JPS62120725A - D/a変換器 - Google Patents
D/a変換器Info
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- JPS62120725A JPS62120725A JP26178285A JP26178285A JPS62120725A JP S62120725 A JPS62120725 A JP S62120725A JP 26178285 A JP26178285 A JP 26178285A JP 26178285 A JP26178285 A JP 26178285A JP S62120725 A JPS62120725 A JP S62120725A
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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。
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〕
本発明は高精度の高ピッl−D/A (ディジタル/
アナログ)変換器に関するものであり、各種のD/A変
換器を具備す名機器、例えば音声合成器。
アナログ)変換器に関するものであり、各種のD/A変
換器を具備す名機器、例えば音声合成器。
CD (コンパクトディスク)プレーヤ等に利用される
ものである。
ものである。
一般にD/A変換器においてはディジタルデータを入力
するデコード回路を備えているが、このデコード回路の
ビット毎の処理時間の不一致等によりグリッチを発生す
る。例えばディジタルデータが“011・・・1″から
“100・・・0”に変わる時、最上位ビットが最も早
くデコードされると一時的に“111・・・l”となり
、アナログ出力にはスパイク状のノイズが現れる。この
ノイズがグリッチである。
するデコード回路を備えているが、このデコード回路の
ビット毎の処理時間の不一致等によりグリッチを発生す
る。例えばディジタルデータが“011・・・1″から
“100・・・0”に変わる時、最上位ビットが最も早
くデコードされると一時的に“111・・・l”となり
、アナログ出力にはスパイク状のノイズが現れる。この
ノイズがグリッチである。
又、積分方式[1/A変換器のように、変換出力が安定
するまでに所定の時間を必要とするものもある。
するまでに所定の時間を必要とするものもある。
以上の理由により一般にはD/A変換回路の後段にサン
プルホールド回路を設けてD/A変換回路出力が安定し
た時点でサンプリングを行っている。
プルホールド回路を設けてD/A変換回路出力が安定し
た時点でサンプリングを行っている。
即ち、第3図に示す如< 、I)/A変換回路41出力
を該回路出力が安定した後で閉成されるスイッチ42を
介してサンプルホールド回路43に付与している。
を該回路出力が安定した後で閉成されるスイッチ42を
介してサンプルホールド回路43に付与している。
コンデン+44及びオペアンプ45を有するこのサンプ
ルホールド回路43はその出力をローパスフィルタ46
に付与し出力端子47にアナログデータを出力する。
ルホールド回路43はその出力をローパスフィルタ46
に付与し出力端子47にアナログデータを出力する。
ここで、D/A変換回路41が高精度であると、その出
力を受けるサンプルホールド回路43の構成要素も高精
度の素子で構成する必要があり、高価になるという欠点
がある。
力を受けるサンプルホールド回路43の構成要素も高精
度の素子で構成する必要があり、高価になるという欠点
がある。
特開昭57−23321号公報には第4図に示すD/A
変換器が紹介されている。これは高価なサンプルホール
ド回路を必要としないが、以下に述べる誤差を生ずるお
それがあるし、また上記グリッチを避は得ないという不
都合がある。この従来のD/A変換器はNビットのディ
ジタルデータのうち上位のMビットを入力する第1のD
/A変換回路51と、下位の(N −M)ビットと第1
のD/A変換回路51の出力とを入力する第2のD/A
変換回路52とを備えている0Mビットのディジタルデ
ータはデコード手段53で解読され、そのデコード信号
はスイッチ回路54に入力される。このスイッチ回路は
、第1の基準電位Vrefと第2の基準電位Vεとの間
を2M個の抵抗により分圧する手段55のうちから上記
デコード信号に応じた近接2電位を選択的に出力する。
変換器が紹介されている。これは高価なサンプルホール
ド回路を必要としないが、以下に述べる誤差を生ずるお
