JPS6091724A - Digital analog converter - Google Patents

Digital analog converter

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JPS6091724A
JPS6091724A JP19919783A JP19919783A JPS6091724A JP S6091724 A JPS6091724 A JP S6091724A JP 19919783 A JP19919783 A JP 19919783A JP 19919783 A JP19919783 A JP 19919783A JP S6091724 A JPS6091724 A JP S6091724A
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JP
Japan
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wave
data
pwm
bit
converted
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Pending
Application number
JP19919783A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hitoshi Takeda
竹田 仁
Masaaki Ishihara
石原 政明
Masayuki Katakura
雅幸 片倉
Norio Shoji
法男 小路
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP19919783A priority Critical patent/JPS6091724A/en
Publication of JPS6091724A publication Critical patent/JPS6091724A/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
    • H03M1/82Digital/analogue converters with intermediate conversion to time interval
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M1/00Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
    • H03M1/66Digital/analogue converters
    • H03M1/68Digital/analogue converters with conversions of different sensitivity, i.e. one conversion relating to the more significant digital bits and another conversion to the less significant bits

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

Abstract

PURPOSE:To improve the linearity and to expand the dynamic range by dividing an input data into two; high-order bit and low-order bit, and adding and synthesizing the bits after the high-order bit is converted into a PAM wave and the low-order bit is converted into a PWM wave. CONSTITUTION:A serial data in N-bit quantizing an analog signal is converted into a parallel data by an S/P converter 2. The high-order bit in the parallel data is fed to a shift register 13 via a PAM decoder 15. Each output of the shift register 13 is fed to a switching control circuit 16. The low-order bit of the parallel data is fed to coincidence detection circuits 22, 23 and a complementary circuit 25 and converted into the PWM signal by the circuits. Then the signal is converted into the analog signal by controlling a modulation section 30 with the output of the switching control circuit 16 and the said PWM signal.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明ば、PCM(Pulse−Code Modul
ation)lz:+−1−プレーヤ等の各種デジタル
処理ンステl、に適用されるデジタル・アナログ変換装
置に関し、特に、テジタルデータをパルス振幅変調(P
AM: Pulse−Ampl 1tude Modu
 −1ation)波とパ)L−ス幅変調(PWM:P
u1se−Width Modula −tion)波
に変換してアナログ化する方式のものに関する。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention provides PCM (Pulse-Code Module)
ation) lz:+-1-1- Digital processing equipment, such as players, is particularly concerned with digital-to-analog conversion devices that convert digital data into pulse amplitude modulation (P).
AM: Pulse-Ampl 1tude Mod
-1ation) wave and path) L-path width modulation (PWM:P
The present invention relates to a system that converts the signal into an analog signal (ulse-width modula-tion) wave and converts it into an analog signal.

〔背景技術とその問題点〕[Background technology and its problems]

従来より、単純二進符号や二進化十進符号のようVこ各
ビットが一定の重みを持った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(D/A)変換装置は
、上記各ビットの重みにて与えられるテンタル情報に対
応するPAM波やPWM波に上記デジタル信号を変換し
て、上記PAM波あるいはPWMGを低域通過フィルタ
にて補間することによりアナログ信号を得るようにした
変換方式のものが広く知られている。
Conventionally, digital-to-analog (D/A) converters that convert digital signals, such as simple binary codes and binary coded decimal codes, in which each bit has a certain weight, into analog signals have been used to A conversion method in which the above-mentioned digital signal is converted into a PAM wave or PWM wave corresponding to tental information given by weight, and an analog signal is obtained by interpolating the above-mentioned PAM wave or PWMG with a low-pass filter. something is widely known.

デジタル信号をPAM波に変換する方式(以下、PAM
方弐という。)のD/A変換装置4では、原理的に直線
性の良好な変換特性を(Aられるのであるが、入力デジ
タル信号の各ビットの重みに正確に対応する高楯度の抵
抗加算回路や電流加算回路を必要とし、分解能を高めよ
うとすると回路規模が大きくなり且つ回h)6全体を高
精度にしなければならない。寸だ、デジタル信号をP’
WM波に変換する方式(以下、PwM方式という。)の
D/A変換装置では、入力デジタル信号に応じてカウン
タにより出力のパルス幅を制御すれば良いので、回路構
成が簡単であるが、その変換特性が原理的に非直線で変
換誤差を含み、また、分解能に応じてカウンタの動作周
波数を高くする必要がある。
A method of converting digital signals into PAM waves (hereinafter referred to as PAM
His name is Fang Ni. )'s D/A converter 4 has a conversion characteristic with good linearity (A) in principle, but it uses a high-shield resistance adder circuit and current that accurately correspond to the weight of each bit of the input digital signal. An adder circuit is required, and if the resolution is to be increased, the circuit scale becomes large and the entire circuit (h) 6 must be made highly accurate. The digital signal is P'
In a D/A converter that converts into WM waves (hereinafter referred to as PwM method), the circuit configuration is simple because the output pulse width can be controlled by a counter according to the input digital signal. In principle, the conversion characteristics are non-linear and include conversion errors, and the operating frequency of the counter needs to be increased depending on the resolution.

