JPH084224B2 - D / A converter - Google Patents

D / A converter

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JPH084224B2
JPH084224B2 JP26301087A JP26301087A JPH084224B2 JP H084224 B2 JPH084224 B2 JP H084224B2 JP 26301087 A JP26301087 A JP 26301087A JP 26301087 A JP26301087 A JP 26301087A JP H084224 B2 JPH084224 B2 JP H084224B2
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JP
Japan
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circuit
bits
voltage
pulse
output
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JP26301087A
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康裕 山田
雅典 梶谷
健一 大久保
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Sanyo Electric Co Ltd
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Sanyo Electric Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 (イ)産業上の利用分野 本発明は、高精度の高ビットD/A変換器に関するもの
で、各種のD/A変換器を具備する機器、例えば、CD(コ
ンパクトディスク)プレーヤや音声合成装置に利用され
るものである。
The present invention relates to a high-precision, high-bit D / A converter, which is equipped with various D / A converters, such as a CD (compact compact). It is used for a disc) player and a voice synthesizer.

(ロ)従来の技術 最近のデジタル・オーディオ分野等のD/A変換器を必
要とする機器においては、低価格化、低消費電力化、及
び、小型化が要求されており、D/A変換器においてもそ
の要求に対応しなければならない。
(B) Conventional technology D / A conversion is required for devices that require D / A converters in the recent fields of digital audio, etc., because of low cost, low power consumption, and miniaturization. The container must meet the demand.

そこで、振幅変調(AM)型とパルス幅変調(PWM)型
のD/A変換器の各々の長所を組み合わせ、高精度の抵抗
が不要で変換速度の速いD/A変換器に於いて、小型化及
び低価格化を図るには、D/A変換器を集積化する半導体
素子のチップサイズを小さくしなければならない。それ
には、D/A変換部の大部分を占める分圧回路を縮小する
ことが有効である。即ち、AM型のD/A変換部で処理する
ビット数を減少させればよい。しかし、AM型のD/A変換
部で処理するビット数を減少させると、PWM型のD/A変換
部で処理するビット数が多くなるため、PWM型のD/A変換
部におけるクロックパルスを計数する計数回路の進数が
大きくなり、その分変換速度が遅くなる。これを避ける
には、クロックパルスの周波数を高くすればよいが、消
費電力が増し、バッテリー駆動には好ましくない。ま
た、クロックパルスの周波数が高いと、スイッチングノ
イズの増加や、実装時での不要輻射が発生し、D/A変換
器としての性能が劣化することになる。
Therefore, by combining the strengths of the amplitude modulation (AM) type and pulse width modulation (PWM) type D / A converters, a compact D / A converter that does not require high-precision resistors and has a high conversion speed can be used. In order to achieve cost reduction and cost reduction, it is necessary to reduce the chip size of the semiconductor element in which the D / A converter is integrated. To this end, it is effective to reduce the voltage dividing circuit that occupies most of the D / A converter. That is, the number of bits processed by the AM type D / A conversion unit may be reduced. However, if the number of bits processed by the AM type D / A conversion unit is reduced, the number of bits processed by the PWM type D / A conversion unit will increase, so the clock pulse in the PWM type D / A conversion unit will be reduced. The number of steps of the counting circuit for counting increases, and the conversion speed decreases accordingly. To avoid this, the frequency of the clock pulse may be increased, but this increases power consumption and is not preferable for battery drive. Further, when the frequency of the clock pulse is high, switching noise increases and unnecessary radiation occurs during mounting, which deteriorates the performance as a D / A converter.

そこで、性能を劣化させることなく、AM型のD/A変換
部で処理するビット数を減少させて、分圧回路の縮小が
図れるD/A変換器が特願昭61-23624号に提案されてい
る。第4図にそのブロック図を示す。
Therefore, Japanese Patent Application No. 61-23624 proposes a D / A converter that can reduce the number of bits processed by the AM type D / A conversion unit and reduce the size of the voltage dividing circuit without degrading the performance. ing. The block diagram is shown in FIG.

