JPS59160319A - Da converter - Google Patents

Da converter

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Publication number
JPS59160319A
JPS59160319A JP3290083A JP3290083A JPS59160319A JP S59160319 A JPS59160319 A JP S59160319A JP 3290083 A JP3290083 A JP 3290083A JP 3290083 A JP3290083 A JP 3290083A JP S59160319 A JPS59160319 A JP S59160319A
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JP
Japan
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bits
circuit
switch
current
bit
Prior art date
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Pending
Application number
JP3290083A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Junichi Fujimori
潤一 藤森
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Nippon Gakki Co Ltd
Original Assignee
Nippon Gakki Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPS59160319A publication Critical patent/JPS59160319A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M1/00Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
    • H03M1/66Digital/analogue converters
    • H03M1/74Simultaneous conversion
    • H03M1/78Simultaneous conversion using ladder network
    • H03M1/785Simultaneous conversion using ladder network using resistors, i.e. R-2R ladders

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Analogue/Digital Conversion (AREA)

Abstract

PURPOSE:To secure the continuity of output analog values without requiring high precision for respective resistances which constitute a ladder circuit by summing up weighted currents, etc., separately according to the values of respective bits for only a part consisting of a specific number of bits and calculating the difference between two addition outputs. CONSTITUTION:A current Is flowing from a constant current circuit 5 is supplied to a resistance ladder 6. The weighted currents flow to respective branch points of the resistance ladder 6 and are supplied to respective switch units S34, S33- S30 of the switch circuit 7. The switch units of the switch circuit 7 are changed over according to the value of respective bits and output currents are supplied to respective inputs of a current difference and voltage converting circuit 8. When each switch unit is placed at a position 1, the current from the resitance ladder is supplied to an input terminal 11, and when placed at a position 0, the current is supplied to an input terminal 12, but when each switch unit is placed at a position G, the current flows to the ground.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、DAコンバータに関し、特に3ポジシヨンの
スイッチを用いることにより簡単な構成でありながらラ
ダー抵抗の要求精度を低くすることができるようにした
DAコンバータに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a DA converter, and more particularly to a DA converter that uses a three-position switch to reduce the required accuracy of a ladder resistor while having a simple configuration.

第1図は、従来形ODAコンバータの1例を示す。同図
ODAコンバータは、定電圧源1、人力デジタルデータ
の各ビットに対応する重み付は電圧を発生する抵抗ラダ
ー2、入力デジタルデータに応じてそれぞれオンオフさ
れるスイ、ツチS。。
FIG. 1 shows an example of a conventional ODA converter. The ODA converter shown in the figure includes a constant voltage source 1, a resistance ladder 2 that generates a weighted voltage corresponding to each bit of human-powered digital data, and a switch and a switch S that are turned on and off depending on the input digital data. .

So、・・、S4を具備するスイッチ回路3およびスイ
ッチ回路3からの出力電圧を加算する高入力インピーダ
ンスミキサ4等によって構成される。
The switch circuit 3 includes a switch circuit 3 including So, . . .

第1図ODAコンバータにおいては、定電圧源1の電圧
Eが抵抗ラダー2によって順次分割され入力デジタルデ
ータの各ビットに対応して重み付けされた電圧E、E/
2 、 E/4 、 E/8 、 E/16が生成され
る。そして、入力デジタルデータの各ビットの値に対応
してスイッチ回路3の各スイッチS。。
In the ODA converter shown in FIG. 1, a voltage E of a constant voltage source 1 is sequentially divided by a resistor ladder 2, and voltages E, E/E/
2, E/4, E/8, and E/16 are generated. Each switch S of the switch circuit 3 corresponds to the value of each bit of the input digital data. .

S1+・・・)S4がオンまたはオフとされ、各ビット
に対応する重み付は電圧が該人力デノクルデータに応じ
てスイッチ回路3を通過して高入力インピーダンスミキ
サ4に入力される。高入力インピーダンスミキサ4はこ
れらの入力電圧を加算して出力゛アナログ電圧V。を生
成し、これにより入力デジタルデータに応じた出力アナ
ログ電圧V。を得るDA変換動作が行なわれる。
S1+...)S4 is turned on or off, and the weighted voltage corresponding to each bit passes through the switch circuit 3 and is input to the high input impedance mixer 4 in accordance with the human-powered data. The high input impedance mixer 4 adds these input voltages and outputs an analog voltage V. This generates an output analog voltage V according to the input digital data. A DA conversion operation is performed to obtain .

