuit diagram showing a multiplication unit which is a characteristic constituent element in the multiplication type D / A converter of the present invention, and FIG. 2 is a D / A conversion unit in the multiplication type D / A converter of the present invention. schematic, Figure 3 (a) ~ (f) are timing charts for explaining the operation of FIG. 2, FIG. 4 is 1 times the digital data (2 0-fold) and 1.5 (2 0
× 1.5) State change diagram showing the multiplication operation when multiplying, Fig. 5 shows that the digital data is doubled (2 1 ×) and tripled (2 1 ×)
State change diagram showing the multiplication operation when 1.5) multiplied, FIG. 6 is four times the digital data (2 twice), and 6 times (2 2 ×
1.5) State change diagram showing multiplication operation when multiplying, Figure 7 is a state change diagram showing multiplication operation when multiplying digital data by 0.5 times (2 -1 times) and 0.75 times (2 -1 × 1.5) FIG. 8 is a characteristic diagram showing an example of multiplication data according to the present invention, FIG. 9 is a circuit diagram showing a control loop of a conventional motor servo circuit, and FIGS. 10 (a) to 10 (e) are F of FIG. 6 is a timing chart for explaining the operation of the / V conversion circuit. 32 …… Shift register 34 …… Adder (1 bit full adder) 36 …… AND gate (addition gate) 44 …… MSB latch 48 …… Multiplication pulse generator

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】下位桁からビット単位に順次入力されるデ
ジタルデータに対応させながら電荷を蓄積するコンデン
サを含み、前記デジタルデータに応じた電圧値を発生す
るD/A変換器において、 入力される読み出し用シフトクロックに同期させながら
前記デジタルデータの最上位ビットデータ未満のビット
データを下位桁から順次出力するシフトレジスタと、 このシフトレジスタに入力する読み出し用シフトクロッ
クの数を所望の乗算値に応じて可変設定する乗算用パル
ス発生回路と、 前記シフトレジスタから出力されるビット単位のデータ
に、前記乗算値が2n倍以外のとき、このビットデータの
上位桁のビットデータを加算する加算器と、 前記乗算値が2n倍以外のとき上位桁のビットデータを加
算器に入力する加算ゲートと、 前記デジタルデータの最上位ビットデータをラッチし、
前記シフトクロックに同期した加算動作を終えた後にこ
の最上位ビットデータを出力するMSB用ラッチと、を含
むことを特徴とする乗算型D/A変換器。
1. A D / A converter for generating a voltage value according to the digital data, which includes a capacitor for accumulating charges while corresponding to digital data sequentially input from the lower digit in bit units A shift register that sequentially outputs the bit data less than the most significant bit data of the digital data from the lower digit while synchronizing with the read shift clock, and the number of read shift clocks input to this shift register according to a desired multiplication value. And a pulse generator for multiplication that variably sets, and an adder that adds the bit data of the upper digit of the bit data to the bit-unit data output from the shift register when the multiplication value is other than 2 n times. , an addition gate the multiplication value to input the bit data of the upper digits when other than 2 n times the adder, the digital Latches the most significant bit data of over data,
An MSB latch that outputs the most significant bit data after the addition operation in synchronization with the shift clock is completed, and a multiplication type D / A converter.
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