すなわち、PAM方式にて変換したアナログ信号とPW
M方式にて変換したアナログ信号とを比較すると、第1
図に示すように各方式にてテンタル信号を変換したPA
MパルスもPWMパルスモ面積は等しいのであるが、変
換周期Tに対するテ=−ティが変化することのないPA
Mパルスに対してデー−ティが変化するPWMパルスは
、フルスケール(Ii’S)にて上言己1) A Mパ
ルレスとデ・・−ティが一致し、0FS1則のPWMパ
ルス程その中ノE、・(tl )、(tl )、(t:
3 )が変換周期(T)TF S 、F S 、i−F
 S の中心(tつ)から離れるため、名アナログ信号の瞬時
値レベルか第2図に示すようにlJ A M方式よりも
PWM方式の方が低くなってし捷い、しかも方式におけ
る変換特性の非直線性はアナログ信号の周波数yc応じ
て変化し、信号周波数が高い稈、上記非直性による歪が
大きくなり、寸だ、−変換周期T内でのPWM波の最大
パルス幅が大きい程、上記歪か大きくなってし甘う。
In other words, the analog signal converted by the PAM method and the PW
Comparing the analog signal converted using the M method, the first
PA that converted the tental signal using each method as shown in the figure.
The area of the PWM pulse is the same for the M pulse, but the PA does not change the tee with respect to the conversion period T.
The PWM pulse whose data changes with respect to the M pulse is the same as above at full scale (Ii'S). NoE, ・(tl), (tl), (t:
3) is the conversion period (T) TF S , F S , i-F
Because the distance from the center (t) of the analog signal is t, the instantaneous value level of the analog signal becomes lower in the PWM method than in the lJAM method, as shown in Figure 2, and moreover, the conversion characteristics of the method are The nonlinearity changes according to the frequency yc of the analog signal, and the higher the signal frequency, the greater the distortion due to the nonlinearity, and the larger the maximum pulse width of the PWM wave within the conversion period T. I'm sorry that the above distortion has become bigger.

上記PWM力式ににおける変換歪を低減するにu、PW
M波のパルス幅を制御するカウンタの動作周波数と高く
して、データのILSBを示すPXVN侃域通退域通過
フィルタ間して得られるアナログ信号の信号レベルか低
くなってしまい、最大出力レベルと無信号レベルとの比
すなわちダイナミ7・クレソンが低下するという欠点か
ある。
To reduce the conversion distortion in the above PWM force equation, u, PW
By increasing the operating frequency of the counter that controls the pulse width of the M wave, the signal level of the analog signal obtained between the PXVN pass band pass filter that indicates the ILSB of the data becomes low, and the maximum output level There is a drawback that the ratio to the no-signal level, that is, the dynamism 7/watercress decreases.

さらに、Nビットの分角イ能の]つ/A変換をP A 
M方式にて行なう場合には、例えは電流加算回j烙を利
用するとすると、各ビットに対応して高精度に重みづけ
されな、N個の電流源を心安とする。
Furthermore, the /A conversion of the N-bit fractional power is P A
When performing the M method, for example, if a current addition circuit is used, N current sources, which are not weighted with high precision corresponding to each bit, are used.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

そこで、本発明は、上述の如き従来の問題点に鑑み、P
AM方式およびPWM方式の各長所を有効に利用して高
分解能のD/A変換を可能にした新規な構成のデジタル
・アナログ変換装置を提供するものである。
Therefore, in view of the above-mentioned conventional problems, the present invention has been developed by
The object of the present invention is to provide a digital-to-analog conversion device with a novel configuration that enables high-resolution D/A conversion by effectively utilizing the advantages of the AM method and the PWM method.

1だ、本発明の他の目的は出力アナログ信号の歪率を悪
化させることなくダイナミックレンジ全確保するように
したPWM方式によるD/A変換全換金可能ることにあ
る。
1. Another object of the present invention is to enable full conversion of D/A conversion using the PWM method, which ensures the full dynamic range without deteriorating the distortion rate of the output analog signal.

さらに、本発明の他の目的は、PWM力式によるD/A
変換特性の直線性の向上を図り、歪の少々いアナログ信
号を得ら扛るようにすることにある。
Furthermore, another object of the present invention is to
The purpose is to improve the linearity of the conversion characteristics and to avoid obtaining slightly distorted analog signals.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

本発明に係るデジタル・アナログ変換装置は、上述の目
的を達成するためにNビットの入力テジタルデータを上
位nHNビットT位lILビットに少なくとも二分割し
、上記上位+11□ビツトのデータヲノクルス振幅変調
波に変換し、上記下位+1Lビツトのデータをパルス幅
変調波に変換し、上記ノシルス振幅変調波とパルス幅変
調波を時間Ra1l を合ぜて加算合成し、この合成パ
ルスを一変換周期内で複数回出力するようにしたことを
特徴とするものである。
In order to achieve the above-mentioned object, the digital-to-analog converter according to the present invention divides N bits of input digital data into at least two upper nHN bits, T and lIL bits, and performs amplitude modulation of the upper +11□ bits of data. Convert the data of the lower +1L bit into a pulse width modulated wave, add and synthesize the above Nocil amplitude modulated wave and pulse width modulated wave by combining the time Ra1l, and convert this synthesized pulse within one conversion period. The feature is that it is output multiple times.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明に係るデジタル・アナログ変換装置の一実
施例について、図面に従い詳卸1に説明する3、 第3図のブロック回路に示す実施例において、データ入
力端イ1に6−1 、す/フリンク周勘1(周期I)1
υにアナログ信号を量子化し/−Nヒツトの/リアルデ
ータか供給aれる。この実施例では、5ヒ。
An embodiment of the digital-to-analog converter according to the present invention will be described below in detail in accordance with the drawings. 3. In the embodiment shown in the block circuit of FIG. /Flink Shukan 1 (Period I) 1
The analog signal is quantized to υ and /-N pieces of real data are supplied. In this example, 5hi.