第4図に於いて、 (1)は第1のD/A変換回路で、入力されたN(=M
+K+J)ビットのデジタルデータのうち上位ビットの
デジタルデータをデコーダするデコーダ(11)と、2M
の抵抗Rで構成されてその両端にかかる電位の電位差を
分圧する分圧回路(12)と、前記デコーダ(11)の出力
に応じて前記分圧回路(12)から近接2電位V1,V2を選
択して取り出すスイッチング回路(13)とからなる。
(2)は第2のD/A変換回路で、クロックパルスを発生
するクロックパルス発生部(21)と、該クロックパルス
発生部(21)からのクロックパルスを計数する2K進の計
数回路(22)と、Nビットのうち中位Kビットのデータ
と前記計数回路(22)からの出力を入力とし、Kビット
のデータに応じたパルス幅をもつパルス信号を出力する
パルス形成回路(23)と、インバータ(24a)と相補的
に作用する2つのスイッチングトランジスタ(24b)(2
4c)で構成されて前記パルス信号に応じて、前記第1の
D/A変換回路(1)から出力される近接2電位V1,V2のう
ち一方を選択して合成する選択合成回路(24)と、ロー
パスフィルタ(25)とからなる。(3)は第3のD/A変
換回路としてのレベルシフト回路であり、第1基準電位
Vref1と前記分圧回路(12)の一端との間、第2基準電
位Vref2と前記分圧回路(12)の他端との間に設けられ
ている。このレベルシフト回路(3)にはNビットのう
ち下位Jビットのデータが入力されており、このデータ
に応じて、前記分圧回路(12)の両端にかかる電位を、
その電位差を保ったまま変化させる。
In FIG. 4, (1) is the first D / A conversion circuit, and the input N (= M
A decoder (11) for decoding higher-order digital data of + K + J) bits of digital data, and a voltage divider circuit (12) composed of 2 M resistors R for dividing the potential difference between both ends thereof. It is composed of a switching circuit (13) for selecting and extracting the adjacent two potentials V 1 and V 2 from the voltage dividing circuit (12) according to the output of the decoder (11).
(2) is a second D / A conversion circuit, which is a clock pulse generator (21) for generating a clock pulse, and a 2 K- ary counter circuit ( C ) for counting clock pulses from the clock pulse generator (21) ( 22), and a pulse forming circuit (23) which outputs a pulse signal having a pulse width corresponding to the K-bit data, by inputting the middle K-bit data of N bits and the output from the counting circuit (22). And two switching transistors (24b) (2
4c) and is configured to correspond to the pulse signal
The low-pass filter (25) includes a selective combination circuit (24) for selecting and combining one of the two adjacent potentials V 1 and V 2 output from the D / A conversion circuit (1). (3) is a level shift circuit as a third D / A conversion circuit, which has a first reference potential
It is provided between Vref1 and one end of the voltage dividing circuit (12), and between the second reference potential Vref2 and the other end of the voltage dividing circuit (12). The lower J-bit data of N bits is input to the level shift circuit (3), and the potential applied to both ends of the voltage dividing circuit (12) is changed according to the data.
It changes while maintaining the potential difference.

以下にN=16とし、その入力データa15,a14…,a0のう
ち第1のD/A変換回路(1)へ上位のa15,a14,…a8の8
ビット(M=8)第2のD/A変換回路(2)へ中位のa7,
a6,a5,a4の4ビット(K=4)、第3のD/A変換回路
(3)へ下位のa3,a2,a1,a0の4ビット(J=4)を与
えるように構成した場合について説明する。
In the following, N = 16, and among the input data a 15 , a 14 ..., A 0 , 8 of the higher order a 15 , a 14 , ... A 8 to the first D / A conversion circuit (1)
Bit (M = 8) the second D / A conversion circuit (2) to the medium a 7,
4 bits of a 6 , a 5 and a 4 (K = 4), 4 bits of lower a 3 , a 2 , a 1 and a 0 to the third D / A conversion circuit (3) (J = 4) The case where it is configured to give

第1のD/A変換回路(1)では、分圧回路(12)によ
り一端Aと他端B間の電圧を抵抗Rにより1/256に分割
し、入力されたM=8ビットのデータa15〜a8をデコー
ダ(11)でデコードした結果に基いて、前記分割された
出力のうち近接2電位をスイッチング回路(13)にて選
択してV1及びV2として出力している。
In the first D / A conversion circuit (1), the voltage between the one end A and the other end B is divided into 1/256 by the resistor R by the voltage dividing circuit (12), and the input M = 8-bit data a the 15 ~a 8 based on the result of decoding by the decoder (11), and outputs a proximity second potential of the divided output as V 1 and V 2 are selected by the switching circuit (13).

また、第3のD/A変換回路であるレベルシフト回路
(3)は、第1のD/A変換回路(1)の分圧回路(12)
で分割された電圧を更に1/256に分割した大きさの電
圧、即ち、最小ビットに対応する電圧eMを作成し、入力
された下位J=4ビットのデータa3〜a0に応じて分圧回
路(12)の両端の電圧を同一方向に電圧eMステップでシ
フトする。従って、第1のD/A変換回路(1)のスイッ
チング回路(13)で選択されて出力される電圧V1及びV2
の電圧差は変化せず、電圧レベルが最小ビットに対応す
る電圧eMのステップで変化する。
Further, the level shift circuit (3), which is the third D / A conversion circuit, includes the voltage dividing circuit (12) of the first D / A conversion circuit (1).
The voltage divided by is further divided into 1/256, that is, the voltage e M corresponding to the minimum bit is created, and the lower order J = 4 bits of data a 3 to a 0 are input. The voltage across the voltage divider circuit (12) is shifted in the same direction in steps of voltage e M. Therefore, the voltages V 1 and V 2 selected and output by the switching circuit (13) of the first D / A conversion circuit (1)
The voltage difference of does not change, and the voltage level changes in steps of the voltage e M corresponding to the smallest bit.

