JPS5829221A - デジタル/アナログ変換法 - Google Patents

デジタル/アナログ変換法

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JPS5829221A
JPS5829221A JP56127457A JP12745781A JPS5829221A JP S5829221 A JPS5829221 A JP S5829221A JP 56127457 A JP56127457 A JP 56127457A JP 12745781 A JP12745781 A JP 12745781A JP S5829221 A JPS5829221 A JP S5829221A
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JP56127457A
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Koji Uchikoshi
打越 剛二
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Nakamichi Corp
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Nakamichi Corp
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M1/00Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
    • H03M1/06Continuously compensating for, or preventing, undesired influence of physical parameters
    • H03M1/08Continuously compensating for, or preventing, undesired influence of physical parameters of noise
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M1/00Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
    • H03M1/66Digital/analogue converters
    • H03M1/82Digital/analogue converters with intermediate conversion to time interval

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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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はデジタル信号をアナログ信号に変換するデジタ
ル/アナログ変換(以下D/A変換)法に関する。
従来、D/A変換法の一方法として、サンプリングした
デジタル信号をそのデータ値に対応するパルス幅をもつ
パルス幅信号に変換後、平滑フィルタを通すことにより
アナログ信号に復調する方法が提案されているが、この
方法は回路に高精度部品を使わないできわめて高い変換
精度が得られるという優れたオリ点をもつ反面、パルス
幅信号のパルス形成法が適切でないとデータ値に対応す
るパルス幅の精度がいくら高くても高域周波数において
歪を発生すると共に、また変換するデジタル信号のビッ
ト数が大きくなると変換速度が遅くなるという欠点をも
っている。
即ち、従来においてはデジタル信号をパルス幅信号に変
換する場合、パルス幅信号のパルス幅はサンプリングに
、よるサンプリング時間からの時間幅で決定されていた
ため、パルス幅信号のパルス幅中心はデジタル信号のデ
ータ値に応じてサンプリング周期毎に変化する。このた
め、フィルタを通して復調されるアナログ波形は原アナ
ログ波形に比べ、レベルが増加する部分では伸張、逆に
レベルが減少する部分では圧縮されて歪んだものとなり
、特にこの歪は高域周波数において顕著となる。
また、変換速度の問題については、処理するデジタル信
号を重みの大きい上位ビットと重みの小さい下位ビット
の組合せで形成し、それぞれ上位ビットと下位−ビット
に二分割してそのデータ値に対応するパルス幅をもつ上
位パルス幅信号及び下位パルス幅信号に変換後、さらに
下位パルス幅信号に上位ビットに対する下位ビットの重
みに相応する所定の減衰を与えた後筒゛パルス幅信号を
合成することにより変換速度を早めることか考えられる
なお、かかる上位ビットと下位ビットの組合せによるA
/D及びD/A’変換については、本出願人の出願に係
る特願昭55−182447号[A/D及びD/A変換
方式]或いは特願昭56−031493号 [積分型A
/D変換器」が診考とされるものである。
然しなから、上位ビットと下位ビットから成るデジタル
信号においては、サンプリング信号のレベルが増加又は
減少する方向にある場合、下位ビットから上位ビットへ
の繰上り又は上位ビットから下位ピントへの繰下りが起
こるが、このとき繰上り又は繰下りにより増加又は減少
する上位パルス幅信号のパルス幅の増加又は減少時刻と
、繰上り又は繰下りにより消滅又は発生する下位パルス
幅信号のパルスの中心との関係が適切でないと雑音状の
歪を発生する。上位ビットへの繰上ゆが起こる場合のこ
の歪の発生につき第1図を用いて詳述すると、サンプリ
ング信号のレベルが増加方向にあって上位ビットへの繰
上りが起こると、第1図(a)に示すごとく、上位パル
ス幅信゛号aにおいては両パルス端でそれぞれパルス面
積でSaだけ増加し、また所定の減衰が与えられた下位
パルス幅信号すは消滅する。なお、実際にはパルス面積
2Saは消滅した下位パルス幅信号すのパルス面積2S
bよりも下位パルス幅信号の最小単位に相当する面積だ
け広いが簡単のため側面積が等しいとして考えも繰上り
が発生した時点においては上位パルス幅信号aと下位パ
ルス幅信号すはそのままで、第1図rb)に示すごとく
、パルス面積Saを与えるパルスa2:下位パルス幅信
号すの負パルスb′が発生したことになる。そこでフー
リエ解析によりパルスa′とパルスb′の周波数特性を
求めると、第1図(C)に示すように、パルスa′とパ
ルスb′はそのパルス面積は等しいが、そのエネルギー
はパルスa′の方が大きく、さらにエネルギー差は高周
波域において生じるものの、可聴域においては両者のエ
ネルギーは略等しいものであることが分かる。
従って、パルスa′の発生時刻とパルスb′のパルス中
心が一致していないと、完全に正負の相殺が行なわれず
