JPS6139728A - デジタル・アナログ変換装置 - Google Patents

デジタル・アナログ変換装置

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JPS6139728A
JPS6139728A JP16142884A JP16142884A JPS6139728A JP S6139728 A JPS6139728 A JP S6139728A JP 16142884 A JP16142884 A JP 16142884A JP 16142884 A JP16142884 A JP 16142884A JP S6139728 A JPS6139728 A JP S6139728A
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JP
Japan
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data
output
pwm
converting
gate
Prior art date
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JP16142884A
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English (en)
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Hitoshi Takeda
竹田 仁
Masayuki Katakura
雅幸 片倉
Norio Shoji
法男 小路
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、2進数の重み付けによって符号化されたデジ
タル信号をアナログ信号に変換するデジタル・アナログ
変換装置に関し、特に、入力デジタルデータをパルス幅
女調(P WM : Pulse−WidthModu
lation )波に変換してアナログ化する方式のも
のに関する。
本発明に係るデジタル・アナログ変換装置は、例えば、
所謂P CM (Pu1se Code Modula
tion )オーディオ装置等に・適用きれる。
〔背景技術とその問題点〕
従来より、単純二進符号や二進化十進符号のように各ビ
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・えられるデジタル情報に
対応するパルス振幅変調(P A M : Pu1se
 ’Amplitude Modulation )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PWM波を低域通過フィルタ等にて補間する
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。
デジタル信号をPAM波に変換する方式(以下、PAM
方式という。)の’D/A変換装置では、原理的に直線
性の良好な変換特性を得られるのであるが、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精度の抵抗
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路全体を高精度に
形成しなければならない。さらに、PAM方式にてNビ
ットの分解能のD/A変換を行なうには、例えば電流加
算回路を利用すると、谷ビットに対応して高精度に重み
づけされたN個の定電流源を必要とする。
また、デジタル信号をPWM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
タルデータ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。
すなわち、同一人力データをPAM方式とPWM方式に
てD/A変換した場合に、同一人力データに対するPA
M波およびPWM波は第5図Aおよび第5図Bに示すよ
うに時間積分値は等しいのであるが、パルス幅の変化す
るPWM波はパルス高の変化するPAM波と一致する零
あるいはフルースケール(FS)以外の入力データでは
上記PAM波よりも信号エネルギーがサンプル点ts 
に集中しているので低域通過フィルタ等にて補間してア
ナログ信号にしたときの瞬時値レベルが高くなり、PW
M方式では第6図に示すように非直線の変換特性になっ
てしまう。
、  上記PWM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に応じて変化し、信号周波数が高い
程、上記非直線性による歪が大きくなり、また、一変換
周期(T)内でのPWM波の最大パルス幅が大きい程、
上記歪が大きくなってしまう。
上記PWM方式における変換歪を低減するには、PWM
波のパルス幅を制御するカウンタの動作周波数を高くし
て、データの1LSBを示すPWM波のパルス幅を小さ
くすれば良い。しかし、ILSB当りのパルス幅を小さ
くすると、このPWM波を低域通過フィルタにて補間し
て得られるアナログ信号の信号レベルが低くなってしま
い、最大出力レベルと無信号レベルとの比すなわちダイ
ナミックレンジが低下するという欠点がある。
そこで、本件出願人は上述の如き問題点に鑑みPWM方
式によるD/A変換特性のダイナミックレンジの拡大お
よび直線性の向上を図り、高分解能のD/A変換を可能
にするために、入力デジタルデータを複数種類のPWM
波に変換して、一変換周期内で左右対称に各PWM波を
加算合成するようにしたD/A変換装置(特願昭58−
199576号)や一変換周期を等間隔に分割した各区
間の各中心のタイミングをそれぞれ中心とする左右対称
の複数のPWM波に入力デジタルデータを変換するよう
にしたD/A変換装置(特願昭58−199577号)
などを先に提案している。
〔発明の目的〕
本発明は、先に提案している特願昭58−199576
号や特願昭58−199577号の技術思想を有効に利
用して、PWM方式によるD/A変換特性の直線性の向
上を図り、高精度で高分解能のD/A変換動作を簡単な
回路構成にて行ない得るよう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。
〔発明の概要〕
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ビットの入力デジタルデータを
上位nHビットデータ吉下位nLビットデータに分割し
、上記上位旧(ビットデータを一変換周期の中心のタイ
ミングを中心として左右対称に複数に分割したパルス幅
変調波に変換するとともに5上記下位n1.ビットデー
タを上記一変換周期の中心のタイミングを中心として左
右対称に上記下位nLビットデータに対応した数の単位
パルスを配列したパルス列に変換し、上記パルス幅変調
波と上記パルス列との加算合成波に上記Nビットの入力
デジタルデータを変換する手段を備えて成ることを特徴
とする。
このデジタル・アナログ変換装置では、N(N=4)ビ
ットの入力デジタルデータDIN CDI、D2゜DB
、D4]について上位nH(nH=2 )ビットデータ
DI、D2と下位nL(nL=2)ピットデ−タD8.