第1図に示すように、゛多ビットデジタルデータを入力
とするDAコンバータにあっては各ビットの重みに一致
したアナログ電圧または電流を発生するための抵抗ラダ
ー2が必須となるが、この抵抗ラダー2を構成する各抵
抗の精度が重要な問題を含んでいる。例えば、第1図に
示される5ピットODAコンバータにおいては各抵抗器
の精度は(1/’25) X 100チとなり、一般に
NビットODAコンバータにおいては1/2N×100
%の精度が必要とされる。もし、この精度を外訛る抵抗
が用いられた場合には、第2図に示すように、入力デジ
タルデータの変化に対して出力アナログ値の変化が不連
続となり、出力アナログ値の変化が入力デジタルテ゛−
りの変化に追従しなくなる場合が生じる。
As shown in Figure 1, in a DA converter that receives multi-bit digital data as input, a resistor ladder 2 is required to generate an analog voltage or current that matches the weight of each bit. The accuracy of each resistor that makes up the ladder 2 is an important issue. For example, in the 5-bit ODA converter shown in Figure 1, the accuracy of each resistor is (1/'25) x 100 inches, and in an N-bit ODA converter, it is generally 1/2N x 100.
% accuracy is required. If a resistor outside this accuracy is used, as shown in Figure 2, the change in the output analog value will be discontinuous with respect to the change in the input digital data, and the change in the output analog value will be caused by the change in the input digital data. T-
There may be cases where it is no longer able to follow changes in the temperature.

このため、第1図の構成を有する従来形のDAコンバー
クにおいては、例えばN−16のように多ヒツトのDA
コンバータの場合は 1/216X 100係−0,0015(イ)のような
実用上実現が困難な精度が要求されるという不都合があ
った。
For this reason, in the conventional DA converter having the configuration shown in FIG.
In the case of a converter, there is an inconvenience in that an accuracy such as 1/216 x 100 -0,0015 (a), which is difficult to realize in practice, is required.

また、従来、入力デジタルデータを有効数字を表わすビ
ットと指数部を表わすピットで構成し、該有効数字を表
わすビットをアナログ量に変換した後、変化されたアナ
ログ量を該指数部を表わすビットの値に応じてレベルシ
フトするDAコンノクーりが提案されている(特開昭第
51−150961号参照)。
Conventionally, input digital data is composed of bits representing significant figures and pits representing an exponent part, and after converting the bits representing the significant figures into an analog quantity, the changed analog quantity is converted into the bits representing the exponent part. A DA controller that shifts the level according to the value has been proposed (see Japanese Patent Laid-Open No. 51-150961).

このようなりAコンバークにおいては、比較的少ないビ
ット数の回路構成によりダイナミックレンジを大きくす
ることが可能であ°るが、回路構成がやや複雑になると
いう不都合があった。
In such an A converter, it is possible to increase the dynamic range by using a circuit configuration with a relatively small number of bits, but it has the disadvantage that the circuit configuration becomes somewhat complicated.

本発明の目的は、前述の従来形における問題点に鑑み、
DAコンバータにおいて、3ポジシヨンスイツチを用い
よ位の無効ピットを除き入力デジタルデータの全ビット
数よシ少なる所定ビット数の部分につき各ピットの値に
応じて重み付は電流等を別々に加算して2つの加算出力
を得これらの加算出力の差を求めるという構想に基づき
、簡単な構成によってかつラダー回路を構成する各抵抗
に高い精度を要求することなく出力アナログ値の連続性
を確保することにある。
In view of the problems in the conventional type described above, the purpose of the present invention is to
In the DA converter, a 3-position switch is used to add weighting current, etc. separately according to the value of each pit for a predetermined number of bits less than the total number of bits of input digital data, excluding the most invalid pits. Based on the concept of obtaining two summation outputs and finding the difference between these summation outputs, we ensure continuity of output analog values with a simple configuration and without requiring high accuracy from each resistor that makes up the ladder circuit. There is a particular thing.

