JPS58133027A - デジタル・アナログ変換器 - Google Patents
デジタル・アナログ変換器Info
- Publication number
- JPS58133027A JPS58133027A JP57014987A JP1498782A JPS58133027A JP S58133027 A JPS58133027 A JP S58133027A JP 57014987 A JP57014987 A JP 57014987A JP 1498782 A JP1498782 A JP 1498782A JP S58133027 A JPS58133027 A JP S58133027A
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- JP
- Japan
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- current
- digital
- converter
- analog
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- Pending
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-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
- H03M1/00—Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
- H03M1/10—Calibration or testing
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
- H03M1/00—Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
- H03M1/66—Digital/analogue converters
- H03M1/74—Simultaneous conversion
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Analogue/Digital Conversion (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は1チツプIC化に適し友高精度のデジタル・ア
ナログ変換器(以下DACと呼ぶことにする)に関する
。
ナログ変換器(以下DACと呼ぶことにする)に関する
。
1チツプIC化を目的とし友高精度DA変換方式として
第1図に示すように通常の精gILt−有するDACI
と1個以上の電流源とを組み合せ、DACのアナログ出
力電流のフルスケール値を基準電流としてこの基準電流
に対して上記電流源の出力電流の大きさが所定の関係に
なるように精度よく制御し丸うえで、上記電流源の個数
に応じてデジタル入力信号の上位に付加され九ビットに
より指定され次電流源の出力電流と上位に付加され九ビ
ットを除いたデジタル入力信号に応じたアナログ比換 願昭56−42312 rディジタル・アナログ変換器
」参照のこと)。この基準電流IOに対し、出力電流を
所定の大きさに精度よく制御する方法について第1図に
よシ説明する。まず期間T1においてはスイッチ91が
閉にされて低域F波回路81が選択され、その間φ、と
φ!とが逆位相であり、それらの極性に応じて切換スイ
ッチ40と41が交互に端子a@またはb側に接続され
て基準電流Ioと電流源11の出力型15! I sが
抵抗51の端子電圧として検出され、この端子電圧がコ
ンデンサ60、増幅器6、位相検波回路7、上記低域p
波回路81とからなる帰還回路を通して電流源11側に
帰還され、その出力電流工1が基準電流I6に等しくな
るように電流源=11が制御される。つぎの期間T、に
おいてはスイッチ91は開となりF波回路81の出力は
保持され、スイッチ92が閉とな)F波回路82が選択
される。
第1図に示すように通常の精gILt−有するDACI
と1個以上の電流源とを組み合せ、DACのアナログ出
力電流のフルスケール値を基準電流としてこの基準電流
に対して上記電流源の出力電流の大きさが所定の関係に
なるように精度よく制御し丸うえで、上記電流源の個数
に応じてデジタル入力信号の上位に付加され九ビットに
より指定され次電流源の出力電流と上位に付加され九ビ
ットを除いたデジタル入力信号に応じたアナログ比換 願昭56−42312 rディジタル・アナログ変換器
」参照のこと)。この基準電流IOに対し、出力電流を
所定の大きさに精度よく制御する方法について第1図に
よシ説明する。まず期間T1においてはスイッチ91が
閉にされて低域F波回路81が選択され、その間φ、と
φ!とが逆位相であり、それらの極性に応じて切換スイ
ッチ40と41が交互に端子a@またはb側に接続され
て基準電流Ioと電流源11の出力型15! I sが
抵抗51の端子電圧として検出され、この端子電圧がコ
ンデンサ60、増幅器6、位相検波回路7、上記低域p
波回路81とからなる帰還回路を通して電流源11側に
帰還され、その出力電流工1が基準電流I6に等しくな
るように電流源=11が制御される。つぎの期間T、に
おいてはスイッチ91は開となりF波回路81の出力は
保持され、スイッチ92が閉とな)F波回路82が選択
される。
この期間では、−電とφtが同位相、φ、が−1゜φI
K対し逆位相とな9切換スイッチ40.41と42とが
交互にa側に接続され工。+I、と電流源12の出力電
流工、とが交互に抵抗51に流れる。その端子電圧が前