l・のシリプルデータが上記テ−り人力☆;M子1に、
11、給さノ]るものとする。
The serial data of 1 is given by the above manual ☆; M child 1,
11.

変換器2に供給され、このS/P変換器2によりパラレ
ルデータに変換される。
The signal is supplied to the converter 2, and converted into parallel data by the S/P converter 2.

上記S/P’&換器2にて得られるパラレルデータは、
変調制御部10に供給される。
The parallel data obtained from the above S/P'& converter 2 is
The signal is supplied to the modulation control section 10.

この変調制御部10は、クロック入力端子11から供給
されf。LKなる同波数のクロックパルス(ψ。LK)
を計数する4ビツトカウンタ12と、とクロックとして
動作するでれそれ4ビツトの第1および第2シフトレジ
スタ13.14を備、t ティる。
This modulation control section 10 is supplied with a clock f from a clock input terminal 11. Clock pulse with the same wave number as LK (ψ.LK)
It has a 4-bit counter 12 for counting, and a 4-bit first and second shift register 13, 14 each operating as a clock.

上記各シフトレジスタ13,14は、各最]位ビット出
力がシリアルデータ入力端子にそれぞれ戻されており、
上記カウンタ12からの分周出力パルス(Ps)をクロ
ックとして4ビツトデータを巡回的にシフトするように
なっている。
Each of the shift registers 13 and 14 has its most significant bit output returned to the serial data input terminal,
The 4-bit data is cyclically shifted using the frequency-divided output pulse (Ps) from the counter 12 as a clock.

第1のシフトレジスタ13には、上記S/P変換器2に
て得られるNビットのパラレルデータのうち、そのビッ
トの重みの大きいMSBlluの上位nH(nn=2 
)ビットのデータ(Dφ) 、(D+)がPAMデコー
ダ15を介して4ビツトデータ(dφ) 、(dl)。
The first shift register 13 stores the upper nH (nn=2
) bit data (Dφ), (D+) are passed through the PAM decoder 15 into 4-bit data (dφ), (dl).

(d2) 、 (as)に変換されて供給される。(d2), (as) and supplied.

dφ−Nφ〃 d、=Dφ+D。dφ−Nφ〃 d,=Dφ+D.

d2−(Dφ+DI )・D。d2-(Dφ+DI)・D.

d3=Dφ・D。d3=Dφ・D.

に変換するもので、例えばORゲートとANDゲートに
て構成される。このPAMテコーダ15にて得られる4
ビツトデータ(dφ) 、 (dl ) 、(d2)。
It is configured by, for example, an OR gate and an AND gate. 4 obtained with this PAM Tecoder 15
Bit data (dφ), (dl), (d2).

(d3)は、■サンプリング周期Ts毎に上記第1のシ
フトレジスタ13にパラレルロードされ、このシフトレ
ジスタ13にて上記分周出力パルスPsのタイミング毎
に第4図に示すように巡回的にシフトされる。
(d3) is loaded in parallel into the first shift register 13 at every sampling period Ts, and shifted cyclically in this shift register 13 at every timing of the frequency-divided output pulse Ps as shown in FIG. be done.

上記第1のシフトレジスタ13は、上記4ビツトデータ
(dφ) 、 (dl) 、 (d2) 、 (as)
を巡回的にシフトした4ビツトの第1の制御データ(S
A)をスイッチング制御回路16に供給している。
The first shift register 13 stores the 4-bit data (dφ), (dl), (d2), (as).
The 4-bit first control data (S
A) is supplied to the switching control circuit 16.

捷た、第2のシフトレジスタ14は、データ入力回路1
7から[1,121,φ、IZI’llなる4ピントデ
ータが1サンプリング周期Ts毎にパラレルロードされ
るようになっており、この4ビツトデータを上記分間出
力パルスPsのタイミング毎に第4図に示すように巡回
的にシフトして、4ビツトの第2の制御データ(SB)
を形成し、この制御データを上記スイッチング制御回路
16に供給するようになっている。
The twisted second shift register 14 is connected to the data input circuit 1
7 to [1, 121, φ, IZI'll] are loaded in parallel every sampling period Ts, and these 4-bit data are loaded in parallel at each timing of the above-mentioned minute output pulse Ps as shown in FIG. The 4-bit second control data (SB) is shifted cyclically as shown in FIG.
is formed and this control data is supplied to the switching control circuit 16.