、上述の二盆割変換法では雑音状の歪が発生することに
なるが、このことは下位ビットへの繰下りが起こるとき
も同様である。
本発明は、かかるデジタル信号をパルス幅信号に変換後
アナログ信号に復調するD/A変換法における歪及び変
換速度の開門を解決するものであり、以下その実施例を
も二で詳述する。
第2図は本発明D/A変換法を実現するD/A変換回路
の一実施例のブロック図を示すもので、上位ビットが8
ピント、下位ヒツトが7ビツトの計15ビットからなる
デジタル信号をアナログl信号に変換する例である。な
お、図中の太線はデジタル信号線の束を示す。図におい
て、1は水晶発振子を用いたクロック発生器、また2は
768(256X3)進カウンタ回路であり、このカウ
ンタ回路2がクロック発生器1の出力するクロックパル
スC1を768個カウントする期間が一サンプリング周
期に相当する。3及び4はサンプリングした上位ピッl
−8B及び下位ビット7Bのデジタル信号をそれぞれ記
憶するためのラッチ回路、256 N N N % 6
4 a % 64 b % 64−V、及びMはそれぞ
れ所要のカウンタで構成されたカウンタ回路、また5及
び6は上位パルス幅信号及び下位パルス幅信号を発生す
るセットリセットフリップフロップ回路(以下5R−F
F回路)をそれぞれ示す。
さらに7はSR,−FF回路6の発生する下位パルス幅
信号を上位ビットに対する下位ビットの重みに応じてこ
の場合lA28に減衰する減衰回路、8は上位パルス幅
信号と減衰された下位パルス幅信号を合成するミキサー
回路、また9はミキサー回路8の出力を平滑し出力端子
10にアナログ信号を出力するフィルタ回路である。
第3図はこのD/A変換回路の動作を説明するためのタ
イムチャートを示し、図においてクロックパルスOpに
ついて付した数字はパルス数を表わすものであるが、以
下の説明においてこのパルス数を時刻1の表現に用いる
−サンプリング周期の適当な時刻、実施例では時刻76
7にお゛いて上位ピッ) 8B及び下位ピッ) 7Bの
デジタル信号がそれぞれラッチ回路3及び4に先ず分割
してラッチさi、次の一サンプリング周期の開始時刻0
でカウンタ回路256−Nが動作を開始する。ここでN
及びMはそれぞれサンプリングされた上位ピッ) 8B
及び下位ピッ) 7Bのデジタル信号を10進数で表わ
すデータ値として定義され、それ゛ぞれ8ビツト及び7
ビツトからなる本実施例ではO〜255及び0−127
の値をとるものである。いまランチ回路3には10進数
でN=100の上位ピッl−8Bが、またラッチ回路4
には同様に10進数でM=100の下位ピッ) 7Bが
それぞれランチされたとすると、カウンタ回路256−
Nはクニック、パールスcpを256−100 = 1
56パルスカウントして即ち時刻156で動作を終了す
る。カウンタ回路256−Nの動作が終了すると、カウ
ンタ回路64aと64−一の動作が開始され、カウンタ
回路64aはクロックパルスCpを64パルスカウント
して即ち時刻156 +64 = 220で、まだカウ
ンタ回路64−TはクロックパルスOp ヲ64−− 
T=14パルスカウントして即ち時刻156+ 14 
= 170でそれぞれその動作を終了する。5R−FF
回路6はカウンタ回路644の動作が終了する時刻17
0でセットされ、同時にこの時刻170で動作を開始す
るカウンタ回路MがクロックパルスCpを100パルス
カウントして即ち時刻170+100=270でその動
作を終了するとリセットされることにより下位パルス幅
信号を発生する。また、5R−FF回路5はカウンタ回
路64aの動作が終了する時刻220でセットされ、時
刻P84におけるカウンタ回路1からの信号により動作
を開始するカウンタ回路Nがクロックパルスcpヲ10
0パルスカウントシてその動作を終了する時刻384 
+ 100 = 484で動作を開始するカウンタ回路
64bがクロックパルスCpヲ64 パルスカウントし
て時刻484864 =548でその動作を終了すると
リセットされることによ・  り上位パルス幅信号を発
生する。ここで、カウンタ回路Nの動作が終了する時刻
484でカウンタ回路64−−8が再びその動作を開始
し、前述と同様にクロックパルスCpを14パルスカウ
ントして時刻484+14 = 498 で動作を終了
するため、カウンタ回路Mが動作を開始すると共に、5
R−FF回路6は再び時刻498でセットされ、カウン
タ回路Mが動作を終了する時刻498+100=598
でリセットされることにより、下位パルス幅信号を再び
発生する。
かかるD/A変換回路によれば、第3図からも明らかな
ように、上位パルス幅信号は−サンプリング周期の一定
の時刻384をパルス幅中心とするパルスとして、また
下位パルス幅信号は上位パルス幅信号の両パルス端をパ
ルス幅中心とするパルスとして形成され、この関係はサ
ンプリングされる上位ピッ) 8B及び下位ビット7B
の各データ値セあるN及びMの値が変化しても変わらず
、上位パルス幅信号は時刻38・1をパルス幅中心とし
サンプリングされた上位ビットのデータ値に応答してそ
のパルス幅が変化し、また下位パルス幅信号はかかる上
位パルス幅信号の両パルス端をパルス幅中心とし、サン
プリングされた下位ビットのデータ値に応答してそのパ
ルス幅が変化する。
なお、下位ビットのデータ値Mが奇数の時、iの値は割
りきれず切捨となるが実用上問題はない。また、上位パ
ルス幅信号のパルス幅は上述の実施例の゛場合では38
4− (256−N) −64+N十64 = 128
+2Nとなり上位ビットのデータ値Nに比例する部分と
定数の和で決定されるのに対し、下位パルス幅信号のパ
ルス幅は2Mとなり、M=0の場合5R−FF回路6の
出力が0となるが、実際にはこれに適当な定数例えば1
を加えた値となるように形成した方が直線性がよくなる
以上の本発明D/A変換法によれば、デジタル信号をパ
ルス幅信号に変換後平滑用フィルタを通してアナログ信
号に復調する従来のD/A変換法の利点を生かすと共に
、処理するビット数にかかわらず高い変換速度をもち、
かつ歪のきわめて少ないD/A変換を行なうことができ
る。     、
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の説明に供する図、第2図は本発明D/
A変換法を実現するD/A変換回路の一実施例のブロッ
ク図、及び第3図は第2図のD/A変換回路の動作説明
に供するタイムチャートをそれぞれ示す。 8B・・・上位ビット、7B・・・下位ビット、1・・
・クロック発生器、2.256−N、 N、 64□、
64b、 64−2% M・・・カウンタ回路、3.4
・・・ラッチ回路、5.6・・・セットリセットフリソ
 、プフロップ回路、7・′・減衰回路、8・・ミキサ
ー回路、9・・・平滑用フィルタ、Cp・・・クロック
パルス。 特許出願人 ナカミチ株式会社 代表者 中道・・仁部