記と同様にして電流源12111KllI還されて、そ
の出力電流工、がII +I。に等しくなるように電流
源12を制御する。このとき、F波回路81の出力は直
前の期間T、の値が保持されているために電流源11の
出力電流工。
K対し逆位相とな9切換スイッチ40.41と42とが
交互にa側に接続され工。+I、と電流源12の出力電
流工、とが交互に抵抗51に流れる。その端子電圧が前
記と同様にして電流源12111KllI還されて、そ
の出力電流工、がII +I。に等しくなるように電流
源12を制御する。このとき、F波回路81の出力は直
前の期間T、の値が保持されているために電流源11の
出力電流工。
が工・に等しい状態が継続している。その九め結局工、
は2工◎に等しくなる。さらに次の期間T、では、スイ
ッチ91と92はともに開となシ。
は2工◎に等しくなる。さらに次の期間T、では、スイ
ッチ91と92はともに開となシ。
スイッチ93が閉となってF波回路83が選択され、こ
の期間φ1.φ8.φ、が同位相、−6がこれらに対し
て逆位相とな〕、電流源13の出力電流I、が工・+I
l+2 I t =2” I。に等しくなるように制
御されるものである。第1図の場合1以上で一巡を終了
し、この動作を繰)返すことにより、2!までの2進化
荷重電流を得るものである。この方法を拡張すれば、
N (N>33個の電流源を用いて2N−1倍までの2
進化荷重電流を得ることができるものである。
の期間φ1.φ8.φ、が同位相、−6がこれらに対し
て逆位相とな〕、電流源13の出力電流I、が工・+I
l+2 I t =2” I。に等しくなるように制
御されるものである。第1図の場合1以上で一巡を終了
し、この動作を繰)返すことにより、2!までの2進化
荷重電流を得るものである。この方法を拡張すれば、
N (N>33個の電流源を用いて2N−1倍までの2
進化荷重電流を得ることができるものである。
しかしながら、第1図に示す例では、電流を比較する抵
抗51が一定のため、この抵抗の端子電圧はI(IRか
ら2N−’I6R+壕で変化することになシ、電流の検
出精度を維持するために抵抗51の抵抗値はあまシ小さ
くはできず、抵抗51に2N′″1工。凡の電圧降下が
生じても正常な動作をするように電源電圧を高くしてお
かなければならないという問題点があった。これはIC
化に際し、耐圧や消費り 電力の点で障害とするものである。
抗51が一定のため、この抵抗の端子電圧はI(IRか
ら2N−’I6R+壕で変化することになシ、電流の検
出精度を維持するために抵抗51の抵抗値はあまシ小さ
くはできず、抵抗51に2N′″1工。凡の電圧降下が
生じても正常な動作をするように電源電圧を高くしてお
かなければならないという問題点があった。これはIC
化に際し、耐圧や消費り 電力の点で障害とするものである。
本発明の目的は、以上で述べた電流検出用の抵抗で生じ
る電圧降下による電源電圧への影響を低減し、低電圧、
低消費電力で動作する高精度DA変換器を提供すること
にある。
る電圧降下による電源電圧への影響を低減し、低電圧、
低消費電力で動作する高精度DA変換器を提供すること
にある。
本発明は上記目的に対し、比較する電流の大きさによっ
て電流検出用の抵抗の値を変えることにより、この抵抗
の端子間電圧をほぼ一定に保つもので、大電流比較時に
おける電圧降下を少なくするものである。
て電流検出用の抵抗の値を変えることにより、この抵抗
の端子間電圧をほぼ一定に保つもので、大電流比較時に
おける電圧降下を少なくするものである。
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。説明
の簡単のために、N=3すなわち2”I・までの2進化
荷重電15!を得る場合の実施例を示すが、N=2.N
>3の場合についても同様にして実施できることはいう
まで賜ない。
の簡単のために、N=3すなわち2”I・までの2進化
荷重電15!を得る場合の実施例を示すが、N=2.N
>3の場合についても同様にして実施できることはいう
まで賜ない。
第2図は本発明の一実施例の回路構成を示し、N=3の
場合に対応している。なお、第1図と同一符号は、同−
又は均等部分を示す0図において。
場合に対応している。なお、第1図と同一符号は、同−
又は均等部分を示す0図において。
電流検出用抵抗は、Nに応じた所定数(図では3個]の
スイッチ201〜203とそれぞれのスイッチと直列に
接続された抵抗211〜213とからなり、抵抗211
〜213は、それぞれB。
スイッチ201〜203とそれぞれのスイッチと直列に
接続された抵抗211〜213とからなり、抵抗211
〜213は、それぞれB。
成は第1図と同じ回路構成である。まず期間T1でφ1
によシスイッチ91が閉となったとき、電光検出用抵抗
には1.oと工、が交互に流れるため。
によシスイッチ91が閉となったとき、電光検出用抵抗
には1.oと工、が交互に流れるため。
検出用抵抗としてRなる値をもつ抵抗211がスイッチ
201によ多接続される。次の期間T!ではφ6により
スイッチ92が閉となってI@+Isと工、が比較され
るため、φ・によシスイッチ202が閉となL−Rなる
抵抗値をもつ検出用抵抗212が接続される。さらに次
の期間T、ではφ、によpスイッチ93が閉じI6+I
I+IlとIs (=2”Io)が比較される九め、φ
、によりスイ1゜ ツチ203が閉となシ、pFLなる抵抗値をもつ検出用
抵抗213が接続される。このようにして比較しようと
する電流−に応じて、検出用抵抗の抵抗値を選べば、全
て電圧降下は工。Rとなる。ことではN=3の場合につ
いて述べたが、一般的にはN個のpR(n=1 、2.