本発明によれば、Mを正を整数、NをMより大なる整数
、EをOまたは正の整数とするとき、Nビ、トの入力デ
ジタルデータの内の上位に位置する無効ピントの数Eを
検出する手段、該入力デジタルデータのビット数Nに対
応する段数を有し各段からそれぞれの段に応じて重みづ
けされた出力を発生するN段うダー回路手段、該ラダー
回路手段の上位よりE+1ビット目がらMビ、部分の出
力を入力デジタルデータの各ビットの値゛′1″′およ
び” o ”に応じて別々に加算して2つの加算出力を
得るスイッチ手段、およびこれらの2つの加算出力の差
に比例するアナログ信号を発生する手段を具備すること
を特徴とする 以下図面により本発明の詳細な説明する。本発明は、例
えばデジタルオーディオ機器等に用いられるDAコンバ
ータにおいては、入力デノタルデータのダイナミックレ
ンジが例えば16ピツトであっても出力アナログ信号は
10ビット程度の分解能があればよい場合が多いことに
鑑みてなされたものである。すなわち、入力デジタルデ
ータの変化幅は 0000000000000000 ないし 1111111111111111 捷でであっても、すなわちダイナミックレンジが16ビ
ツトであっても、例えば 0101101000101.011 と 010110100010 1010 等のような2つのデータの値を区別する必要性は極めて
低い。そこで、本発明の実施例においては例えば16ビ
ノトの入力デジタルデータのうちの10ピット分につき
区別が可能なように構成する。
According to the present invention, when M is a positive integer, N is an integer greater than M, and E is O or a positive integer, the number of invalid focus points located in the upper part of N bits of input digital data. means for detecting E, an N-stage ladder circuit means having a number of stages corresponding to the number of bits N of the input digital data and generating an output weighted from each stage according to the respective stage; and the ladder circuit means. switch means for obtaining two added outputs by separately adding the outputs of the E+1 bits to M bits from the higher order bits according to the values of each bit of input digital data ``'1'''' and ``o''; The present invention will be described in detail with reference to the drawings below, which is characterized by comprising means for generating an analog signal proportional to the difference between two summation outputs. This was done in consideration of the fact that even if the dynamic range of the input digital data is, for example, 16 bits, the output analog signal only needs to have a resolution of about 10 bits in many cases.In other words, the range of change in the input digital data is 0000000000000000. to 1111111111111111, that is, even if the dynamic range is 16 bits, there is very little need to distinguish between two data values such as 0101101000101.011 and 010110100010 1010.Therefore, the present invention In the embodiment, the configuration is such that, for example, 10 pits of 16 bits of input digital data can be distinguished.

例えば 0 ]、 011.01000・・・・・・・および 0 ]、 O]、 ]、 0 ]、 001・・・・・
のような2つのデジタルデータが入力された場合は、両
方のデータの上位10ビ、トの区別が行なわれる。捷だ
、例えば、 0000101101010・・・ あるいは 0000101 ]、 01011・・・・・のような
全体のレベルが低いデジタルデータが入力された場合に
は、例えば上位3ビ、トを無効ビ、1・として除去して
、以後の10ピッl−を用いてDA変換を行なう。そし
て、下位の3ビツトについては例えば無視される。
For example, 0], 011.01000...and 0], O], ], 0], 001...
When two pieces of digital data such as are input, the upper 10 bits of both pieces of data are distinguished. For example, if digital data with a low overall level is input, such as 0000101101010... or 0000101], 01011..., for example, the upper 3 bits and g are set as invalid bits and 1. After removing the signal, DA conversion is performed using the subsequent 10 pins. The lower three bits are ignored, for example.

第13図は、本発明の1実施例に係わるDAコンバータ
の概略の構成を示し、同図においては入力デノタルデー
タが5ビツトの場合の構成が示されている。同図ODA
コンバータは、定電流回路5、抵抗ラダー6、スイッチ
回路7および電流差・電圧変換回路8等によって構成さ
れる。スイッチ回路7は、入力デジタルデータの各ビッ
トに対応する3ポジシヨンスイツチユニツトS30 +
 s3t l・・・。
FIG. 13 shows a schematic configuration of a DA converter according to an embodiment of the present invention, and this figure shows the configuration when the input digital data is 5 bits. Same figure ODA
The converter includes a constant current circuit 5, a resistance ladder 6, a switch circuit 7, a current difference/voltage conversion circuit 8, and the like. The switch circuit 7 includes a 3-position switch unit S30+ corresponding to each bit of input digital data.
s3tl...

S34を具備する。S34 is provided.