一方、第2のD/A変換回路(2)は、クロック発生部
(21)から出力されるクロックパルスを2K進の計数回路
(22)で2K個カウントする間(1変換期間)に、入力さ
れるK=4ビットのデータa7〜a4に応じたパルス信号を
パルス形成回路(23)から出力する。即ち、1変換期間
を1/16分割したパルス幅のパルスを、入力されたデータ
a7〜a4で表わされる個数だけ出力する。
On the other hand, the second D / A conversion circuit (2), a clock pulse outputted from the clock generator (21) between (1 conversion period) of 2 K number counted by 2 K-ary counting circuit (22) , A pulse signal corresponding to the inputted K = 4 bit data a 7 to a 4 is output from the pulse forming circuit (23). That is, a pulse with a pulse width obtained by dividing 1 conversion period into 1/16 is input data
outputs for the number represented by a 7 ~a 4.

このようにして出力されたパルス信号C0は、選択合成
回路(24)へ入力される。選択合成回路(24)は、パル
ス信号が直接そのゲートに与えられるスイッチングトラ
ンジスタ(24b)と、パルス信号が与えられるインバー
タ(24a)と、このインバータ(24a)を介してパルス信
号がそのゲートに与えられるスイッチングトランジスタ
(24c)とからなり、両トランジスタ(24b),(24c)
の接続モードをローパスフィルタ(25)に接続してアナ
ログ信号Voutを得ている。パルス形成回路(23)の出力
パルス信号が“1"である間、トランジスタ(24b)がオ
ンして、第1のD/A変換回路(1)から出力されている
第1電位V1が選択され、パルス信号が“0"である間、ト
ランジスタ(24c)がオンして第2電位V2が選択され
る。これらの電位は時系列的に合成され、ローパスフィ
ルタ(25)にて高調波成分が除去されて出力される。
The pulse signal C 0 output in this manner is input to the selection synthesis circuit (24). The selective combining circuit (24) includes a switching transistor (24b) to which a pulse signal is directly applied to its gate, an inverter (24a) to which a pulse signal is applied, and a pulse signal to its gate via this inverter (24a). Switching transistor (24c) that is connected to both transistors (24b), (24c)
The connection mode of is connected to the low pass filter (25) to obtain the analog signal Vout. While the output pulse signal of the pulse forming circuit (23) is "1", the transistor (24b) is turned on and the first potential V 1 output from the first D / A conversion circuit (1) is selected. Then, while the pulse signal is "0", the transistor (24c) is turned on and the second potential V 2 is selected. These potentials are combined in time series, the harmonic components are removed by the low-pass filter (25), and the result is output.

(ハ)発明が解決しようとする問題点 しかしながら、上述したD/A変換回路に於いて、更に
ビット数を増やそうとした場合、分圧回路のビット数を
増加するとAM型D/A変換回路部の占有面積が増大し、チ
ップサイズが大きくなり、また、PWM型のD/A変換部のビ
ット数を多くすると変換速度の遅延、あるいは、高周波
化による消費電流の増加という問題がある。更に、レベ
ルシフト回路のビット数を増加すると、レベルシフト回
路に於いて、重み付けされた電圧の作成数が多くなるた
めD/A変換回路としての特性が劣化する問題があった。
(C) Problems to be solved by the invention However, in the above-mentioned D / A conversion circuit, if the number of bits is further increased, if the number of bits of the voltage dividing circuit is increased, the AM type D / A conversion circuit section Of the PWM type D / A converter has a problem in that the conversion speed is delayed or the current consumption is increased due to the higher frequency. Furthermore, when the number of bits of the level shift circuit is increased, the number of weighted voltages created in the level shift circuit increases, which causes a problem that the characteristics of the D / A conversion circuit deteriorate.