・N Jなる抵抗値をもつ抵抗を用意しておけば、検
出抵抗における電圧降下を一定として2N−1までの2
進化荷重電流を得るように拡張は可能である。ここで、
ダミー抵抗52は=Rより小さな値にしておけば、これ
による電圧降下は問題なくなる。第2図の構成によれば
電圧降下が一定であるため、一定の電流比精度が保証さ
れ、検出精度の低下はない。
201によ多接続される。次の期間T!ではφ6により
スイッチ92が閉となってI@+Isと工、が比較され
るため、φ・によシスイッチ202が閉となL−Rなる
抵抗値をもつ検出用抵抗212が接続される。さらに次
の期間T、ではφ、によpスイッチ93が閉じI6+I
I+IlとIs (=2”Io)が比較される九め、φ
、によりスイ1゜ ツチ203が閉となシ、pFLなる抵抗値をもつ検出用
抵抗213が接続される。このようにして比較しようと
する電流−に応じて、検出用抵抗の抵抗値を選べば、全
て電圧降下は工。Rとなる。ことではN=3の場合につ
いて述べたが、一般的にはN個のpR(n=1 、2.
・N Jなる抵抗値をもつ抵抗を用意しておけば、検
出抵抗における電圧降下を一定として2N−1までの2
進化荷重電流を得るように拡張は可能である。ここで、
ダミー抵抗52は=Rより小さな値にしておけば、これ
による電圧降下は問題なくなる。第2図の構成によれば
電圧降下が一定であるため、一定の電流比精度が保証さ
れ、検出精度の低下はない。
さらに、電流源11〜13の出力抵抗が十分大きくなく
、その負荷となる検出用抵抗あるいはダミー抵抗の抵抗
値の影響を受ける恐れのある場合は、第3図に示すよう
にダミーの抵抗220〜チ40〜43の端子す側にそれ
ぞれに接続すれば良い。
、その負荷となる検出用抵抗あるいはダミー抵抗の抵抗
値の影響を受ける恐れのある場合は、第3図に示すよう
にダミーの抵抗220〜チ40〜43の端子す側にそれ
ぞれに接続すれば良い。
第2図及び第3図の実施例では検出用抵抗とし抗を用い
、これらの抵抗を並列に切9換えることによシ、電圧降
下を一定にしたが、第4図のようチ301〜304.!
に配列し、このスイッチを開閉することによって4.上
記と同様の効果が得られることは明らかである。
、これらの抵抗を並列に切9換えることによシ、電圧降
下を一定にしたが、第4図のようチ301〜304.!