それがあるし、また上記グリッチを避は得ないという不
都合がある。この従来のD/A変換器はNビットのディ
ジタルデータのうち上位のMビットを入力する第1のD
/A変換回路51と、下位の(N −M)ビットと第1
のD/A変換回路51の出力とを入力する第2のD/A
変換回路52とを備えている0Mビットのディジタルデ
ータはデコード手段53で解読され、そのデコード信号
はスイッチ回路54に入力される。このスイッチ回路は
、第1の基準電位Vrefと第2の基準電位Vεとの間
を2M個の抵抗により分圧する手段55のうちから上記
デコード信号に応じた近接2電位を選択的に出力する。
この近接2電位Vl 、 V2 (V2 >Ml
) ハNビットのディジタルデータに相当するアナログ
量が存在する領域を概略的に表現するものである。
) ハNビットのディジタルデータに相当するアナログ
量が存在する領域を概略的に表現するものである。
第2のD/A変換回路52は下位(N −M)ビットの
ディジクルデータに基づき上記近接2電位の間をさらに
細か(指定するものであり、クロック発振回路56と、
2N−Hの針数回路57と、(N −M)ビットのディ
ジタルデータと計数回路57出力との一致を見る一致回
路58と、この一致回路58出力でセット、計数回路5
7出力でリセットされるR−Sフリップフロップ59と
、このR−Sフリップフロップ59出力にて上記近接2
電位を択一的に出力する2つのゲート回路60.61と
、両ゲート回路の合成出力を入力するローパスフィルタ
62とを備えている。
ディジクルデータに基づき上記近接2電位の間をさらに
細か(指定するものであり、クロック発振回路56と、
2N−Hの針数回路57と、(N −M)ビットのディ
ジタルデータと計数回路57出力との一致を見る一致回
路58と、この一致回路58出力でセット、計数回路5
7出力でリセットされるR−Sフリップフロップ59と
、このR−Sフリップフロップ59出力にて上記近接2
電位を択一的に出力する2つのゲート回路60.61と
、両ゲート回路の合成出力を入力するローパスフィルタ
62とを備えている。
この従来のD/A変換器において1回のNビットのディ
ジタルデータが入力されてくる周期(1回のD/A変換
期間、TC)とクロック発振回路56の周期Tfとは非
同期の場合が多く、 TC = I X 2 ”−” X Tf −+6
)I:自然数 とすることは困難である。そこで通常は、TCがIX2
ト”XTfより大きくなるようにTfを選定する。
ジタルデータが入力されてくる周期(1回のD/A変換
期間、TC)とクロック発振回路56の周期Tfとは非
同期の場合が多く、 TC = I X 2 ”−” X Tf −+6
)I:自然数 とすることは困難である。そこで通常は、TCがIX2
ト”XTfより大きくなるようにTfを選定する。
ゲート回路60.61の合成出力v6には常にv1若し
くはv2が出力されるので、(TC −r X 2N−
”XTf)の期間(余剰期間)にはVl又はV2の電位
が出力端子63に出力され誤差εとなる。
くはv2が出力されるので、(TC −r X 2N−
”XTf)の期間(余剰期間)にはVl又はV2の電位
が出力端子63に出力され誤差εとなる。
ディジタルデータを下位ビットより順にao。
a I ””、 as−tとすると、Voutは一般
に、Vout = (ao ・20+a、 ・21
+・・・+aN−I + 2’−’ ) x (Vre
fVE)/2N+ε =Vx+ε ・・・(7)と表現でき
る。
に、Vout = (ao ・20+a、 ・21
+・・・+aN−I + 2’−’ ) x (Vre
fVE)/2N+ε =Vx+ε ・・・(7)と表現でき
る。
誤差εは例えば(TC −T X 2’−’ XTf
)の期間に近接する2電位の高電圧側の電位v2が出力
端子63に出力されるとすると、 t= (V2−Vx )X (TC −1x2’−”
xTf )/TC・・・(8) となる。ここで、N−16(ビット)、M−8(ビット
)、I−1(パルス幅モジュレーションを1回) 、T
C = (2N−” +4) ×Tf (4xTf期
間誤差として出力端子にV2を出力する)、下位(N
−)1)ビットのデータをaO= lSa 1〜aN−
M−1−〇とすると、 V2−Vx −(2” −1) X (Vref −V
E ) /2Nε−255X 4/260 X (V
rer VE ) / 2N#3.92 (Vre
f VE ) / 2 N・=(91となる。−D
/A変換器のI LSB(Least 51gn1fi
cantBit)は(Vref −VE ) / 2N