(ニ)問題点を解決するための手段 本発明は、上述した点に鑑みて創作されたものであ
り、Nビットのデジタルデータのうち上位Mビットをデ
コードするデコーダ、第1の基準電位と第2図の基準電
位との間を2M個の抵抗により分圧する分圧回路、該分圧
回路から前記デコーダの出力に応じた近接2電位を選択
的に取り出す手段を備えた第1のD/A変換回路と、 クロックパルスを発生するクロック発生手段、該クロ
ック発生手段からのクロックパルスを計数する2K進の計
数回路、前記Nビットのうち中位Kビットのデジタルデ
ータと前記計数回路の計数出力を入力とし、中位Kビッ
トのデジタルデータの内容に応じたパルス信号を出力す
るパルス形成回路、該パルス形成回路のパルス信号に応
じて前記第1のD/A変換回路から出力される近接2電位
を選択し合成する手段を備えた第2のD/A変換回路と、 前記計数回路からの計数出力と前記Nビットのデジタ
ルデータのうち下位Jビットの中の下位Qビットを入力
し、該Qビットの内容に応じたパルス信号を出力するパ
ルス形成回路、前記第1の基準電位と前記分圧回路の一
端の間及び前記第2の基準電位と前記分圧回路の他端の
間に設けられ、下位Jビットの中の上位Pビットのデー
タ内容に基いて前記分圧回路で分圧された電位単位の1/
2(K+P)ステップで前記分圧回路の一端及び他端の電圧を
シフトすると共に前記パルス形成回路のパルス出力で制
御される期間、前記シフトされた電圧より更に1/2(K+P)
ステップのシフトを行うレベルシフト回路を備えた第3
のD/A変換回路とを具備することにより、従来のD/A変換
器の利点を損うことなくビット数の増加に対応できるD/
A変換器を提供するものである。
(D) Means for Solving the Problems The present invention was created in view of the above-mentioned points, and includes a decoder for decoding upper M bits of N-bit digital data, a first reference potential and a first reference potential. A first voltage divider circuit that divides between the reference potential shown in FIG. 2 and a reference potential by 2 M resistors, and means for selectively taking out two adjacent potentials according to the output of the decoder from the voltage divider circuit. A conversion circuit, clock generating means for generating clock pulses, 2 K- ary counting circuit for counting clock pulses from the clock generating means, middle K bits of the N bits of digital data and counting by the counting circuit A pulse forming circuit that receives an output as an input and outputs a pulse signal according to the content of the middle K-bit digital data, and a proximity output from the first D / A conversion circuit according to the pulse signal of the pulse forming circuit. Two A second D / A conversion circuit having means for selecting and synthesizing positions, inputting the count output from the counting circuit and the lower Q bits of the lower J bits of the N-bit digital data, A pulse forming circuit for outputting a pulse signal according to the content of the Q bit, provided between the first reference potential and one end of the voltage dividing circuit and between the second reference potential and the other end of the voltage dividing circuit. 1 / of the potential unit divided by the voltage dividing circuit based on the data content of the upper P bits of the lower J bits.
In a period of 2 (K + P) steps, the voltage at one end and the other end of the voltage dividing circuit is shifted, and during the period controlled by the pulse output of the pulse forming circuit, 1/2 (K + P )
Third with a level shift circuit for shifting steps
With the D / A converter circuit of D / A
A converter is provided.

(ホ)作用 上述の手段によれば、Nビットのデジタルデータのう
ち下位Jビットの中の更に上位Pビットのデータが第3
のD/A変換回路に印加され、該Jビット中のPビットの
データに応じて、第1のD/A変換回路における分圧回路
の両端にかかる電圧を、その電位差を一定のまま、分圧
回路で分圧された電圧の1/2(K+P)ステップ単位で変化さ
せる。更に、第3のD/A変換回路は、第2のD/A変換回路
の変換周期の整数分の一を周期とする期間を1/2Qに分割
したパルスを、入力されたJビットの中の下位Qビット
のデータが表わす数だけ出力し、そのパルスが出力され
た期間、レベルシフトされた分圧回路の両端の電圧を更
に、1/2(K+P)のステップの電圧だけシフトさせることに
より、第1のD/A変換回路の出力電圧に最小位ビットの
重み付けをパルス幅変調で付加するものである。これに
より、第3のD/A変換回路のレベルシフト回路にパルス
幅変調分、ビット数を増加することができる。
(E) Action According to the above-mentioned means, the upper P-bit data in the lower J-bits of the N-bit digital data is the third data.
Of the voltage applied to the D / A conversion circuit of the first D / A conversion circuit according to the P-bit data in the J-bit and the potential difference thereof is kept constant. The voltage divided by the voltage circuit is changed in steps of 1/2 (K + P) . Further, the third D / A conversion circuit divides a pulse, which is obtained by dividing the period having an integral fraction of the conversion cycle of the second D / A conversion circuit into 1/2 Q , into the input J-bit. Output as many as the lower Q-bit data in the output, and while the pulse is output, shift the voltage across the level-shifted voltage divider circuit by a voltage of 1/2 (K + P). By doing so, weighting of the least significant bit is added to the output voltage of the first D / A conversion circuit by pulse width modulation. As a result, the level shift circuit of the third D / A conversion circuit can increase the number of bits by the amount of pulse width modulation.

(ヘ)実施例 第1図は、本発明の実施例を示すブロック図であり、
第4図に示された従来の回路と同一部分については同一
図番を付し、説明を略す。
(F) Embodiment FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention.
The same parts as those of the conventional circuit shown in FIG. 4 are designated by the same reference numerals and the description thereof is omitted.

本発明の特徴である第3のD/A変換回路(4)は、第
1の基準電位Vref1と第1のD/A変換回路(1)の分圧回
路(12)の一端Aとの間、及び、第2の基準電位Vref2
と分圧回路(12)の他端Bとの間に各々設けられ、Nビ
ットのうちの下位Jビットの更に上位Pビットが印加さ
れたレベルシフト回路(41)と、第2のD/A変換回路
(2)の計数回路(22)の計数出力とJビットの中の下
位Qビットが印加され、該Qビットの内容に応じたパル
ス幅のパルスをレベルシフト回路(41)に印加する第2
のパルス形成回路(42)とから構成されている。
The third D / A conversion circuit (4), which is a feature of the present invention, is provided between the first reference potential Vref1 and one end A of the voltage dividing circuit (12) of the first D / A conversion circuit (1). , And the second reference potential Vref2
A second D / A and a level shift circuit (41) which is respectively provided between the voltage dividing circuit (12) and the other end B of the voltage dividing circuit (12), to which the upper P bits of the lower J bits of the N bits are applied. A count output of the counting circuit (22) of the conversion circuit (2) and the lower Q bits of the J bits are applied, and a pulse having a pulse width corresponding to the content of the Q bits is applied to the level shift circuit (41). Two
Pulse forming circuit (42).