第4図は、第3図のDAコンバータに用いられている電
流差・電圧変換回路8の詳細な構成を示す。同図の回路
は、演算増幅器(以下単にOPアンプと称する)9およ
び10、および抵抗等によって構成される。同図の回路
において、入力端子11および12の電流をそれぞれ1
1およびI2とすればOPアンプ9の出力電圧v1は V=−R,弓、     ・・・(1)また、OPアン
プ9の出力から抵抗R1′を流れる電流I6はv1/R
1′となるからOPアンプ10の反転入力端子から抵抗
R2を流れる電流工。はとなる。また、電流差・電圧変
換回路8の出力電圧V。は vo−−R2・I、        ・・・(3)とな
るからR4= R,’としく3)式に(2)式および(
1)式を代入すると = R2(I、−I、、)     ・・・(4)とな
り、出力電圧Vは2つの入力電流■、およびI2の電流
差に比例した値となる。
FIG. 4 shows a detailed configuration of the current difference/voltage conversion circuit 8 used in the DA converter shown in FIG. The circuit shown in the figure is composed of operational amplifiers (hereinafter simply referred to as OP amplifiers) 9 and 10, resistors, and the like. In the circuit shown in the figure, the currents at input terminals 11 and 12 are each 1
1 and I2, the output voltage v1 of the OP amplifier 9 is V=-R, bow, (1) Also, the current I6 flowing from the output of the OP amplifier 9 through the resistor R1' is v1/R
1', the current flows from the inverting input terminal of the OP amplifier 10 through the resistor R2. Hato becomes. Also, the output voltage V of the current difference/voltage conversion circuit 8. is vo--R2・I, ...(3), so R4=R,', and 3) into equation (2) and (
Substituting the equation 1) results in = R2 (I, -I, . . . ) (4), and the output voltage V becomes a value proportional to the current difference between the two input currents ■ and I2.

次に、上述の構成になるDAコンバータの動作を説明す
る。第3図の回路において、定電流回路5から流れる電
流I8は抵抗ラダー6に供給され、該抵抗ラダー6の各
分岐点には順次重み付けされた電流I8/2 # I、
/41−I Is/ 32が流れ、スイッチ回路7の各
々のスイッチユニツ) S34 + 833 +・・・
l ssoに供給される。スイッチ回路7の各スイッチ
ユニットは、入力デジタルデータの各ビットの値に応じ
て切シ換えられ、各スイッチユニットからの出力電流は
電流差・電圧変換回路8の各人力に供給される。各スイ
ッチユニットがポジション1に切り換えられた時には抵
抗ラダーからの電流は電流差・電圧変換回路8の入力端
子11に供給され、ポジション0に切り換えられた時に
は電流差・電圧変換回路8の入力端子12に供給される
が、ポジションGに切り換えられた時にはグランドに流
れ込む。したがって、電流差・電圧変換回路8の入力端
子11に流れ込む電流■1は、スイッチ回路7の各スイ
ッチユニ、トの内、ポノノヨン1に切り換えられたもの
から流れ出る電流の和に等しくなり、また入力端子12
に流れ込む電流工、は各スイッチユニットの内ポノゾヨ
ン0に切り換えられたものから流れ出る電流の和に等し
くなる。
Next, the operation of the DA converter configured as described above will be explained. In the circuit of FIG. 3, a current I8 flowing from a constant current circuit 5 is supplied to a resistor ladder 6, and each branch point of the resistor ladder 6 receives a sequentially weighted current I8/2 #I,
/41-I Is/32 flows, and each switch unit of the switch circuit 7) S34 + 833 +...
l sso. Each switch unit of the switch circuit 7 is switched according to the value of each bit of input digital data, and the output current from each switch unit is supplied to each power of the current difference/voltage conversion circuit 8. When each switch unit is switched to position 1, the current from the resistance ladder is supplied to the input terminal 11 of the current difference/voltage conversion circuit 8, and when it is switched to position 0, the current from the resistance ladder is supplied to the input terminal 12 of the current difference/voltage conversion circuit 8. However, when switched to position G, it flows into ground. Therefore, the current 1 flowing into the input terminal 11 of the current difference/voltage conversion circuit 8 is equal to the sum of the currents flowing from the switch units 1 and 1 of the switch circuit 7, and terminal 12
The current flowing into the switch unit 0 is equal to the sum of the currents flowing out of each switch unit that is switched to the switch unit 0.

第3図ODAコンバータにおいては、スイッチ回路7の
各スイッチユニットは入力デジタルテ゛−タの各ビット
の値に応じて直接制御されるのではなく、入力デジタル
データか図示しないコードコンバータによって別のコー
ドに変換され、この変換値によりスイッチ回路7が制御
される。すなわち、入力デジタルテ゛−夕すなわぢ入力
2進コ〜ドが例えば5ビツトの場合は、第5図に示すよ
うに、入力2進コードがそれぞれ所定の方法によって変
換値に変えられる。第5図においては、入力2進コード
は2の補数で示されておシ、この人力2進コードの最上
位ビア ト(MSB )の゛符号ピットが0でありかつ
該符号ビットに1個以上のOが連続している場合は該符
号ビットを含めた連続するOを無効ビットと判定する。
In the ODA converter shown in FIG. 3, each switch unit of the switch circuit 7 is not directly controlled according to the value of each bit of the input digital data, but converts the input digital data into another code by a code converter (not shown). The converted value controls the switch circuit 7. That is, when the input digital data or input binary code is, for example, 5 bits, each input binary code is converted into a converted value by a predetermined method, as shown in FIG. In FIG. 5, the input binary code is shown as a two's complement number, and the code pit of the most significant bit (MSB) of this manual binary code is 0 and there is one or more code pits in the code bit. If there are consecutive O's, the consecutive O's including the sign bit are determined to be invalid bits.