であるから、(9)式は約4 LS[+の誤差を表して
いる。
)の期間に近接する2電位の高電圧側の電位v2が出力
端子63に出力されるとすると、 t= (V2−Vx )X (TC −1x2’−”
xTf )/TC・・・(8) となる。ここで、N−16(ビット)、M−8(ビット
)、I−1(パルス幅モジュレーションを1回) 、T
C = (2N−” +4) ×Tf (4xTf期
間誤差として出力端子にV2を出力する)、下位(N
−)1)ビットのデータをaO= lSa 1〜aN−
M−1−〇とすると、 V2−Vx −(2” −1) X (Vref −V
E ) /2Nε−255X 4/260 X (V
rer VE ) / 2N#3.92 (Vre
f VE ) / 2 N・=(91となる。−D
/A変換器のI LSB(Least 51gn1fi
cantBit)は(Vref −VE ) / 2N
であるから、(9)式は約4 LS[+の誤差を表して
いる。
一方、(8)式で表される誤差を解消するために(6)
式の等式が成立するようにTfを選択したとしても、第
4図の回路ではデコード手段53により発生するグリッ
チはそのまま出力端子63に出力されることになり、出
力誤差を発生する。
式の等式が成立するようにTfを選択したとしても、第
4図の回路ではデコード手段53により発生するグリッ
チはそのまま出力端子63に出力されることになり、出
力誤差を発生する。
このように0/A変換器の精度に見合う高価な、即ち構
成要素の特性が十分に吟味されたサンプルホールド回路
を採用する必要があったり、或いは上記誤差εを発生し
たり、ディジタルデータを受けるデコード手段のビット
毎の処理時間の不一致等によりグリッチを発生するとい
う問題点があった。そこで本願出願人はこれらの問題点
を解消するD/A変換器を特願昭59−197507号
にて提案した。
成要素の特性が十分に吟味されたサンプルホールド回路
を採用する必要があったり、或いは上記誤差εを発生し
たり、ディジタルデータを受けるデコード手段のビット
毎の処理時間の不一致等によりグリッチを発生するとい
う問題点があった。そこで本願出願人はこれらの問題点
を解消するD/A変換器を特願昭59−197507号
にて提案した。
この発明は第5図に示すようにNビットのディジタルデ
ータD、の上位Mビットをデコードするデコーダ8L第
1の基準電位V ratと第2の基準電位vEとの間を
2M個の抵抗により分圧する分圧回路82、及び該分圧
回路82から前記デコーダ81の出力に応じたディジタ
ルデークDn相当の近接2電位Vl、V2を選択的に取
出すスイッチング回路83を備えた第1のD/A変換回
路71と、下位(N −M)ビットのデータのために設
けられ、2N−Mのカウンタ93、該カウンタ93の計
数内容に基づいて、1回のD/A変換期間(TC )よ
りも短い2N−Hのクロ7り期間(TP)のうち(N
−M)ビットのデータにて定まる期間は前記2電位のう
ちの一方の電位を選択し、残余のクロック期間は他方の
電位を選択するようになしてあり、発振回路92、−数
回路91.制御回路97及びR−Sフリツブフロップ9
4.ANDゲー1−98.99.スイッチングトランジ
スタ95.96等からなる手段、選択された両電位を合
成して出力するローパスフィルタ100等の手段を備え
、残余の期間(TC −TP )には前記2電位のいず
れをも選択せず出力手段をハイインピーダンス状態にす
べくなした第2のD/八へ路72とを具備するものであ
る。このようなり/A変換器では残余の期間(TC −
TP )には出力端子に近接2電位Vl、V2のいずれ
をも出力せずハイインピーダンスに保っているので上記
誤差εを出力しない。また、2N−Hのクロック期間T
Pの開始タイミングを、ディジタルデータの入力タイミ
ングから一定時間(デコード手段が安定化する期間)遅
れるようにすることによって上述のグリッチを防止する
ことができる。
ータD、の上位Mビットをデコードするデコーダ8L第
1の基準電位V ratと第2の基準電位vEとの間を
2M個の抵抗により分圧する分圧回路82、及び該分圧
回路82から前記デコーダ81の出力に応じたディジタ
ルデークDn相当の近接2電位Vl、V2を選択的に取
出すスイッチング回路83を備えた第1のD/A変換回
路71と、下位(N −M)ビットのデータのために設
けられ、2N−Mのカウンタ93、該カウンタ93の計
数内容に基づいて、1回のD/A変換期間(TC )よ
りも短い2N−Hのクロ7り期間(TP)のうち(N
−M)ビットのデータにて定まる期間は前記2電位のう