さらに、上記スイッチング制御回路16には、上記各シ
フトレジスタ13.11=ら出力される4ビツトの制御
データ(SA) 、 (SB)がNORケート18,1
9.20.21を介して第3の制御データ(Sc)とし
て供給されている。
Further, the switching control circuit 16 receives the 4-bit control data (SA) and (SB) outputted from each of the shift registers 13 and 11 as NOR gates 18 and 1.
It is supplied as the third control data (Sc) via 9.20.21.

また、上記変調制御部10は、上記カウンタ12にクロ
ックパルスψ。□を計数することにより第4図に示すよ
うに各タイミングL。r tll ”2・・・毎に出力
される4ビツトの計数出力データ(Qc[:Q+。
Further, the modulation control section 10 applies a clock pulse ψ to the counter 12. By counting □, each timing L is determined as shown in FIG. 4-bit count output data (Qc[:Q+.

Q2.Q3.Q4 ) )に対する一致検出を行なう第
1および第2の一致検出回路22.23を備えている。
Q2. Q3. Q4) )) includes first and second coincidence detection circuits 22 and 23 for detecting coincidence.

上記第1の一致検出回路22は、上記S/P変換器2に
て得られるNピントのパラレルデータのうち、そのビッ
トの重みが小さいL S B 11tlの下位nL(n
b=3)ビットのデータ(D2) 、 (D3) 、 
(D4 )が供給されているとともに、補助データ久方
端子24から論理「1」の1ビツトデータ(Ds )が
供給されておシ、この1ビツトデータ(Ds)を上記下
位nLビットデータ(D2) 、(D3) 、(D4)
 ノM S B 例に付加した4ビツトデータ(Dx 
〔Ds 、D2 、Ds 1D4))と上記カウンタ1
2からの計数出力データQ c CQ+ 。
The first coincidence detection circuit 22 selects the lower nL (n
b=3) bit data (D2), (D3),
(D4) is supplied, and 1-bit data (Ds) of logic "1" is also supplied from the auxiliary data Kugata terminal 24, and this 1-bit data (Ds) is transferred to the lower nL bit data (D2). ) , (D3) , (D4)
4-bit data (Dx
[Ds, D2, Ds 1D4)) and the above counter 1
Count output data Q c CQ+ from 2.

Q2.Q3.Qイ〕とを比較して一致検出を行なうよう
になっている。この第1の一致検出回路22にて得られ
る一致検出出力は、フリップフロップ26にリセットパ
ルスとして供給されている。
Q2. Q3. A match is detected by comparing with Qi]. The coincidence detection output obtained by the first coincidence detection circuit 22 is supplied to the flip-flop 26 as a reset pulse.

また、上記第2の一致検出回路23は、上記1ビツトデ
ーIDsを上記下位”Lビノトデーク(D2)。
Further, the second coincidence detection circuit 23 converts the 1-bit data IDs into the lower "L bit data" (D2).

(D3) 、 (D4)に付加した4ビツトデータ(D
x)の補数データ(Dx)が補数回路25から供給され
ており、この補数チー3(Dx) と上記δj;散出力
テーータCQC)と全比較して一致検出を行なうように
なっていて)。この第2の一致検出回路23にて州られ
る一致出出力は、上記フリップフロップ26にセントパ
ルスとして供給されている。
(D3), 4-bit data added to (D4) (D
Complement data (Dx) of x) is supplied from the complement circuit 25, and this complement 3 (Dx) is fully compared with the above-mentioned δj (spread output theta CQC) to detect a match). The coincidence output output from the second coincidence detection circuit 23 is supplied to the flip-flop 26 as a cent pulse.

なお、上記各−数構出回路22.23は、例えばそ担ぞ
れ11固のEX・ORケートおよび1イ固のN A N
l)ケートにて構成される。
In addition, each of the above-mentioned minus number configuration circuits 22 and 23 has, for example, an EX/OR gate of 11 units and a N A N circuit of 1 unit.
l) Consists of Kate.

上記第1および第2の一致検出回路22.23による各
−数構出出力によりトリカーされる上記フリップフロッ
プ26は、第4図に示す各タイミング(t8) −(t
2.) 、(t4o) 、(tso)を中ノし・とじて
上記下位】]Lビットデータ(D3 )、 (D4 )
 、 (D5) に応じてパルス幅(τ)が変化するP
WM !till H信号(SPWM)を出力する。こ
こで、上記各タイミング(t8) ’(t24) 、(
t4o) 、(t5e)は−変換1.’jj期(T)を
等間隔に分割した各区間(TIl) 、(Tb) 、(
Tc) 、 (T、i)の中心((なっている。
The flip-flop 26 triggered by the negative outputs from the first and second coincidence detection circuits 22 and 23 operates at each timing (t8) - (t
2. ), (t4o), (tso) and the above lower order]]L bit data (D3), (D4)
, (D5) P whose pulse width (τ) changes according to
WM! Outputs till H signal (SPWM). Here, each of the above timings (t8)'(t24), (
t4o), (t5e) are −conversion 1. 'jj period (T) is divided into equal intervals (TIl), (Tb), (
Tc), the center of (T, i) ((becomes.