D4に分割してD/Am換を行なうとすると、第3図に
示すように、原理的に一変換周期TSの中心のタイミン
グtsを中心として左右対称な上位ビットデータIh 
、 D2に対応する4つのPWM波P1’、  P2.
  P8.  P4と下位ビットデータに対応する数の
単位パルスPOとの加算合成波を形成する。
〔実施例〕
1 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、図面に従い詳細に説明する。
第1図のブロック図は本発明に係る4ビツトD/A変換
装置の一実施例を示すもので、この実施例では、入力デ
ジタルデータDINとして4ビツトのパラレルデータD
I、D2.DB、D4がpwM制御部100の第1ない
し第4のデータ入力端子1・2.3.4に供給される。
そして、上記入力デジタルデータD■Nは、そのビット
の重みの大きなMSB側の上位2ビットデータD1.D
2が上記第1および第2のデータ入力端子1,2から第
1の一致検出回路5およびANDゲート6に供給されて
いるさともに、それぞれインバータ7.8を介して第2
の一致検出回路9およびANDゲート10に供給されて
いる。また、ビットの重みの小さなLSB側の下位2ビ
ットデータD+1.D4は、上記第3および第4のデー
タ入力端子3,4から第3の一致検出回路11に供給さ
れているとともに、それぞれインバータ12.13を介
して第4の一致検出回路14に供給されている。
この実施例におけるPWM制御部100は、クロック入
力端子15に供給されるクロックパルスφCLK を計
数する6ビツトカウンタ16を備えて−  おり、この
カウンタ16から出力される第2図のタイムチャートに
示す如き6ビツトの計数出力データQt、Qz、Qム 
、 Q4 、 Qa’ 、 Qaに基いて上記入力デジ
タルデータ1jrN[Ih 、D2 、D’8 、D4
Iに対応する上述の第3図に示した加算合成波形して、
PWM出力部200の動作制御を行なうようになってい
る。
上記6ビツトカウンタ16は、その計数出力データQl
、 Qa、 QB、 Q4. Qa、 Qaを6人力の
ANDゲート17に供給し、全てのデータが論理「1」
のときに上記ANDゲート17の出力によって第1のR
−8フリツプフロツプ18をセットし、′第2のR−S
フリップフロップ19をリセットする。また、上記6ビ
ツトカウンタ16は、その計数出力データQl l Q
a 1 Qs  I Q41QBIQ6の第1および第
2ビツトデータQl 、Qaを第1および第2の一致検
出回路5,9に供給しているとともに、第4および第5
ビツトデータQ4゜Qsを第3および第4の一致検出回
路1’ 1 、14に供給している。
上記第1の一致検出回路5は、上記入力デジタルデータ
DINの上位2ビツトデータDt 、 D2と上記カウ
ンタ16の第1および第2ビットデータQl、Q−との
一致検出を行なうもので、2個のEX・ORゲート51
.52と1個のNORゲート53にて構成されている。
この第1の一致検出回路5は、その一方のEX・ORゲ
ート51に各データDI、Q2が供給され、また、他方
のE’X・ORゲート52に各データD2.Qxが供給
されており、これらがともに一致したときに論理「l」
になる第1の一致検出パルスをNORゲート53から出
力する。
また、上記第2の一致検出回路9は、上記第1および第
2のデータ入力端子1,2からインバータ7.8を介し
て供給される上記上位2ビットデータDI、D2の否定
データDI 、 D2と上記カウンタ16の各データQ
2.Qlとの一致検出を行なうもので、上述の第1の一
致検出回路と同様に構成されている。
さらに、上記第3および第4の一致検出回路11.14
は、上記第3および第4のデータ入力端子3,4から供
給される下位2ビツトデータDa。
D4およびインバータ12.13による否定データDa
 、D4と上記カウンタ16の各データQ6゜Q4との
一致検出を行なうもので、これらも上記第1の一致検出
回路5と同様な構成になっている。
そして、上記第1の一致検出回路5にて得られる第1の
一致検出パルスは、上記カウンタ16の第3ヒツトデー
タQ8にてゲート制御されているANDゲー120に供
給されている。上記ANDゲート20は、上記第3ビツ
トデータQ8が論理「l」の期間中に上記第1の一致検
出パルスをANDゲート21に直接供給すると吉もにD
型フリップフロップ22を介してANDゲート23に供
給する。上記り型フリップフロップ22は、上記第1の
一致検出パルスを上記クロックパルスφCLKの1クロ