ちの一方の電位を選択し、残余のクロック期間は他方の
電位を選択するようになしてあり、発振回路92、−数
回路91.制御回路97及びR−Sフリツブフロップ9
4.ANDゲー1−98.99.スイッチングトランジ
スタ95.96等からなる手段、選択された両電位を合
成して出力するローパスフィルタ100等の手段を備え
、残余の期間(TC −TP )には前記2電位のいず
れをも選択せず出力手段をハイインピーダンス状態にす
べくなした第2のD/八へ路72とを具備するものであ
る。このようなり/A変換器では残余の期間(TC −
TP )には出力端子に近接2電位Vl、V2のいずれ
をも出力せずハイインピーダンスに保っているので上記
誤差εを出力しない。また、2N−Hのクロック期間T
Pの開始タイミングを、ディジタルデータの入力タイミ
ングから一定時間(デコード手段が安定化する期間)遅
れるようにすることによって上述のグリッチを防止する
ことができる。
さて以上の如き特願昭59−197507号の発明は従
来の問題点を一応解消できるのであるが、上位のMビッ
トが大きく変動した場合には第1のD/A変換回路71
出力、従ってD/A変換器全体としては出力が安定にな
るまでの所要時間が大きくなる。特に高ビット化したも
のでは分圧回路82が受けもつビット数Mが大となり、
その回路の出力電圧が遷移するのに必要な時間が大きく
、出力電圧が安定するまでの時間に変換速度が制約され
高速化が困難であるという難点がある。
来の問題点を一応解消できるのであるが、上位のMビッ
トが大きく変動した場合には第1のD/A変換回路71
出力、従ってD/A変換器全体としては出力が安定にな
るまでの所要時間が大きくなる。特に高ビット化したも
のでは分圧回路82が受けもつビット数Mが大となり、
その回路の出力電圧が遷移するのに必要な時間が大きく
、出力電圧が安定するまでの時間に変換速度が制約され
高速化が困難であるという難点がある。
これを解決するには、分圧回路82を構成する抵抗スト
リングの抵抗値を低くし、またスイッチング回路83を
構成するMOSFETのβを大きくすることが考えられ
るが、ICにて構成する場合にはチップ面積の増大を来
し、また高価なプロセスを利用する必要があってチップ
コストの上昇を避けることができない。
リングの抵抗値を低くし、またスイッチング回路83を
構成するMOSFETのβを大きくすることが考えられ
るが、ICにて構成する場合にはチップ面積の増大を来
し、また高価なプロセスを利用する必要があってチップ
コストの上昇を避けることができない。
本発明はこのような従来技術の問題点を解決するために
なされたものであり、Nビットのディジタルデータのう
ちの上位Mビットのデータをデコードするデコーダの外
にこのMビット中の上位Lビットのデータをデコードす
るデコーダを設け、これによって近接2電位Vl、V2
を決定するようになして高ビット数のデータを高速にて
変換できるようになしたD/A変換器を提供することを
目的とする。
なされたものであり、Nビットのディジタルデータのう
ちの上位Mビットのデータをデコードするデコーダの外
にこのMビット中の上位Lビットのデータをデコードす
るデコーダを設け、これによって近接2電位Vl、V2
を決定するようになして高ビット数のデータを高速にて
変換できるようになしたD/A変換器を提供することを
目的とする。
本発明に係るD/A変換器は、Nビットのディジタルデ
ータの上位Mビットをデコードする第1のデコード手段
、前記Nビットのディジタルデータの上位L (L<M
)ビットをデコードする第2のデコード手段、第1の基
準電位と第2の基準電位との間を2M個の抵抗により分
圧する手段、及び該分圧手段から1回のD/A変換期間
TCよりも短い2N−Hのクロック期間TPと、残余の
クロック期間TC−TPより短い期間TLとは前記第1
のデコード手段の出力に応じた近接2電位を選択的に取
出し、残余のクロック期間(TC −TI) −TL
)は前記第1のデコード手段の出力に応じた前記近接2
電位と1、前記第2のデコード手段の出力に応じた近接
211位とを合成して取出す手段を備えた第1のD/A
/A回路と、下位(N−M)ビットのデータのために設
けられ、2N−Mのカウンタ、該カウンタの計数内容に
基づいて、前記期間TPのうちN−Mビットのデータに
て定まる期間は第1のD/A変換回路にて取出された2
電位のうちの一方を、また残余の期間は他方の電位を選
択する手段、選択された電位を合成して出力する出力手
段、及び残余の期間TC−TPには前記2電位のいずれ
も選択せず前記出力手段をハイインピーダンス状態にす