以下にN=18とし、その入力データa17,a16,a15…,a0
のうち第1のD/A変換回路(1)へ上位のa17,a16,…,a
10の8ビット(M=8)、第2のD/A変換回路(2)へ
中位のa9,a8,a7,a6の4ビット(K=4)、第3のD/A変
換回路(4)へ下位のa5,a4…a0の6ビット(J=6)
を与えるように構成した場合について説明する。
In the following, N = 18, and the input data a 17 , a 16 , a 15 ..., A 0
Of the higher order to the first D / A conversion circuit (1) a 17 , a 16 , ..., a
10 8-bit (M = 8), a second D / A conversion circuit (2) to the medium a 9, a 8, a 7 , 4 bits of a 6 (K = 4), a third D / a converter subordinate a 5 to (4), 6 bits of a 4 ... a 0 (J = 6)
The case where it is configured to give

第2図は、第3のD/A変換回路(4)の具体的回路構
成である。第1のD/A変換回路(1)の分圧回路(12)
の一端Aと第1の基準電位Vref1に設けられたレベルシ
フト回路(41)は、抵抗R1,R2,R3,R4,R5が直列接続さ
れ、更に、各々の抵抗R1,R2,R3,R4,R5に各々抵抗R11,R
12,R13,R14,R15とスイッチングトランジスタT1,T2,T3,T
4,T5の直列回路が並列接続されている。同様に、分圧回
路(12)の他端Bと第2の基準電位Vref2に設けられた
レベルシフト回路(41)は、抵抗R6,R7,R8,R9,R10が直
列接続され、更に、各々の抵抗R6,R7,R8,R9,R10に各々
抵抗R16,R17,R18,R19,R20とスイッチングトランジスタT
6,T7,T8,T9,T10の直列回路が並列接続されている。そし
て、J=6ビットのうちの上位4ビット(P=4)の
a5,a4,a3,a2の各々は、スイッチングトランジスタT1,
T2,T3,T4の各々のゲートに直接印加され、スイッチング
トランジスタT6,T7,T8,T9の各々のゲートにはインバー
タ(43)を介して印加される。一方、スイッチングトラ
ンジスタT5のゲートには第2のパルス形成回路(42)の
パルス出力C1が印加され、スイッチングトランジスタT
10のゲートには、パルス出力C1がインバータ(44)を介
して印加されている。
FIG. 2 shows a specific circuit configuration of the third D / A conversion circuit (4). Voltage dividing circuit (12) of the first D / A conversion circuit (1)
In the level shift circuit (41) provided at one end A of the first reference potential Vref1, resistors R 1 , R 2 , R 3 , R 4 and R 5 are connected in series, and further, each resistor R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 have resistors R 11 , R respectively
12, R 13, R 14, R 15 and the switching transistor T 1, T 2, T 3 , T
4 and T 5 series circuits are connected in parallel. Similarly, the other end B and a level shift circuit provided in the second reference potential Vref2 of the voltage divider circuit (12) (41), resistor R 6, R 7, R 8 , R 9, R 10 are connected in series Further, the resistors R 6 , R 7 , R 8 , R 9 , R 10 are respectively connected to the resistors R 16 , R 17 , R 18 , R 19 , R 20 and the switching transistor T.
A series circuit of 6 , T 7 , T 8 , T 9 , T 10 is connected in parallel. The upper 4 bits (P = 4) of J = 6 bits
a 5 , a 4 , a 3 and a 2 are switching transistors T 1 and
It is directly applied to the gates of T 2 , T 3 , and T 4 , and is applied to the gates of the switching transistors T 6 , T 7 , T 8 , and T 9 via an inverter (43). On the other hand, the pulse output C 1 of the second pulse forming circuit (42) is applied to the gate of the switching transistor T 5 , and
The pulse output C 1 is applied to the gate of 10 through an inverter (44).

ここで、抵抗R1〜R20及び分圧回路の抵抗Rの抵抗値
を各々符号どおりとすると、各抵抗値は次の関係式を成
立するように定められている。
Here, assuming that the resistance values of the resistors R 1 to R 20 and the resistance R of the voltage dividing circuit are as indicated by the symbols, the respective resistance values are determined so as to satisfy the following relational expression.