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 上位ビット及び下位ビットから成るデジタル信号を該上
    位ビットと下位ビットに分割してサンプリングし、この
    サンプリングした前記上位ビット及び下位ビットの各デ
    ジタル信号をそのデータ値に応答するパルス幅をもつ上
    位パルス幅信号及び下位パルス幅信号にそれぞれ変換後
    、両パルス幅信号を合成して平滑用フィルタを通過させ
    ることにより前記上位ビット及び下位ビットから成るデ
    ジタル信号をアナログ信号に変換するデジタル/アナロ
    グ変換法であり、前記上位パルス幅信号はサンプリング
    周期の一定の時刻をパルス幅中心とし前記上位ビットの
    データ値に応答してそのパルス幅が変化するパルスとし
    て、また、前記下位パルス幅信号は前記上位パルス幅信
    号の両パルス端においてそれぞれ各パルス端をパルス幅
    中心とし、前記下位ビットのデータ値に応答してそのパ
    ルス幅が変化するパルスとしてそれぞれ形成されること
    を特徴とするデジタル/アナログ変換法。
JP56127457A 1981-08-14 1981-08-14 デジタル/アナログ変換法 Granted JPS5829221A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP56127457A JPS5829221A (ja) 1981-08-14 1981-08-14 デジタル/アナログ変換法
US06/406,214 US4536743A (en) 1981-08-14 1982-08-09 Method of converting a digital signal into an analog signal and a digital-to-analog converter therefor

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JP56127457A JPS5829221A (ja) 1981-08-14 1981-08-14 デジタル/アナログ変換法

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JPS5829221A true JPS5829221A (ja) 1983-02-21
JPS6156651B2 JPS6156651B2 (ja) 1986-12-03

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ID=14960396

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6116626A (ja) * 1983-12-20 1986-01-24 アメリカン マイクロシステムズ,インコ−ポレイテツド パルス幅変調を使用したデジタル・アナログ変換器

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