る手段を備えた第2のD/A変換変換路回路具備するこ
とを特徴とする。
ータの上位Mビットをデコードする第1のデコード手段
、前記Nビットのディジタルデータの上位L (L<M
)ビットをデコードする第2のデコード手段、第1の基
準電位と第2の基準電位との間を2M個の抵抗により分
圧する手段、及び該分圧手段から1回のD/A変換期間
TCよりも短い2N−Hのクロック期間TPと、残余の
クロック期間TC−TPより短い期間TLとは前記第1
のデコード手段の出力に応じた近接2電位を選択的に取
出し、残余のクロック期間(TC −TI) −TL
)は前記第1のデコード手段の出力に応じた前記近接2
電位と1、前記第2のデコード手段の出力に応じた近接
211位とを合成して取出す手段を備えた第1のD/A
/A回路と、下位(N−M)ビットのデータのために設
けられ、2N−Mのカウンタ、該カウンタの計数内容に
基づいて、前記期間TPのうちN−Mビットのデータに
て定まる期間は第1のD/A変換回路にて取出された2
電位のうちの一方を、また残余の期間は他方の電位を選
択する手段、選択された電位を合成して出力する出力手
段、及び残余の期間TC−TPには前記2電位のいずれ
も選択せず前記出力手段をハイインピーダンス状態にす
る手段を備えた第2のD/A変換変換路回路具備するこ
とを特徴とする。
以上の如き本発明器においては、TLの期間においては
最も上位側のLビットのデータに基づく近接2電位をス
イッチング回路が出力するので入力されるディジタルデ
ータが大きく変化する場合でも第1のD/A変換回路出
力電圧、従ってまた、全体としての出力電圧が安定する
までの時間を短くすることができる。
最も上位側のLビットのデータに基づく近接2電位をス
イッチング回路が出力するので入力されるディジタルデ
ータが大きく変化する場合でも第1のD/A変換回路出
力電圧、従ってまた、全体としての出力電圧が安定する
までの時間を短くすることができる。
また、出力をハイインピーダンスにする期間を短くし得
て出力精度の向上が可能となる。また精度が従来程度で
よい場合はより高速の変換が可能となる。
て出力精度の向上が可能となる。また精度が従来程度で
よい場合はより高速の変換が可能となる。
第1図は本発明に係るD/A変換器の構成を示すブロッ
ク図、第2図はその動作説明のための波形図である。
ク図、第2図はその動作説明のための波形図である。
本発明器は上位のMビットをアナログデータに変換する
第1のD/A変換回路1と、下位の(N −M)ビット
をアナログデータに変換する第2のD/A変換回路2と
からなり、第2のD/A変換回路自体は第5図に示した
特願昭59−197507号のものと同様である。
第1のD/A変換回路1と、下位の(N −M)ビット
をアナログデータに変換する第2のD/A変換回路2と
からなり、第2のD/A変換回路自体は第5図に示した
特願昭59−197507号のものと同様である。
NビットのディジタルデータDnのうちの上位Mビット
はMビットのデコーダ11に入力され、またデータDn
のうちの上位Lビット(L<M)はLビットのデコーダ
12に入力され、ここでそれぞれの入力内容に応じた信
号をスイッチング回路14へ与える。分圧回路13は2
M個の均等な抵抗を直列接続してなり第1の基準電位V
refと第2の基準電位vEとの間に接続されており
、各抵抗の両端から引き出された分圧出力端子はスイッ
チング回路14に繋ぎこまれている。
はMビットのデコーダ11に入力され、またデータDn
のうちの上位Lビット(L<M)はLビットのデコーダ
12に入力され、ここでそれぞれの入力内容に応じた信
号をスイッチング回路14へ与える。分圧回路13は2
M個の均等な抵抗を直列接続してなり第1の基準電位V
refと第2の基準電位vEとの間に接続されており
、各抵抗の両端から引き出された分圧出力端子はスイッ
チング回路14に繋ぎこまれている。
スイッチング回路14はデコーダ11.12の入力によ
ってオン、オフ制御され、分圧回路13の分圧出力端子
のいずれか2つの電位を、入力データDn相当のアナロ
グ値の近接2電位V1.V2(第2図(ホ)、(ヲ)〕
として出力し、これを第2のD/A変換回路2のスイッ
チングトランジスタ25.26夫々へ与える。第2のD
/A/A回路2の制御回路27は第2図(ニ)に示すよ
うにタイミング信号V15をスイッチング回路14へ与
えている。
ってオン、オフ制御され、分圧回路13の分圧出力端子
のいずれか2つの電位を、入力データDn相当のアナロ
グ値の近接2電位V1.V2(第2図(ホ)、(ヲ)〕