に配列し、このスイッチを開閉することによって4.上
記と同様の効果が得られることは明らかである。
以上の場合、這番目の電流I+の相対誤差ΔI+/It
は% I tが低域P波回路81〜83の出力着圧v1
によらない固定分(I ml ) とV、lによシ変
化する分(g+mt・vlK)とから成多10式で卑見
られるものとすると、(2)式で与えられる(前記の特
願昭56−42312参照)。
は% I tが低域P波回路81〜83の出力着圧v1
によらない固定分(I ml ) とV、lによシ変
化する分(g+mt・vlK)とから成多10式で卑見
られるものとすると、(2)式で与えられる(前記の特
願昭56−42312参照)。
I +=I st+g ml e v@ t
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(
1)ΔI+/Itミ(I I −+/I + 3/ (
A−a ・β・g、、、I−RI)・・・(2)ここで
sAp α、βはそれぞれ交流増幅回路6と位相検波回
路7.および低減F波回路81〜83の利得であり、R
Iは検出用抵抗の抵抗値である。このELIは2進化荷
重電流I−の大きさにΔI IA +=2 ’−’ (
l I−t/I t 3/ (A・α・β・g、t・R
)・・・(3)となシ、帰還がかかつていないときの整
合&(1−1−t/I t jが常に一定とすれば、相
対誤差は重みの最大であるMSB(IN)で最大とする
。そこで。
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(
1)ΔI+/Itミ(I I −+/I + 3/ (
A−a ・β・g、、、I−RI)・・・(2)ここで
sAp α、βはそれぞれ交流増幅回路6と位相検波回
路7.および低減F波回路81〜83の利得であり、R
Iは検出用抵抗の抵抗値である。このELIは2進化荷
重電流I−の大きさにΔI IA +=2 ’−’ (
l I−t/I t 3/ (A・α・β・g、t・R
)・・・(3)となシ、帰還がかかつていないときの整
合&(1−1−t/I t jが常に一定とすれば、相
対誤差は重みの最大であるMSB(IN)で最大とする
。そこで。
MSBで十分小さな相対誤差となるようにA−a・β・
gmlを設計すれば良いことになる。
gmlを設計すれば良いことになる。
しかし、比較する電流が小さいところでは。
RIを大きくするために、必要以上に開ループ利得が大
きくなり、帰還回路の安定性や、雑音による交流増幅器
6の飽和が問題となる可能性がある。
きくなり、帰還回路の安定性や、雑音による交流増幅器
6の飽和が問題となる可能性がある。
この問題点を解決した本発明の実施例の要部を第5図に
示す。
示す。
図は、交流増幅器の部分の回路構成のみを示し、他の回
路構成は第2図、第3図の回路構成と同じである。この
実施例は、検出用抵抗R1の大きさに応じて、交流増幅
器6の利得t−変えるものである。すなわちコンデンサ
60と増幅器60間にNに応じた所定数のスイッチ23
1〜233とそれをもつ抵抗241〜243とを並列に
接続し、検出用抵抗R+の大きさに応じてスイッチ23
1〜233を切り換えることにより、II′に検出して
いるとき増幅器の利得をA+=2’″1・RF/R+
−とするものである。この構成により、開ループ利得A
−(E −β ・ gs++ ・RI はRr”
’ β ・ g−t ・ R/Rsaと一定となる。
路構成は第2図、第3図の回路構成と同じである。この
実施例は、検出用抵抗R1の大きさに応じて、交流増幅
器6の利得t−変えるものである。すなわちコンデンサ
60と増幅器60間にNに応じた所定数のスイッチ23
1〜233とそれをもつ抵抗241〜243とを並列に
接続し、検出用抵抗R+の大きさに応じてスイッチ23
1〜233を切り換えることにより、II′に検出して
いるとき増幅器の利得をA+=2’″1・RF/R+
−とするものである。この構成により、開ループ利得A
−(E −β ・ gs++ ・RI はRr”
’ β ・ g−t ・ R/Rsaと一定となる。
あるいは、交流増幅器6の利得′t−変えるのではなく
、電流源11〜13の相互コンタクタンスg1に2進化
荷重の重みをもたせて賜良い。すなわち、′11の電流
源のgm+を g、1=21−”・g、 (j=1,2・・・N]
・・・・・・・・・(4)とする仁とによっても、開ル
ープ利得はA −a・β・g、・R と一定となる。
、電流源11〜13の相互コンタクタンスg1に2進化
荷重の重みをもたせて賜良い。すなわち、′11の電流
源のgm+を g、1=21−”・g、 (j=1,2・・・N]
・・・・・・・・・(4)とする仁とによっても、開ル
ープ利得はA −a・β・g、・R と一定となる。
以上説明したように本発明によれば、抵抗とスイッチを
付加することで、電流の検出積置は一定に保ちながら、
高精度の2進化荷重電流を検出する抵抗における電圧降
下を一定にすることができ、これによって低電源電圧、
低消費電力化が可能となシ、よLIC化に適した高精度
のDACが実現でき、その効果は大きい。
付加することで、電流の検出積置は一定に保ちながら、
高精度の2進化荷重電流を検出する抵抗における電圧降
下を一定にすることができ、これによって低電源電圧、
低消費電力化が可能となシ、よLIC化に適した高精度
のDACが実現でき、その効果は大きい。
第1図は従来のデジタル・アナログ変換器の回路構成図
、第2図は本発明の第1の実施例の回路構成図、183
図は本発明の第2の実施例の回路構成図、第4図は本発