この実施例において、上述の如き構成の変調pill側
+i[1oにより動作fl+制御さレル変調部30は、
2nH=4個の定電流源31.32,33.34を備え
、次の様に構成されている。
In this embodiment, the modulation pill side +i[1o controls the operation fl+ of the modulation unit 30 configured as described above.
It has 2nH=4 constant current sources 31, 32, 33, 34, and is configured as follows.

各定電流源31.32,33.34は、そ)しそれ3接
点の・1個の切換スイッチ35.36.3γ。
Each constant current source 31.32, 33.34 has one changeover switch 35.36.3γ with three contacts.

38の′6可11の接点(s+ ) 、 (S2) 、
 (S3 ) 、 (s、+)に接続されている。そし
て、上記各切換スイッチ35゜36.37.38U、各
第1の固定接点(AI)、 (A2)。
38'6 possible 11 contacts (s+), (S2),
(S3) and (s,+) are connected. And each of the above-mentioned changeover switches 35°36.37.38U, each first fixed contact (AI), (A2).

(A3 ) 、 (A4 )か演算増幅器40の反転入
力端子に接続され、1/9込各第2の固定接点(B+)
 、(B2)。
(A3), (A4) are connected to the inverting input terminal of the operational amplifier 40, and each second fixed contact (B+) including 1/9
, (B2).

(B、 ) 、 (B+ )かPWMのスイッチ39を
介して上記反転入力対、1子に接続され、さらに各第3
の固定接点(c、) 、 (C2) 、 (C3) 、
 (C4)か接地さt’している。
(B, ), (B+) are connected to the above-mentioned inverting input pair, one child through the PWM switch 39, and each third
Fixed contacts (c,) , (C2) , (C3) ,
(C4) or grounded t'.

丑だ、上記(演算増幅器4(01、その非反転入力端子
が僧地されており、さらに、その出力店子41が帰還抵
抗42を介して反転入力端子に接続されている。
As mentioned above, the operational amplifier 4 (01) has its non-inverting input terminal connected to the ground, and its output terminal 41 is connected to the inverting input terminal via the feedback resistor 42.

上記PWM用のスイ、・す39は、上述の変調制m+部
ioのフリップフロップ26から出力されるP WM 
ffi制御信号(SPWM)によってスイノナ/グ制(
111されるようになっている。
The PWM switch 39 is the PWM output from the flip-flop 26 of the modulation control m+ section io.
ffi control signal (SPWM)
111 is now available.

1だ、上記4個の切換スイッチ35.36,37゜38
は、上述の変調1h制御部10のスイッチング制御回路
16から出力されるスイッチング制御信号(Ssw)に
よって、次のように切換制御されるようになっている。
1, the above four changeover switches 35, 36, 37° 38
is controlled in the following manner by the switching control signal (Ssw) output from the switching control circuit 16 of the modulation 1h control section 10 described above.

第1の切換スイッチ35ば、」ニー記スイノナング制御
信号Sswによって、上記変調制御部10の第1のシフ
トレジスタ13の最上位ビット出力’、Q+3)が論理
「1」のときに、その可動接点(S+)が第]の固定接
点(AI)に接続され、丑た第2のンストシ・/スフ1
4の最上位ビット出力(Q23)が論理(−1」のとき
に、その可動接点(Sl)が第2の固定接点(j3+)
tこ接続され、さらに、上記各最上位ビット出力(Q1
0 、Q23)かともに論理[−〇」)ときI/C1そ
の司動接点(Sl)が第3の固定接点+−ム¥4・に接
続される。寸だ、第2.第3.第4の切換スイッチ36
.37.38も、上記第1の切換スイッチ35と同様に
、上記各シフトレジスタ13.14の各出力の論理値に
応じて切換えられるようになっている。
When the most significant bit output ', Q+3) of the first shift register 13 of the modulation control section 10 is logic "1", the movable contact of the first changeover switch 35 is activated by the switching control signal Ssw. (S+) is connected to the second fixed contact (AI), and the second
When the most significant bit output (Q23) of No. 4 is logic (-1), the movable contact (Sl) is the second fixed contact (j3+)
Furthermore, each of the most significant bit outputs (Q1
0, Q23) and both logic [-〇''), the driving contact (Sl) of I/C1 is connected to the third fixed contact +-mu\4. That's right, number 2. Third. Fourth changeover switch 36
.. Similarly to the first selector switch 35, the switches 37 and 38 can be switched according to the logical values of the outputs of the shift registers 13 and 14.

上記4個の切換スイッチ35.36,37.38は、第
1のシフトレジスタ13から出力される第1の!ti制
御テータデーA)によって、上述の第4図に示したタイ
ムチャートにおける区間(Ta) 、 (Tb)。
The four changeover switches 35, 36, 37, and 38 are used to select the first! output from the first shift register 13. The sections (Ta) and (Tb) in the time chart shown in FIG. 4 above are determined by the ti control data A).

(T、) 、(Td)毎に4個の定電流源31 、32
 、33゜34を上記上位11+1ビノトテータ(Dφ
) 、 (D、 )に対応する個数ずつ順次に選択して
、第5図に示す如きp A M波(PAMo)を形成し
、このPAM波(P A11xIo)を上記演算増幅器
40に供給する。
Four constant current sources 31, 32 for each (T,), (Td)
, 33°34 to the above top 11+1 binotator (Dφ
), (D, ) are sequentially selected to form a pAM wave (PAMo) as shown in FIG. 5, and this PAM wave (PA11xIo) is supplied to the operational amplifier 40.