として出力し、これを第2のD/A変換回路2のスイッ
チングトランジスタ25.26夫々へ与える。第2のD
/A/A回路2の制御回路27は第2図(ニ)に示すよ
うにタイミング信号V15をスイッチング回路14へ与
えている。
制御回路27には外部回路からD/A変換の周期TCを
規定する制御信号WCK (第2図(イ)〕が入力さ
れる。これに伴い第2図(ロ)に示すようにデータDn
が更新される。
規定する制御信号WCK (第2図(イ)〕が入力さ
れる。これに伴い第2図(ロ)に示すようにデータDn
が更新される。
スイッチング回路14はTCよりも短い2N−Hのクロ
ック期間TP (第2図(へ)〕はMビットのデコー
ダ11へ入力されたMビットのデータに対応する2つの
電位VIM、 V2M (V2M>VIM)を選択し
て第2のD/A変換回路2のスイッチングトランジスタ
25.26夫々のソースへ与える。
ック期間TP (第2図(へ)〕はMビットのデコー
ダ11へ入力されたMビットのデータに対応する2つの
電位VIM、 V2M (V2M>VIM)を選択し
て第2のD/A変換回路2のスイッチングトランジスタ
25.26夫々のソースへ与える。
残余のクロック期間(TC −TP )はLビットのデ
コーダ12へ入力されたLビットのデータに対応する2
つの電位vlL、 V2C(V2C>VIL)と前述
のVIM、 V2Mとを合成する。
コーダ12へ入力されたLビットのデータに対応する2
つの電位vlL、 V2C(V2C>VIL)と前述
のVIM、 V2Mとを合成する。
コノヨうニt、7得うレルVIM、 V2M、 V
IL、 V2Cは、NビットデータDrlのaQ 、
a l 、a2 ”’aN−1のうちの上位Mビッ
トのデータを下位側からaN−M+a N−M+I
+ a N−M+2 ”’ a N−L l
a N−L+1 + ”’ a N−1と
し、また第1のD/A変換回路1の最小の出力電圧ステ
ップをeMとすると− VIM= (aN−s ・20+ aN−?l+l
H2’ +・・・+ aN−1・2”−’ ) eM
−(11V2M−V、 M十eM
−(2+VIL= (aN−L ・2’ 十aN−L+
1 ・2 ’ +−+ aN−r ・2L−’ )
eH−(3)V2L= V I L 十e H・=(
41但し、eM−(Vref −VE ) / 2”
−+51で表される電位である。具体的には分圧回路
13を構成する2M個の抵抗のうち、Mビット又はLビ
ットの入力データに対応して選択される抵抗の両端の電
位、即ち相隣る分圧出力端子の電位である。
IL、 V2Cは、NビットデータDrlのaQ 、
a l 、a2 ”’aN−1のうちの上位Mビッ
トのデータを下位側からaN−M+a N−M+I
+ a N−M+2 ”’ a N−L l
a N−L+1 + ”’ a N−1と
し、また第1のD/A変換回路1の最小の出力電圧ステ
ップをeMとすると− VIM= (aN−s ・20+ aN−?l+l
H2’ +・・・+ aN−1・2”−’ ) eM
−(11V2M−V、 M十eM
−(2+VIL= (aN−L ・2’ 十aN−L+
1 ・2 ’ +−+ aN−r ・2L−’ )
eH−(3)V2L= V I L 十e H・=(
41但し、eM−(Vref −VE ) / 2”
−+51で表される電位である。具体的には分圧回路
13を構成する2M個の抵抗のうち、Mビット又はLビ
ットの入力データに対応して選択される抵抗の両端の電
位、即ち相隣る分圧出力端子の電位である。
このようなスイッチング回路14の出力電圧V IM。
V2M、 VIL、 V2Cは第2のD/A変換回
路基準電位として与えられる。
路基準電位として与えられる。
次に第2の0/八へ換回路2について説明する。
21は下位側N−Mビットを入力する一致回路であって
、この入力データとカウンタ23の計数値との一致を調
べ、一致したタイミングで第2図(ト)に示す一致信号
v9を発する。この信号v9はR−Sフリップフロップ
24のセント端子Sへ与えられる。
、この入力データとカウンタ23の計数値との一致を調
べ、一致したタイミングで第2図(ト)に示す一致信号
v9を発する。この信号v9はR−Sフリップフロップ
24のセント端子Sへ与えられる。
発振回路22はクロックをカウンタ23に計数対称とし
て与えると共に制御回路27へ与える。制御回路27は
このクロックをもとにWCにの立上りからTm経過後に
立ち上るリセット信号V7 (第2図(ハ)〕をカウ
ンタ23に発する。カウンタ23は計数内容が0になる
とリセットパルスV8 C第2図くべ)〕を発し、こ