R1〜R10=R R11=R15=R16=R20=255×R (2K+J−1)×R R12=R17=127×R (2K+J-1−1)×R R13=R18=63×R (2K+J-2−1)×R R14=R19=31×R (2K+J-3−1)×R 分圧回路(12)の一端AとVref1との間の抵抗値を
RA,他端BとVref2との間の抵抗値をRBとすると、スイ
ッチングトランジスタT1又はT6がオンした場合には、RA
又はRBはR/256だけ小さくなる。
R 1 to R 10 = R R 11 = R 15 = R 16 = R 20 = 255 x R (2 K + J -1) x RR 12 = R 17 = 127 x R (2 K + J-1 -1) × RR 13 = R 18 = 63 × R (2 K + J-2 -1) × RR 14 = R 19 = 31 × R (2 K + J-3 -1) × R One end of voltage divider circuit (12) The resistance between A and Vref1
Assuming that the resistance value between R A and the other end B and Vref2 is R B , when the switching transistor T 1 or T 6 is turned on, R A
Or R B is reduced by R / 256.

同様にT2又はT7がオンした場合、RA又はRBは、R/128 T3又はT8がオンした場合、RA又はRBは、R/64 T4又はT9がオンした場合、RA又はRBはR/32 だけ各々小さくなる。Similarly, when T 2 or T 7 is turned on, R A or R B is turned on by R / 128 T 3 or T 8 , R A or R B is turned on by R / 64 T 4 or T 9 . In this case, R A and R B are each reduced by R / 32.

また、スイッチングトランジスタT1〜T4とT6〜T9は、
インバータ(43)によって相補的にオン及びオフするの
で、抵抗値RAが増加すればそれと同じ値だけ抵抗値RB
減少し、逆に抵抗値RAが減少すれば同じ値だけ抵抗値RB
が増加する。電圧で考えれば、点Aと点B間の電圧差は
変化せず電圧レベルだけが変化する。更に、抵抗値RA
びRBは、a5,a4,a3,a2の値に応じて、0、R/256、2R/256
…15R/256と変化する。即ち、電圧で考えれば、分圧回
路(12)の抵抗Rで分圧された電圧を1/256にした電圧
幅で16階調(4ビット分)に、点A及び点Bの電圧をシ
フトできる。従って、点A及び点Bの電圧変化は、a5,a
4,a3,a2の重みに対応した電圧となる。
Further, the switching transistors T 1 to T 4 and T 6 to T 9 are
Since the inverter (43) turns on and off complementarily, if the resistance value R A increases, the resistance value R B decreases by the same value, and conversely, if the resistance value R A decreases, the resistance value R A decreases by the same value. B
Will increase. In terms of voltage, the voltage difference between points A and B does not change, only the voltage level changes. Further, the resistance values R A and R B are 0, R / 256, 2R / 256 depending on the values of a 5 , a 4 , a 3 and a 2.
… Changes to 15R / 256. That is, in terms of voltage, the voltage at points A and B is shifted to 16 gradations (4 bits) with a voltage width that is 1/256 of the voltage divided by the resistor R of the voltage dividing circuit (12). it can. Therefore, the voltage changes at points A and B are a 5 , a
The voltage corresponds to the weight of 4 , a 3 and a 2 .

一方、スイッチングトランジスタT5又はT10がオンす
ると抵抗値RA及びRBは、前述のスイッチングトランジス
タT1又はT6の場合と同様に、R/256だけ減少する。ま
た、スイッチングトランジスタT5とT10もインバータ(4
4)により相補的にオン及びオフするため、点Aと点B
間の電位差は変化せず電圧レベルだけが、分圧回路(1
2)で分圧された電圧の1/256の幅で変化する。即ち、こ
れはデータa2の重み付けの電圧に対応している。従っ
て、スイッチングトランジスタT5及びT10をパルス幅変
調されたパルス出力C1で制御することにより、データa2
より下位のデータをD/A変換することになる。
On the other hand, when the switching transistor T 5 or T 10 is turned on, the resistance values R A and R B decrease by R / 256 as in the case of the switching transistor T 1 or T 6 described above. The switching transistors T 5 and T 10 are also connected to the inverter (4
4) turn on and off complementarily, so point A and point B
The voltage difference between the voltage divider (1
It changes in 1/256 of the voltage divided in 2). That is, this corresponds to the weighted voltage of the data a 2 . Therefore, by controlling the switching transistors T 5 and T 10 with the pulse width modulated pulse output C 1 , the data a 2
Lower order data will be D / A converted.

第2のパルス形成回路(42)は、第2のD/A変換回路
(2)の計数回路(22)の初段及び2段目の計数出力
Q1,Q2と、データの下位J=6ビットのうちの更に下位
2ビット(Q=2)のa1,a0を入力し、a1,a0の値に応じ
た個数のパルスを一定周期で出力するものであり、AND
ゲート(45)(46)(47)及びORゲート(48)(49)で
構成されている。
The second pulse forming circuit (42) counts the first and second stages of the counting circuit (22) of the second D / A conversion circuit (2).
Input Q 1 and Q 2 and a 1 and a 0 of the lower 2 bits (Q = 2) of the lower J = 6 bits of the data, and generate the number of pulses corresponding to the values of a 1 and a 0. AND is output at fixed intervals.
It is composed of gates (45) (46) (47) and OR gates (48) (49).