才/こ、下記4個の切換スイッチ35.36.37゜3
8i、!、第2の/フトレ/スタ14から出力される第
2のflil+御テータ(デー)によって、上記・1個
の定電侃源31.32,33.34を上述の各区間(T
−) 、 (Tb) = (Tc) 、(Td) 4u
にl1lf4次に選択して、手記PWM用のスイッチ3
9に接続する。上記PWlvI用のスイッチ39は、上
記PWM制御(L月に基いたスイッチング動作全行なう
ことによりPWMe。
35.36.37゜3
8i! , the second flil+control data output from the second /ftre/star 14 causes the above-mentioned one constant current source 31.32, 33.34 to be adjusted to each of the above-mentioned sections (T
-), (Tb) = (Tc), (Td) 4u
l1lf4 then select switch 3 for manual PWM
Connect to 9. The PWlvI switch 39 performs the PWM control (PWMe) by performing all switching operations based on the L month.

(I)WMO)を形成して、このPWM波(PWiVI
o )を上記演算増幅器40に供給する。
(I)WMO) to form this PWM wave (PWiVI
o) is supplied to the operational amplifier 40.

そして、上記演算増幅器40は、上述の各スイッチ35
.36.37,38.39の、スイノナング動作によシ
ー変換周期(T)内に複数回形成されるPAM波(p 
AMO)とPWM波(PWM、)とを加算合成して第6
図に示すような合成パ ルス(POUT)を出力する。
The operational amplifier 40 includes each of the switches 35 described above.
.. 36.37, 38.39, the PAM wave (p
AMO) and PWM wave (PWM, ) are added and synthesized to generate the sixth
Outputs a composite pulse (POUT) as shown in the figure.

すなわち、上述の如き構成の実施例では、Nビットの入
力デジタルテ゛−タの下位+11.ピノトチ〜りが、−
変換周期(T)を等間隔に分割した各区間(T、)。
That is, in the embodiment configured as described above, the lower +11 . Pino Tochi ~ Riga, -
Each interval (T, ) is obtained by dividing the conversion period (T) into equal intervals.

(Tb) 、(Tc) 、 (Td)の各中心のタイミ
ングを中心としてそれぞれ左右対称にパルス幅(τ0)
の変化する4個のPWMパルスから成るPWIVI波(
PWj\qo)に変換される。上記PWM波(PWIV
]o )は、−変換周期(T)内で左右対称の同一パル
ス幅(τ。)を有し且つ等間隔の時間遅れもって順θζ
に出力される4個のPWMパルスから成るので、低域通
過フィルタにて補間してアナログ信号に変換したときに
歪率を増大させることなく信号レベルをそのパルス数分
だけ高くすることができる。
The pulse width (τ0) is symmetrically centered around the center timing of (Tb), (Tc), and (Td).
A PWIVI wave (
PWj\qo). The above PWM wave (PWIV
]o) has the same pulse width (τ) that is symmetrical within the conversion period (T) and has the same pulse width (τ.) within the conversion period (T) and is sequential θζ
Since the signal consists of four PWM pulses that are output to the same number of pulses, when the signal is interpolated by a low-pass filter and converted into an analog signal, the signal level can be increased by the number of pulses without increasing the distortion factor.

捷だ、Nビットの入力デジタルテークの上位】II(ビ
ノトデータは、上記PWM波(PWMo)と時間像 軸の合った上記烙区間(Ta) 、 (Tb) 、(1
’c) 、(’L+)をそれぞれパルス幅とする4個の
P A Mパルスから成るPAM波(PAMo)に変換
される。上記PAM波(p AMo)は−変換周期(T
)内で順次に出力される4個のPAMパルスにて形成さ
れているので所謂アパーチャ効果によるPAM波の変換
歪を少なくすることができる。なお、上3己P A M
 a(P AMo )の各パルス・パルス間隔は、任意
であるが上記アパーチャ効果の影@!を減すために(は
その間隔を小さくした方が良い。
[Binoto data is the above-mentioned PWM wave (PWMo) and the above-mentioned heat interval (Ta), (Tb), (1
'c) It is converted into a PAM wave (PAMo) consisting of four PAM pulses each having a pulse width of ('L+). The above PAM wave (p AMo) has a −conversion period (T
), it is possible to reduce conversion distortion of the PAM wave due to the so-called aperture effect. In addition, upper 3 members P.A.M.
Each pulse/pulse interval of a(PAMo) is arbitrary, but the shadow of the above aperture effect @! In order to reduce (, it is better to make the interval smaller.