また、入力2進コードの符号ビットが1である場合は該
符号ビットとともに以下の連続する1を無効ビ2.トと
判定する。このようにして求めた無効ビットの数がnで
あるものとすると、最上位ビットすなわち第1ビ、トか
ら第n−1ビツトまでをGとし、第1nビツトを最上位
ビットを反転した符号とする。このようにして変換値が
作成され、該変換値に第3図のスイ、子回路7の各スイ
ッチユニットが制御される。
In addition, if the sign bit of the input binary code is 1, the following consecutive 1s are invalidated along with the sign bit. It is determined that Assuming that the number of invalid bits obtained in this way is n, the most significant bit, that is, the 1st bit to the (n-1)th bit, is G, and the 1nth bit is the code obtained by inverting the most significant bit. do. In this way, a converted value is created, and each switch unit of the switch and slave circuit 7 shown in FIG. 3 is controlled by the converted value.

すなわち、変換値の各ビットのうちGで示されるビット
に対応するスイッチユニットはGポジションとし、■お
よび0のビットはそれぞれ1および0ポノンヨンに切り
換える。これによシ、電流差・電圧変換回路8の入力端
子11は1のビットに対応する重み付は電流の和となり
、電流I2は00ビツトに対応する重み付は電流の和と
なる。したがって、第5図に示すように電流11および
I2の差を求めるとこの値が入力2進データに対応する
アナログ値となシDA変換が行々われる。
That is, the switch unit corresponding to the bit indicated by G among the bits of the conversion value is set to the G position, and the ■ and 0 bits are switched to 1 and 0, respectively. Accordingly, the weighting of the input terminal 11 of the current difference/voltage conversion circuit 8 corresponding to the 1 bit is the sum of the currents, and the weighting of the current I2 corresponding to the 00 bit is the sum of the currents. Therefore, as shown in FIG. 5, when the difference between currents 11 and I2 is determined, this value becomes an analog value corresponding to the input binary data, and DA conversion is performed.

なお、第5図の工 およびI2の値は次のようにして求
められる。電流差・電圧変換回路8の利得をKとすると vo= K(11−I、)      ・(5)となる
。入力2進コードが例えば、01111であるものとす
ると、このコードは11111に変換される。したがっ
て K 、、Vo−−7丁・31       ・・・(6)と
なる。また、入力2進コードが01110である場合は
変換値は11110となシ となる。さらに、入力2進データが例えば1ooo。
In addition, the values of I and I2 in Fig. 5 are obtained as follows. When the gain of the current difference/voltage conversion circuit 8 is K, vo=K(11-I,) (5). If the input binary code is, for example, 01111, this code is converted to 11111. Therefore, K,,Vo--7,31...(6). Further, when the input binary code is 01110, the converted value is 11110. Furthermore, the input binary data is, for example, 1ooo.

である場合は変換値はoooooとなシとなる。したが
って、I、に/32を比例定数として無視すれば第5図
の出力値工、−I2が得られる。
If so, the converted value will be oooooo. Therefore, if I/32 is ignored as a proportionality constant, the output value -I2 shown in FIG. 5 can be obtained.