れを制御回路27及びR−Sフリップフロップ24のリ
セット端子Rに与える。R−Sフリップフロップ24は
上述の如き一致信号V9及びリセットパルスv8が入力
されるのでそのセット出力VIOは第2図(チ)に示す
ように変化し、これがANDゲート28に、またその相
補信号VIOがANrjゲート29に与えられる。制御
回路27はリセット信号v7発生後、2N−〇のクロッ
ク期間TPに亘ってハイレベルとなるゲート信号v11
〔第2図(す)〕を発し、これをAiDゲート28.2
9の抽入力としている。そして第2図(ヌ)、(ル)に
示すANDゲート29.2817)出力V12. V
13をIGFII!T(絶縁ゲート型電界効果トランジ
スタ)スイッチングトランジスタ26.25のゲートに
与えている。トランジスタ25゜26ノソース側は一括
接続されてローパスフィルタ30に接続され、その入力
信号が平滑化されて第2のD/A変換回路2又は本発明
器の出力Voutとなる。
て与えると共に制御回路27へ与える。制御回路27は
このクロックをもとにWCにの立上りからTm経過後に
立ち上るリセット信号V7 (第2図(ハ)〕をカウ
ンタ23に発する。カウンタ23は計数内容が0になる
とリセットパルスV8 C第2図くべ)〕を発し、こ
れを制御回路27及びR−Sフリップフロップ24のリ
セット端子Rに与える。R−Sフリップフロップ24は
上述の如き一致信号V9及びリセットパルスv8が入力
されるのでそのセット出力VIOは第2図(チ)に示す
ように変化し、これがANDゲート28に、またその相
補信号VIOがANrjゲート29に与えられる。制御
回路27はリセット信号v7発生後、2N−〇のクロッ
ク期間TPに亘ってハイレベルとなるゲート信号v11
〔第2図(す)〕を発し、これをAiDゲート28.2
9の抽入力としている。そして第2図(ヌ)、(ル)に
示すANDゲート29.2817)出力V12. V
13をIGFII!T(絶縁ゲート型電界効果トランジ
スタ)スイッチングトランジスタ26.25のゲートに
与えている。トランジスタ25゜26ノソース側は一括
接続されてローパスフィルタ30に接続され、その入力
信号が平滑化されて第2のD/A変換回路2又は本発明
器の出力Voutとなる。
さて、第2のD/A変換回路の最小の出力電圧ステップ
e)1は 8 N −6M / 2 N−M となるが、(5)式を代入すると es −(Vref −VE ) /2’ −・(6
1となる。下位(N −M)ビットのデータをaura
l・・・aN−ヤ、とすると 出力Voutは Vout = (ao ・2° +81 H2’
+=・十aN−M−I H2N−” ’ ) e
H+VIMとなり、これに(11及び(6)式を代入す
るとVout = (ao ・2’ +3. ・21
+−・・十aN−M−1’ 2=ト1 +aN−,・
rlN−M+・・・+aN−1・2N−1) x (Vref −VE ) / 2N”’(7)とな
ってこれがローパスフィルタ30から取出されることに
なる。
e)1は 8 N −6M / 2 N−M となるが、(5)式を代入すると es −(Vref −VE ) /2’ −・(6
1となる。下位(N −M)ビットのデータをaura
l・・・aN−ヤ、とすると 出力Voutは Vout = (ao ・2° +81 H2’
+=・十aN−M−I H2N−” ’ ) e
H+VIMとなり、これに(11及び(6)式を代入す
るとVout = (ao ・2’ +3. ・21
+−・・十aN−M−1’ 2=ト1 +aN−,・
rlN−M+・・・+aN−1・2N−1) x (Vref −VE ) / 2N”’(7)とな
ってこれがローパスフィルタ30から取出されることに
なる。
次に本発明器の動作をもう少し詳しく説明する。
制御回路27は制御信号−CKの入力後発振回路22か
らのクロック計数によってTm経過後にリセット信号v
7を発し、またT 1fi−TL経過後にタイミング信
号V15をハイレベルとする。
らのクロック計数によってTm経過後にリセット信号v
7を発し、またT 1fi−TL経過後にタイミング信
号V15をハイレベルとする。
期間Tmは、第1のD/A変換回路1においてディジク
ルデータが変化し、そのデータに対応したアナログ出力
VIM又はVIMとVILとの合成値(以下これらをま
とめてvlという)及びV2M又はV2Mとv21.と
の合成値(以下これらをまとめて■2という)が安定し
た値をとるまでに要する時間、つまり第2図(ホ)に示
すように立上り期間が終わって安定状態になるに要する
時間として定めておく。