さらに、この実施例では、上記PAM波(PAMo)お
よびPWM波(PWMo)を、変調部30の各定電流源
31.32,33.34を一変換周期(T)内でj1h
次に切換選択することによって形成しているので、各定
電流源31.32,33.34の各定流値(it) 、
 (I2) 、 (I3) 、 (I4)の平均筒にて
全体の波高値を示すことができる。従って、各定電流源
31.32,33.34として高精度のものを用いずと
も、PAM波(PAMo)およびpWM波(PWM、)
による変換特性の直線性を確保することができモノリン
ツクIC化が容易になる。
Furthermore, in this embodiment, the PAM wave (PAMo) and the PWM wave (PWMo) are converted to each constant current source 31, 32, 33, 34 of the modulator 30 by j1h within one conversion period (T).
Next, since it is formed by switching and selecting, each constant current value (it) of each constant current source 31, 32, 33, 34,
The overall wave height value can be shown by the average cylinder of (I2), (I3), and (I4). Therefore, PAM waves (PAMo) and pWM waves (PWM,
It is possible to ensure the linearity of the conversion characteristics due to this, making it easy to implement a monolink IC.

上記PAM波(P A Mo )とPWM波(PWMo
)を加算合成して得られる合成パルス(Poul・)は
、周期(T)の中心(tφ)に対して左右対称の波形を
有しているので、FM成分による誤差を含むことなく、
低域通過フィルタにて補間してアナログ信号に変換した
ときの変換特性の非直線性による誤差も第7図に示すよ
うに小さくなる。
The above PAM wave (P A Mo ) and PWM wave (PWMo
The synthesized pulse (Poul・) obtained by adding and synthesizing
Errors due to non-linearity of the conversion characteristics when the signal is interpolated by a low-pass filter and converted into an analog signal are also reduced as shown in FIG.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

上述の実施例の説明から明らかなように、本発明に係る
デジタル・アナログ変換装置では、Nビットの入力デジ
タルデータを上位1111ビツトと下位ILLビットに
少なくとも二分割して、各テークを一変換周期内でそれ
ぞれパルス幅の等しい左右対称の複数のPAM波とPW
M波に変換して時間軸を合せて加算合成しているので’
I FM成分による誤差等を含むことなく直線性に優れ
且つダイナミックレンジの広いD/A変換を行なうこと
ができる。
As is clear from the description of the embodiments described above, in the digital-to-analog converter according to the present invention, N-bit input digital data is divided into at least two parts, the upper 1111 bits and the lower ILL bits, and each take is divided into one conversion period. Multiple symmetrical PAM waves and PW with equal pulse width within
Since it is converted to M wave and added and synthesized by aligning the time axis,'
D/A conversion with excellent linearity and a wide dynamic range can be performed without including errors caused by IFM components.

従って、本発明によれば所期の目的を十分に達成するこ
とができる。
Therefore, according to the present invention, the intended purpose can be fully achieved.