第6図は、入力デジタルデータが16ビツトの場合の実
施例を示す。同図ODAコンバータは、16ビツトの抵
抗ラダー13.16個の3ポジシ璽ンスイツチユニツト
からなるスイッチ回路14、第3図のものと同じ電流差
・電圧変換回路8、定電流源5、およびコードコンバー
タ15等によって構成される。スイッチ回路14の各3
ポジシヨンスイツチユニツトは、第3図ODAコンバー
タに用いられているものと同じものであり、コードコン
バータ15からの変換2進データの各ビットの値に応じ
て制御される。すなわち、対応する変換2進データのビ
ットが1.0.Gである場合に抵抗ラダー13の分岐電
流をそれぞれ電流差・電圧変換回路8の入力端子11.
12およびグランドに流すように切シ換えられる。なお
、スイッチ回路14の各スイッチユニットは電子回路に
よって構成される電子スイッチである。
FIG. 6 shows an embodiment in which the input digital data is 16 bits. The ODA converter in the figure consists of a 16-bit resistor ladder 13, a switch circuit 14 consisting of 16 3-position switch units, a current difference/voltage conversion circuit 8, the same as the one in Figure 3, a constant current source 5, and a cord. It is composed of a converter 15 and the like. Each 3 of the switch circuit 14
The position switch unit is the same as that used in the ODA converter shown in FIG. 3, and is controlled according to the value of each bit of the converted binary data from the code converter 15. That is, if the bits of the corresponding converted binary data are 1.0. G, the branch currents of the resistance ladder 13 are input to the input terminals 11. of the current difference/voltage conversion circuit 8, respectively.
12 and ground. Note that each switch unit of the switch circuit 14 is an electronic switch constituted by an electronic circuit.

第6図のDAコン−パークにおいては、まス、16ビツ
トの入力2進データがコードコンバータ15において変
換2進データに変換される。この変換2進データ、すな
わち変換値は16ビツトではなく有効数字が10桁の3
進数(1,Q、G)とされる。人力2進データはまずそ
の上位7ビツトが検査され、無効ビットが求められる。
In the DA converter shown in FIG. 6, 16-bit input binary data is first converted into converted binary data in the code converter 15. This converted binary data, that is, the converted value, is not 16 bits, but 3 with 10 significant digits.
It is assumed to be a base number (1, Q, G). First, the upper 7 bits of the human binary data are examined to determine invalid bits.

無効ビットの判定方法は第3図ODAコンバータの場合
と同じであシ、サインビットすなわち最上位ビット(M
SB )がOであれば以下の連続するOを無効ビットと
判定し、また最上位ビットが1であれば以下の連続する
1を無効ビットと判定する。そして、最上位ビットを第
1位ビットとして第nビット(nは1ないし7の整数)
までが無効ビットである場合 (1)第1ないし第n4ビツトをGとする。
The method for determining invalid bits is the same as in the case of the ODA converter shown in Figure 3.
If SB ) is O, the following consecutive O's are determined to be invalid bits, and if the most significant bit is 1, the following consecutive 1's are determined to be invalid bits. Then, the most significant bit is the first bit, and the nth bit (n is an integer from 1 to 7)
If the bits up to are invalid bits (1) The first to n4th bits are set to G.

(2)  第nビットを入力2進データの最上位ビット
を反転した符号とする。
(2) The n-th bit is the sign obtained by inverting the most significant bit of the input binary data.

(3)  入力2進データの16ビツトのうち下位の7
−n個のビットをGとする。
(3) Lower 7 of 16 bits of input binary data
-n bits are G.

等の操作によって変換値が作成され、該変換値に基づき
スイッチ回路14の各3ポジシヨンスイツチユニツトが
制御されてDA変換が行なわれる。
A converted value is created by the above operations, and each of the three position switch units of the switch circuit 14 is controlled based on the converted value to perform DA conversion.

第7図は、上述のようにして作成された変換値のデータ
構成を示すものであシ、該変換値は入力2進データの無
効ビットの桁数によって同図のいずれかの形のデータ構
成をとる。この場合、各タイプのデータの内空白部分は
1またはOのいずれかの値をとる。このような変換操作
を行なうことにより、スイッチ回路14の各スイッチユ
ニ、トの内上位6ビ、トと下位6ビツトのみを3ボツジ
ヨンスイツチとし他は2ポジシヨンヌイツチとすること
が可能となるとともに、データ変換操作も上位7ビツト
および下位6ビツトのみについて行なえばよいから回路
構成が簡単に々る。なお、第5図によって説明したと同
様の変換操作を行なってもよいが、その場合はスイッチ
回路14の16個のスイッチユニットのすべてを3ポジ
ションスイ、チとする必要があり、また人力2進データ
の16ビ、ト全部を検査する必要があるため変換回路も
複雑となり結局DAコンバータの回路構成がやや複雑と
なる。
FIG. 7 shows the data structure of the converted value created as described above. Take. In this case, the blank space within each type of data takes a value of either 1 or O. By performing such a conversion operation, it becomes possible to make only the upper 6 bits, digits, and lower 6 bits of each switch unit of the switch circuit 14 into a 3-position switch, and the others into 2-position switches. At the same time, the circuit configuration can be simplified since the data conversion operation only needs to be performed on the upper 7 bits and the lower 6 bits. It should be noted that the same conversion operation as explained with reference to FIG. Since it is necessary to check all 16 bits of data, the conversion circuit becomes complicated, and the circuit configuration of the DA converter becomes somewhat complicated.