ック分だけ遅延させる。また、上記各ANDゲート21
.23は、上記6人力のANDゲート17の出力にてセ
ットされる第1のR−Sフリップフロップ18のQ出力
にて相補的にゲート制御されており、上記第1の一致検
出パルスおよびその遅延パルスを上記Q出力に応じて選
択してORゲート24を介して出力する。このORゲー
ト24の出力は、上記第1および第2のデータ入力端子
1,2から上記2ヒツトデータDI、D2がそれぞれイ
ンバータ7.8を介して供給されている上記ANDゲー
ト10の出力によりゲート制御されるANDゲート25
の反転入力端に供給されているとともに、NORゲート
26を介して第3のR−8フリツプフロツプ27にリセ
ットパルスとして供給されている。
また、上記第2の一致検出回路9にて得られる第2の一
致検出パルスは、上記カウンタ16の第3ビツトデータ
Q8の否定データにてゲート制御されているANDゲー
ト28に供給されている。
上記ANDゲート28は、上記第3ビットデータQ8が
論理[0」の期間中に上記第2の一致検出パルスをAN
Dゲート29に直接供給するとともにD型フリップフロ
ップ30を介してANDゲート31に供給する。上記り
型フリップフロップ30は、上記第2の一致検出パルス
を上記クロックパルスφCLKの1クロック分だけ遅延
させる。また、上記各ANDゲー1−29 、31は、
上記6人力のANDゲート17の出力にてリセットされ
る第2の1(・Sフリップフロップ19のQ出力にて相
補的にゲート制御されており、上記第2の一致検出パル
スおよびその遅延パルスを上記Q出力に応じて選択して
ORゲート32を介して出力する。
このOR,ゲート32の出力は、上記第1および第2の
データ入力端子1,2から上記2ヒットデークDI、D
2が供給されている上記ANDゲート6の出力によりゲ
ート匍制御されるANDゲート33の反転入力端に供給
されているとともに5NORゲート34を介して上記第
3のR−Sフリップフロップ27にセットパルス古して
供給されている。
さらに、上記第3の一致検出回路11にて得られる第3
の一致検出パルスは、上記カウンタ16の第3ビットデ
ータQ3がインバータ35を介して供給されるANDケ
ート36に供給され、上記第3ビソトデ〜りQ8の否定
データ乏の論理積出力にて上記第1のR,−Sフリップ
フロップ18をリセットするようになっている。
またさらに、上記第4の一致検出回路14にて得られる
第4の一致検11卜々ルスは、上記第3ビツトデータQ
8がクロックパルスとして供給されているD型フリップ
フロップ3フを介してANDゲート38に供給され、上
記第3ビツトデータQ8の否定データとの論理積出力に
て上記第2のR・Sフリップフロップ19をセットする
ようになっている。
なお、上記第1および第2のR,−Sフリップフロップ
18.19は、立上りエツジにてトリガされ、また第3
のR−Sフリップフロップ27は立下りエツジにてトリ
ガーされる。
上述の如き構成のPWM制御部100において、第3の
R−Sフリップフロップ27は、上記上位2ビットデー
タDI、D2が11.l“のときにはセント優先のフリ
ップフロップとして働き、またIh 、D2が10,0
”であるときにはリセット優先のフリップフロップとし
て働いて、各NOR’7”−ト34,26を介して供給
されるセットパルスおよびリセットパルスによりトリガ
ーされることにより、上述の第3図に示す如き加算合成
波形に対応する制御信号SSWを制御出力端子40から
PWM波出力部200に供給する。
上記PWM波出力部200は、上記制御信号SSWによ
りスイッチング制御されるスイッチ71を備え、このス
イッチ71を介して定電流源72が演算増幅器73の反
転入力端子に接続されているとともに、上記演算増幅器
73の出力端子7′5と反転入力端子との間が帰遷抵抗
74を介して接続され、さらに上記演算増幅器73の非
反転入力端子が接地された構成となっている。
このPWM波出力部200は、上述のPWM制御部10
0から供給される制御信号Sswによって上記スイッチ
71がスイッチング制御されることによって、上述の第
3図に示した4つのPWM波Pi  、P2  、Pa
  、P4と各単位パルスPOとの加算合成波にて示さ
れる入力デジタルデータDIHに対応した変換出力P 
W M 0IJTを出力端子75から出力する。
上記変換出力P W M OUTは、一変換周期Tsの
 ゛中心のタイミングts を中心として左右対称に信
号エネルギーが分散されているので、低域通過フイ″夕
にて補間した場合の07変換特性の非呵。