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

第1図は一般にD/A変換に用いられるPAM波および
PWM波を示す波形図であり、第2図は上記PAM波お
よびPWM波を用いたD/A変換の各変換特性を比較し
て示す特性線図である。 第3図は本発明に係るデジタル・アナログ変換5図は上
記実施例における上位nllビットのテークを変換して
得られるPAM波の波形図、第6図は上記実施例おいて
各PWM波を加算合成して得られるPWM波出力の一例
を示す波形図、第7図は上記実施例におけるD/A変換
特性を示す特性線図である。 10 変調11i11徊j部 12・・・カウンタ 13.14・・シフトレジスタ 15・・・PAMデコーダ 16 ・スイッチング制御回路 22.23・−数構出回路 25・・補数回路 26・・・フリップフロップ 30・・変調部 31.32.33.34・・定電流源 35.36.3γ、38.39 ・・スイッテ40・・
・演算増幅器 特許出願人 ソニー株式会社 代理人 弁理士 小 池 兄 同 1) 利 榮 − 手続補正書(自発) 昭和59年8月711 特許庁長官 志 賀 学 殿 1、事件の表示 昭和58年 特許願第199197 @2、発明の名称 事イ′Iとの関係 特a′「出願人 化 所 東京部品用区北品用6丁目7番35号氏名 (
218)ソニー株式会社 (名 称) 代表者 大 賀 典 雄 4、代 理 人 〒105 住 所 東京都港区虎ノ門二丁目6番4号自 発 6、補正の対象 明細書の「発明の詳細な説明」の欄、および図面 7、補正の内容 (7−1,) 明細書の第3頁第15行目から同頁第8
行目に亘る記載「離れるため、・・・・・・・・含んて
しすう。」を次の通り訂正する。 l−離れるため、周波数変調(F’ M : Freq
uencyModulation )による誤差を発生
する。また、各方式にて変換した各アナロク信号の瞬時
値レベルは、第2図に示すように、PAM方式よりPW
M方式の方が高くなってしまい、PWM方式による変換
特性には非直線性をもってしまう。」 (7−2) 明細書の第4頁第7行目にある記載「と高
くして、」を(を高くして、」と訂正する。 (7−3) 明細書の第10頁第10行目にある記載1
M88例」をIMsB側」と訂正する。 (7−4) 明細書の第11頁第4行目にある記載1一
致出出力」を1−数構出出力」と訂正する。 (7−5) 明細書の第11頁第7行目から同頁第8行
目に亘る記載11個の・・・・・・NANDケ−1・に
て」を14個のEX −01(、ケートおよび1個のN
OLLケーI・にて」と訂正する。 (7−6) 明細書の第11頁第13行目にある記載[
上記下位11L・・・・・・・・・、(Dslに」を「
上記下位11Lヒツ1、テーク(D 2) 、(D a
”) 、(D 4’)に」と訂正する。 (7−7) 明細書の第13頁第9行目にある記載[Q
、、 Jを「Qlφ」と訂正する。 (7−8) 明細書の第13頁第11行目から同頁第8
行目に亘る記載1また第2の・・・・・・・・・出力(
Q 2B)が」を「また第2のシフトレジスタ14の最
上位ヒツト出力rQ2φ)か」と訂正する。 (7−9) 明細書の第13頁第15行目にある記載[
Q+−、Q2jをIQ、φ、Q2φ]と訂正する。 (7−10) 明細書の第16頁第4行目から同頁第8
行目に亘る記載1上記FAM波(P AMo )は・・
・・ことができる。Jを削除する。 (7−11) 図面の第2図を別紙の通り訂正する。 第2図 へVテジフル梠ν
Fig. 1 is a waveform diagram showing PAM waves and PWM waves generally used for D/A conversion, and Fig. 2 shows a comparison of each conversion characteristic of D/A conversion using the above-mentioned PAM waves and PWM waves. It is a characteristic line diagram. Figure 3 is a waveform diagram of the PAM wave obtained by converting the take of the upper nll bits in the above embodiment, and Figure 6 is the summation of each PWM wave in the above embodiment. FIG. 7 is a waveform diagram showing an example of a PWM wave output obtained by synthesis, and a characteristic line diagram showing D/A conversion characteristics in the above embodiment. 10 Modulation 11i11 Hj section 12... Counter 13.14... Shift register 15... PAM decoder 16 - Switching control circuit 22.23 - Number construction circuit 25... Complement circuit 26... Flip-flop 30 ... Modulation section 31.32.33.34 ... Constant current source 35.36.3γ, 38.39 ... Switch 40 ...
・Operational amplifier patent applicant Sony Corporation agent Patent attorney Brother Koike 1) Toshiei - Procedural amendment (voluntary) August 711, 1981 Commissioner of the Japan Patent Office Manabu Shiga 1, Indication of the case 1988 Patent Application No. 199197 @2, Relationship with the title of the invention A'I Special a'"Applicant's name: 6-7-35, Kitahana, Tokyo Parts Co., Ltd. (
218) Sony Corporation (Name) Representative: Norio Ohga4, Agent: 105 Address: 6-4 Toranomon 2-chome, Minato-ku, Tokyo Vol. 6; "Explanation" column, drawing 7, content of amendment (7-1,) From page 3, line 15 of the specification to page 8 of the same page
The statement "In order to leave, including..." that spans several lines is corrected as follows. Frequency modulation (F' M : Freq
An error is generated due to ``uencyModulation''. In addition, as shown in Figure 2, the instantaneous value level of each analog signal converted by each method is
The M method is higher, and the conversion characteristics by the PWM method have nonlinearity. ” (7-2) The statement “with a higher height,” on the 7th line of page 4 of the specification is corrected to “with a higher value.” (7-3) On the 10th page of the specification: Description 1 on line 10
Correct "M88 example" to "IMsB side". (7-4) The statement ``1 matching output output'' on page 11, line 4 of the specification is corrected to ``1-several configuration output output''. (7-5) The 11 statements ranging from line 7 on page 11 to line 8 of the same page of the specification ``NAND K-1'' are replaced by 14 EX-01 ( , Kate and 1 N
"OLL K-I-de," he corrected. (7-6) Statement on page 11, line 13 of the specification [
Above lower 11L......, (to Dsl) is changed to "
Above lower 11L hit 1, take (D 2), (D a
”), (D 4')”. (7-7) Statement on page 13, line 9 of the specification [Q
,, Correct J to "Qlφ". (7-8) From page 13, line 11 of the specification to page 8 of the same page
The description over the lines 1 and 2...... Output (
"Q2B)" is corrected to "Is it also the most significant hit output rQ2φ) of the second shift register 14?" (7-9) Statement on page 13, line 15 of the specification [
Correct Q+-, Q2j to IQ, φ, Q2φ]. (7-10) From line 4 of page 16 of the specification to line 8 of the same page
Description spanning lines 1 The above FAM wave (PAMo) is...
··be able to. Delete J. (7-11) Figure 2 of the drawings will be corrected as shown in the attached sheet. Go to Figure 2

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] Nビットの入力デジタルデータ全上位nNビットと下位
11Lビツトに少なくとも二分割し、上記上位II N
ビットのデータ全パルス振幅変ル114波に変換し、上
記下位nLビットのデータ全パルス幅変調波に変換し、
上記パルス振幅変調波とパルス幅変調波を時間軸を合ぜ
て加算合成し、この合成・ぐルスを一変換周期内で複数
回出力するようにしたことを特徴とするデジタル・アナ
ログ変換装置。
The entire N-bit input digital data is divided into at least two parts, the upper nN bits and the lower 11L bits, and the upper II N
Convert all bit data into a pulse amplitude modulated wave of 114 waves, convert all of the lower nL bit data into a pulse width modulated wave,
A digital-to-analog conversion device characterized in that the pulse amplitude modulated wave and the pulse width modulated wave are added and synthesized with their time axes aligned, and the synthesized signal is output multiple times within one conversion cycle.
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