また、上述の変換操作において(3)に示される下位の
7−n個のビットをGとする操作は必ずしも必要ではな
く、この7−n個のビットは入力2進データと同じデー
タとしておくことも可能である。その理由は、下位の7
−n個のビットを用いなくても変換値の分解能はすでに
10ピ、部分以上確保され゛ている上に、抵抗ラダーを
構成する各抵抗の精度が10ビツト相当分のみ確保され
ている場合を考慮したためである。そして、この場合に
は、スイッチ回路14の各スイッチユニットの内、上位
の6ビツト分のみ3ポジシヨンスイツチを用いればよく
、他はすべて2ポジシヨンスイツチヲ使用することが可
能となシ、かつデータ変換も上位7ピツトのみ行なえば
よいからスイッチ回路および変換回路等の回路構成がさ
らに簡単になる。
Also, in the above conversion operation, it is not necessarily necessary to set the lower 7-n bits to G as shown in (3), and these 7-n bits should be the same data as the input binary data. is also possible. The reason is the bottom 7
- Even if the resolution of the converted value is already secured at least 10 bits without using n bits, and the accuracy of each resistor that makes up the resistance ladder is secured only by the equivalent of 10 bits. This is because it was taken into consideration. In this case, it is only necessary to use a 3-position switch for the upper 6 bits of each switch unit of the switch circuit 14, and it is possible to use a 2-position switch for all the others. Since it is only necessary to perform data conversion on the top seven pits, the circuit configuration of the switch circuit, conversion circuit, etc. is further simplified.

上述のDAコンバータにおいては、入力されたデジタル
データが例えば16ビツトの場合は、無効ビットを考慮
して16ビツトの内の1oビット分のみが各々の値に応
じて出力電力11およびI2として出力され、これ以外
のビットに対応する電流はグランドに直接流される。し
たがって、実際の出力はあたかも10ビツトODAコン
バータのような動作をするため抵抗ラダーに用いられて
いる各抵抗の精度は 1/210X 100二0.098中0.1(イ)でよ
いことになり、従来形の16ビツトODAコンバータの
場合に要求される精度0.0015%に比較するとはる
かに有利となる。
In the above-mentioned DA converter, if the input digital data is, for example, 16 bits, only 10 bits out of the 16 bits are outputted as output power 11 and I2 according to each value, taking into account invalid bits. , currents corresponding to other bits flow directly to ground. Therefore, since the actual output operates as if it were a 10-bit ODA converter, the accuracy of each resistor used in the resistance ladder is 0.1 (A) out of 1/210X 10020.098. This is much more advantageous than the 0.0015% accuracy required for conventional 16-bit ODA converters.

なお、上述においては、抵抗ラダーからの出力が電流で
ある場合につき説明したが、本発明はこれに限ることな
く抵抗ラダーが各ビットに応じた重み付は電圧を出力す
るような場合にも適用できる。また、抵抗ラダーは他の
回路例えばコンデンサによる分割回路等に置き代えるこ
とも可能である。
Note that although the above description has been made for the case where the output from the resistance ladder is a current, the present invention is not limited to this, and the weighting according to each bit of the resistance ladder can also be applied to a case where the resistance ladder outputs a voltage. can. Further, the resistor ladder can be replaced with another circuit, such as a dividing circuit using a capacitor.

なお、上述においては、10ビット精度でダイナミック
レンツが16ピソトのDAコンバータ1ヶを用いた例を
示しているが、このDAコンバータを分割し、例えば4
ビツトの単位ユニットからなる4ケのI)Aコンバータ
を直列または縦続接続にして用いることによっても同様
の特性を得ることができる。また、このように少ないビ
ット数例えば4ビツトで所望精度例えば10ビット精度
の単位ユニットを構成しておけば10ビツト精度でダイ
ナミックレンジが4N(Nは整数)ビットのDAコンバ
ータを容易に得ることができる。
Note that the above example uses one DA converter with 10-bit accuracy and a dynamic lens of 16 pisoto, but this DA converter can be divided into four
Similar characteristics can also be obtained by using four I)A converters each consisting of a bit unit connected in series or in cascade. Furthermore, by constructing a unit with a desired precision, for example 10 bits, using a small number of bits, for example 4 bits, it is possible to easily obtain a DA converter with 10 bits precision and a dynamic range of 4N bits (N is an integer). can.