第3図は、第2のパルス形成回路(42)の動作を示す
タイミング図であり、a1,a0で表わされる値が「0」、
「1」、「2」、「3」の各々の場合のパルス出力C1
示している。第3図に示される如く、一定期間tの期間
内に、t/4のパルス幅のパルスが、a1,a0で表わされる数
だけ出力される。また、期間tは、計数回路(22)の出
力Q1及びQ2を使用しているため、第2のD/A変換回路
(2)の一変換周期の整数分の一となっている。本実施
例では、第2のD/A変換回路(2)の第1のパルス形成
回路(23)が4ビットのPWMを行うために計数回路(2
2)の出力Q1,Q2,Q3,Q4を使用しているので、第2のパル
ス形成回路(42)の期間tは、第2のD/A変換回路
(2)の変換周期の1/4となっている。もちろん、第2
のパルス形成回路(42)が計数出力Q3及びQ4を使用すれ
ば、第2のD/A変換回路(2)の変換周期と期間tが等
しくなることは明らかである。
FIG. 3 is a timing chart showing the operation of the second pulse forming circuit (42), in which the value represented by a 1 and a 0 is “0”,
The pulse output C 1 in each of “1”, “2”, and “3” is shown. As shown in FIG. 3, within the fixed period t, pulses having a pulse width of t / 4 are output by the number represented by a 1 and a 0 . Further, since the outputs Q 1 and Q 2 of the counting circuit (22) are used, the period t is an integral fraction of one conversion cycle of the second D / A conversion circuit (2). In the present embodiment, since the first pulse forming circuit (23) of the second D / A conversion circuit (2) performs 4-bit PWM, the counting circuit (2
Since the outputs Q 1 , Q 2 , Q 3 , Q 4 of 2) are used, the period t of the second pulse forming circuit (42) is the conversion cycle of the second D / A conversion circuit (2). It is 1/4 of that. Of course, the second
It is clear that if the pulse forming circuit (42) of (2) uses the count outputs Q 3 and Q 4 , the conversion period of the second D / A conversion circuit (2) and the period t become equal.

従って、第2のパルス形成回路(42)のパルス出力C1
によってスイッチングトランジスタT5及びT10を制御す
ることにより、第2のD/A変換回路(2)の変換周期と
対応した周期で、分圧回路(12)の点A及び点Bの電圧
レベルが、ビットa1とa0のデータに基いた期間、分圧回
路(12)で分圧された電圧の1/256の電圧幅で上方にシ
フトする。これにより、第1のD/A変換回路(1)にお
いて、8ビットの電圧a17〜a10に基いて選択出力された
近接2電圧V1,V2には、下位6ビットのうちの上位4ビ
ットa5〜a2のデータに相当する電圧のシフトと、下位2
ビットのa1,a2のデータに対応してパルス幅変調された
電圧が発生する。
Therefore, the pulse output C 1 of the second pulse forming circuit (42)
By controlling the switching transistors T 5 and T 10 with the voltage level of the point A and the point B of the voltage dividing circuit (12) at a cycle corresponding to the conversion cycle of the second D / A conversion circuit (2). , A period of time based on the data of bits a 1 and a 0 is shifted upward by a voltage width 1/256 of the voltage divided by the voltage dividing circuit (12). As a result, in the first D / A conversion circuit (1), the adjacent 2 voltages V 1 and V 2 that are selectively output based on the 8-bit voltages a 17 to a 10 are higher than the lower 6 bits. The voltage shift corresponding to the data of 4 bits a 5 to a 2 and the lower 2
A pulse width modulated voltage is generated corresponding to the data of bits a 1 and a 2 .

このように、ビット数が増加した場合に、レベルシフ
ト回路(41)を増加したビット数でパルス幅変調するこ
とにより、第1のD/A変換回路(1)の分圧回路(12)
の抵抗Rを増すこともなく、また、第2のD/A変換回路
(2)の計数回路(22)の出力を使用することにより、
第2のパルス形成回路(42)の構成が簡単となり、クロ
ックパルスも高周波化する必要もなくなる。特に、レベ
ルシフト回路(41)の変換周期を第2のD/A変換回路
(2)の変換周期で等しくすることにより、低消費電力
とスイッチングノイズ及び不要輻射の防止を図ることが
できる。
In this way, when the number of bits is increased, the voltage shift circuit (12) of the first D / A conversion circuit (1) is obtained by performing pulse width modulation on the level shift circuit (41) with the increased number of bits.
By increasing the output of the counting circuit (22) of the second D / A conversion circuit (2) without increasing the resistance R of
The configuration of the second pulse forming circuit (42) is simplified, and it is not necessary to increase the frequency of clock pulses. In particular, by making the conversion cycle of the level shift circuit (41) equal to the conversion cycle of the second D / A conversion circuit (2), low power consumption and prevention of switching noise and unnecessary radiation can be achieved.