練性が軽減され、この実施例の装置では第4図に示す如
きD/A変換特性を呈するこさになる。
〔発明の効果〕
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、一変換周期内で左右
対称な複数のPWM波にNビットの入力デジタルデータ
が変換され、しかも、下位nL ヒツトデータに応じて
信号エネルギーが分散するように変化するので、所謂ア
パーチャ効果の影響が少なく、直線性の良好なり/A変
換特性を呈し、高精度、高分解能のD/A変換動作をP
WM方式にて行なうことができ、所期の目的を十分に達
成することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係るデジタル・アナログ変換装置の一
実施例を示すブロック図であり、第2図は上記実施例の
動作を示すタイムチャートであり、第3図は上記実施例
におけるパルス幅変調波出力の波形図であり、第4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。。 第5図Aおよび第5図Bは一般にD/A変換に用いられ
るPAM波およびPWM波を示す各波形図であり、第6
図は上記PAM波およびPWM竺。 を用いたD/A変換の各変換特性を示す特性線図 −)
  。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. Nビットの入力デジタルデータを上位n_Hビットデー
    タと下位n_Lビットデータに分割し、上記上位n_H
    ビットデータを一変換周期の中心のタイミングを中心と
    して左右対称に複数に分割したパルス幅変調波に変換す
    るとともに、上記下位n_Lビットデータを上記一変換
    周期の中心のタイミングを中心として左右対称に上記下
    位n_Lビットデータに対応した数の単位パルスを配列
    したパルス列に変換し、上記パルス幅変調波と上記パル
    ス列との加算合成波に上記Nビットの入力デジタルデー
    タを変換する手段を備えて成るデジタル・アナログ変換
    装置。
JP16142884A 1984-07-31 1984-07-31 デジタル・アナログ変換装置 Pending JPS6139728A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0353042U (ja) * 1989-09-29 1991-05-22
US5148168A (en) * 1990-05-16 1992-09-15 Sony Corporation Digital-to-analog converter using pulse-width modulation
EP0618678A2 (en) * 1993-04-01 1994-10-05 Ford Motor Company Digital pulse width modulator circuit with proportional dither
JP2005341568A (ja) * 2004-05-27 2005-12-08 Samsung Electronics Co Ltd D級増幅器及びパルス幅変調方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0353042U (ja) * 1989-09-29 1991-05-22
US5148168A (en) * 1990-05-16 1992-09-15 Sony Corporation Digital-to-analog converter using pulse-width modulation
EP0618678A2 (en) * 1993-04-01 1994-10-05 Ford Motor Company Digital pulse width modulator circuit with proportional dither
EP0618678A3 (en) * 1993-04-01 1995-08-16 Ford Motor Co Digital pulse width modulator using a proportional shake signal.
JP2005341568A (ja) * 2004-05-27 2005-12-08 Samsung Electronics Co Ltd D級増幅器及びパルス幅変調方法

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