このように、本発明によれば、簡単な回路構成によって
かつラダー回路を構成する各素子に高い精度を要求する
ことなく出力アナログ値の変化の連続性を確保すること
が可能となる。
As described above, according to the present invention, it is possible to ensure continuity of changes in output analog values with a simple circuit configuration and without requiring high accuracy from each element constituting the ladder circuit.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は従来形ODAコンバータの構成を示すブロック
回路図、第2図は従来形ODAコンバータにおいて生ず
る出力アナログ電圧の不連続性を説明するためのグラフ
、第3図は、本発明の1実施例に係わるDAコンバータ
の回路を示すブロック回路・図、第4図は第3図ODA
コンバークに用いられている電流差・電圧変換回路の詳
細な構成を示すブロック回路図、第5図は第3図のDA
コンバータにおいて行なわれるコード変換処理およびD
A変換処理等を説明するだめの説明図、第6図は本発明
の他の実施例に係わるDAコンバータの構成を示すプロ
、り回路図、そして第7図は第6図のDAコンバータに
おけるデータ変換操作を説明するためのデータ構成図で
ある。 1:定電圧源、2:抵抗ラダー、3:スイッチ回路、4
:高入力インピーダンスミキサ、5:定電流源、6:抵
抗ラダー、7:スイッチ回路、8:電流差・電圧変換回
路、9.10:演算増幅器、11,12:入力端子、1
3:抵抗ラダー、14:スイッチ回路、15:コードコ
ンバータ。 特許出願人  日本楽器製造株式会社 代理人 弁理士伊東辰雄 代理人 弁理士伊東雪止 第 11 第2図 ′)−力 第 3 図 旦 第4図
FIG. 1 is a block circuit diagram showing the configuration of a conventional ODA converter, FIG. 2 is a graph for explaining the discontinuity of output analog voltage that occurs in a conventional ODA converter, and FIG. 3 is a diagram showing one implementation of the present invention. A block circuit diagram showing the circuit of the DA converter related to the example, Figure 4 is the ODA shown in Figure 3.
A block circuit diagram showing the detailed configuration of the current difference/voltage conversion circuit used in the converter, Figure 5 is the DA of Figure 3.
Code conversion processing performed in the converter and D
FIG. 6 is a professional circuit diagram showing the configuration of a DA converter according to another embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a diagram showing data in the DA converter of FIG. 6. FIG. 3 is a data configuration diagram for explaining a conversion operation. 1: Constant voltage source, 2: Resistance ladder, 3: Switch circuit, 4
: High input impedance mixer, 5: Constant current source, 6: Resistance ladder, 7: Switch circuit, 8: Current difference/voltage conversion circuit, 9.10: Operational amplifier, 11, 12: Input terminal, 1
3: Resistance ladder, 14: Switch circuit, 15: Code converter. Patent Applicant Nippon Gakki Mfg. Co., Ltd. Agent Patent Attorney Tatsuo Ito Agent Patent Attorney Yukitome Ito No. 11 Figure 2') - Power Figure 3 Figure 4

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] Mを正の整数、NをMよシ大なる整数、Eを0または正
の整数とするとき、Nビットの人力デジタルデータの内
の上位に位置する無効ビットの数Eを検出する手段、該
入力デジタルデータのビット数Nに対応する段数を有し
各段からそれぞれの段に応じて重みづけされた出力を発
生するN段うダー回路手段、該ラダー回路手段の上位よ
りE+1ビット目からMビット分の出力を入力デジタル
データの各ビットの値II I Mおよび” o ”に
応じて別々に加算して2つの加算出力を得るスイッチ手
段、およびこれらの2つの加算出力の差に比例するアナ
ログ信号を発生する手段を具備することを特徴とするD
Aコンバータ。
When M is a positive integer, N is an integer larger than M, and E is 0 or a positive integer, a means for detecting the number E of invalid bits located in the upper part of N-bit manual digital data; N-stage ladder circuit means having a number of stages corresponding to the number of bits N of input digital data and generating an output weighted from each stage according to the respective stage; an N-stage ladder circuit means from the E+1th bit to M from the higher order of the ladder circuit means; switch means for obtaining two summation outputs by separately adding bit outputs according to the values II, IM and "o" of each bit of input digital data; and an analog switch proportional to the difference between these two summation outputs. D, characterized in that it comprises means for generating a signal.
A converter.
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2798792A1 (en) * 1999-09-22 2001-03-23 Mhs AUTOMATRAMMABLE DIGITAL / ANALOG CONVERTER WITH IMMEDIATE EXECUTION

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