(ト)発明の効果 上述の如く本発明によれば、従来のAM型D/A変換回路
とPWM型D/A変換回路とを組み合わせたD/A変換回路にお
いて、各々の特徴を損うことなく、変換されるデータの
ビット数を増加することが可能となり、より高精度で高
性能なD/A変換回路を得ることができる。
(G) Effect of the Invention As described above, according to the present invention, the characteristics of each of the conventional D / A conversion circuits in which the AM-type D / A conversion circuit and the PWM-type D / A conversion circuit are combined are impaired. It is possible to increase the number of bits of data to be converted, and to obtain a D / A conversion circuit with higher accuracy and higher performance.

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

第1図は本発明の実施例を示すブロック図、第2図は第
1図に示された第3のD/A変換回路の具体的回路図、第
3図は第2図に示されたパルス形成回路のタイミング
図、第4図は、従来例を示すブロック図である。 (1)……第1のD/A変換回路、(2)……第2図のD/A
変換回路、(4)……第3のD/A変換回路、(41)……
レベルシフト回路、(42)……第2のパルス形成回路。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a concrete circuit diagram of the third D / A conversion circuit shown in FIG. 1, and FIG. 3 is shown in FIG. FIG. 4 is a timing diagram of the pulse forming circuit, and FIG. 4 is a block diagram showing a conventional example. (1) …… First D / A conversion circuit, (2) …… D / A in Fig. 2
Conversion circuit, (4) …… Third D / A conversion circuit, (41) ……
Level shift circuit, (42) ... Second pulse forming circuit.

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−181529(JP,A) 特開 昭57−23321(JP,A) 実開 昭62−135237(JP,U)Continuation of the front page (56) References JP-A-62-181529 (JP, A) JP-A-57-23321 (JP, A) Actually developed JP-A-62-135237 (JP, U)

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】N(=M+K+J)ビットのデジタルデー
タに対応するアナログ信号を出力するD/A変換器におい
て、 Nビットのデジタルデータのうち上位Mビットをデコー
ドするデコーダ、第1の基準電位と第2の基準電位との
間を2M個の抵抗により分圧する分圧回路、該分圧回路か
ら前記デコーダの出力に応じた近接2電位を選択的に取
り出す手段を備えた第1のD/A変換回路と、 クロックパルスを発生するクロック発生手段、該クロッ
ク発生手段からのクロックパルスを計数する2K進の計数
回路、前記Nビットのうち中位Kビットのデジタルデー
タと前記計数回路の計数出力を入力とし、中位Kビット
のデジタルデータの内容に応じたパルス信号を出力する
第1のパルス形成回路、該第1のパルス形成回路のパル
ス信号に応じて前記第1のD/A変換回路から出力される
近接2電位を選択し合成する手段を備えた第2のD/A変
換回路と、 前記計数回路からの計数出力と前記Nビットのデジタル
データのうち下位Jビットの中の下位Qビットを入力
し、Qビットの内容に応じたパルス信号を出力する第2
のパルス形成回路、前記第1の基準電位と前記分圧回路
の一端の間及び前記第2の基準電位と前記分圧回路の他
端の間に設けられ、下位Jビットの中の上位Pビットの
データの内容に基いて前記分圧回路で分圧される電圧単
位の1/2(K+Q)ステップで前記分圧回路の一端及び他端の
電圧をシフトすると共に前記第2のパルス形成回路のパ
ルス出力で制御される期間、前記シフトされた電圧より
更に1/2(K+Q)ステップのシフトを行うレベルシフト回路
を備えた第3のD/A変換回路とを具備することを特徴と
したD/A変換器。
1. A D / A converter for outputting an analog signal corresponding to N (= M + K + J) bits of digital data, wherein a decoder for decoding upper M bits of N bits of digital data, and a first reference potential The first D / having a voltage dividing circuit for dividing the voltage between the second reference potential and the second reference potential by 2 M resistors, and means for selectively extracting the adjacent two potentials according to the output of the decoder from the voltage dividing circuit. A conversion circuit, clock generating means for generating clock pulses, 2 K- ary counting circuit for counting clock pulses from the clock generating means, middle K bits of the N bits of digital data and counting by the counting circuit A first pulse forming circuit which receives an output as an input and outputs a pulse signal corresponding to the contents of the intermediate K-bit digital data, and the first D / D according to the pulse signal of the first pulse forming circuit. A second D / A conversion circuit having means for selecting and synthesizing adjacent two potentials output from the A conversion circuit; count output from the counting circuit and the lower J bits of the N-bit digital data Input the lower Q bits of and output a pulse signal according to the contents of the Q bits.
Pulse forming circuit, provided between the first reference potential and one end of the voltage dividing circuit and between the second reference potential and the other end of the voltage dividing circuit, and the upper P bits of the lower J bits The voltage at one end and the other end of the voltage dividing circuit is shifted in half (K + Q) steps of the voltage unit divided by the voltage dividing circuit based on the content of the data of the second pulse formation. A third D / A conversion circuit having a level shift circuit that shifts by 1/2 (K + Q) steps further than the shifted voltage during a period controlled by the pulse output of the circuit. Characterized D / A converter.
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