明の第3の実施例の要部を示す回路構成図、第5図は本
発明の第4の実施例の要部を示す回路構成図である。 l・・・DAC,2・・・タイミング信号発生回路、2
11〜213・・・電流検出用抵抗、201〜203・
・・切¥1 1 図 ¥J 2 図 fJ 3 図 ¥J 4 口
、第2図は本発明の第1の実施例の回路構成図、183
図は本発明の第2の実施例の回路構成図、第4図は本発
明の第3の実施例の要部を示す回路構成図、第5図は本
発明の第4の実施例の要部を示す回路構成図である。 l・・・DAC,2・・・タイミング信号発生回路、2
11〜213・・・電流検出用抵抗、201〜203・
・・切¥1 1 図 ¥J 2 図 fJ 3 図 ¥J 4 口
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、デジタル入力信号の所定の下位ビットをアナログ電
流に変換するためのデジタル・アナログ変換手段と、上
記所定の下位ビットを除くデジタル入力信号に従って指
定されるn(n213個の電流源と、上記電流源のそれ
ぞれの出力電流値を順次上記デジタル・アナログ変換手
段の出力電流の最大値の2進化荷重電流値に等しくなる
ように設定する設定手段と、上記デジタル入力信号に従
って指定された上記電流源の出力電流と上記デジタル・
アナログ変換手段の出力電流との和をと9%上記デジタ
ル入力信号に対応するアナログ信号として出力する手段
からなるデジタル・アナログ変換器において、上記設定
手段は、所定の抵抗比をもったn個の抵抗と、核抵抗の
1つを順次選択するスイッチ手段とを有し、該スイッチ
手段によシ選択された抵抗の電圧降下として得られた信
号に基づいて、上記電流源の出力電流値を設定すること
を特徴とするデジタル・アナログ変換器。 2、上記設定手段は、上記電圧降下として得られた信号
を増幅する増幅手段と、該増幅手段の増幅度を上記選択
された抵抗の値に応じて制御する手段とを有し、上記増
幅手段の出力信号によシ上配電流源の出力電流値を制御
することを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のデジ
タル・アナログ変換器。 3、上記電流Rが、その出力電流の大きさに比例した所
定の相互コンダクタンスを有することを特徴とする特許
請求の範囲第1項記載のデジタル・アナログ変換器。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57014987A JPS58133027A (ja) | 1982-02-03 | 1982-02-03 | デジタル・アナログ変換器 |
EP82102454A EP0061199B1 (en) | 1981-03-25 | 1982-03-24 | Digital-to-analog converter |
US06/361,437 US4549166A (en) | 1981-03-25 | 1982-03-24 | Digital-to-analog converter using a feedback element matching technique |
DE8282102454T DE3279017D1 (en) | 1981-03-25 | 1982-03-24 | Digital-to-analog converter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57014987A JPS58133027A (ja) | 1982-02-03 | 1982-02-03 | デジタル・アナログ変換器 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS58133027A true JPS58133027A (ja) | 1983-08-08 |
Family
ID=11876294
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP57014987A Pending JPS58133027A (ja) | 1981-03-25 | 1982-02-03 | デジタル・アナログ変換器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS58133027A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61191125A (ja) * | 1985-01-16 | 1986-08-25 | エヌ・ベ−・フイリツプス・フル−イランペンフアブリケン | デジタル−アナログ変換器 |
JP2012138870A (ja) * | 2010-12-28 | 2012-07-19 | Renesas Electronics Corp | 半導体装置 |
-
1982
- 1982-02-03 JP JP57014987A patent/JPS58133027A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61191125A (ja) * | 1985-01-16 | 1986-08-25 | エヌ・ベ−・フイリツプス・フル−イランペンフアブリケン | デジタル−アナログ変換器 |
JP2012138870A (ja) * | 2010-12-28 | 2012-07-19 | Renesas Electronics Corp | 半導体装置 |
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