ルデータが変化し、そのデータに対応したアナログ出力
VIM又はVIMとVILとの合成値(以下これらをま
とめてvlという)及びV2M又はV2Mとv21.と
の合成値(以下これらをまとめて■2という)が安定し
た値をとるまでに要する時間、つまり第2図(ホ)に示
すように立上り期間が終わって安定状態になるに要する
時間として定めておく。
而して期間Tmの前半のTm−TLの期間はLビットデ
コーダ12の出力に相応するスイッチとNビットデコー
ダ11の出力に相応するスイッチとが共に閉成し、Tm
の後半、つまりTLの期間はNビットデコーダ11の出
力に相応するスイッチのみを閉成するように信号V15
でスイッチング回路14の制御を行う。
コーダ12の出力に相応するスイッチとNビットデコー
ダ11の出力に相応するスイッチとが共に閉成し、Tm
の後半、つまりTLの期間はNビットデコーダ11の出
力に相応するスイッチのみを閉成するように信号V15
でスイッチング回路14の制御を行う。
このような動作により期間Tmの前半のT。−T10間
は上位Nビットのデータに対応するスイッチだけをオン
させる場合に比し実効的なオン抵抗を低下させることが
できVl、V2の立上りを急峻にすることができる。第
2図(ニ)は実線で本発明器による場合のVl、V2の
変化状態を、また破線で第5図に示すD/A変換器のv
l、v2の変化の状態を示している。
は上位Nビットのデータに対応するスイッチだけをオン
させる場合に比し実効的なオン抵抗を低下させることが
できVl、V2の立上りを急峻にすることができる。第
2図(ニ)は実線で本発明器による場合のVl、V2の
変化状態を、また破線で第5図に示すD/A変換器のv
l、v2の変化の状態を示している。
これらの対比から明らかな如く本発明ではVl。
V2の立上り時間、つまりTlnを短縮できる。
次に制御回路27はリセット信号v7の発生後2N−H
のクロック期間TPに亘ってハイレベルに設定されるゲ
ート信号VllをANDゲート28.29に与える。
のクロック期間TPに亘ってハイレベルに設定されるゲ
ート信号VllをANDゲート28.29に与える。
第2の変換回路2はN−Nビットの入力データの内容に
応じて相互にオン、オフが逆となるスイッチングトラン
ジスタ25.26のオン、オフを制御して、ローパスフ
ィルタ30へ入力すべき電位の一定時間内におけるVl
ii択時間Tα 〔第2図(ヌ)〕及び■2選択期間T
R(第2図(ル)〕を入力データの内容に応じて変更す
るようにし゛たパルス幅モジュレーション型のものであ
る。
応じて相互にオン、オフが逆となるスイッチングトラン
ジスタ25.26のオン、オフを制御して、ローパスフ
ィルタ30へ入力すべき電位の一定時間内におけるVl
ii択時間Tα 〔第2図(ヌ)〕及び■2選択期間T
R(第2図(ル)〕を入力データの内容に応じて変更す
るようにし゛たパルス幅モジュレーション型のものであ
る。
即ちカウンタ23は発振回路22が出力するクロックを
リセット信号V7人力以降計数するが、その内容が0に
なる都度、即ち2N−8個クロックを計数する都度、リ
セットパルス■8を発する。(制御回路27からリセッ
ト信号v7が入力されて0になったときもリセットパル
スv8を発する。)一方カウンタ23は一致回路21に
計数内容を発し、N−Nビットの入力と計数内容とが一
致したときに一致信号v9を発し、R−Sフリップフロ
ップ24をセントする。R−Sフリップフロップ24の
セット出力VIO及びリセット出力VIOは夫々AND
ゲート28゜29に与えられるから、夫々のハイ、ロー
に応じてANDゲート28からは第2図(ル)に示すV
l3が、ANDゲート29からは第2図(ヌ)に示すV
l2が出力される。
リセット信号V7人力以降計数するが、その内容が0に
なる都度、即ち2N−8個クロックを計数する都度、リ
セットパルス■8を発する。(制御回路27からリセッ
ト信号v7が入力されて0になったときもリセットパル
スv8を発する。)一方カウンタ23は一致回路21に
計数内容を発し、N−Nビットの入力と計数内容とが一
致したときに一致信号v9を発し、R−Sフリップフロ
ップ24をセントする。R−Sフリップフロップ24の
セット出力VIO及びリセット出力VIOは夫々AND
ゲート28゜29に与えられるから、夫々のハイ、ロー
に応じてANDゲート28からは第2図(ル)に示すV
l3が、ANDゲート29からは第2図(ヌ)に示すV
l2が出力される。
N−Nビットのデータの値が小さい(又は大きい)程、
Vl2がハイレベルとなる期間TGIが短く (又は長
く)、逆にVl3がハイレベルとなる期間Tρが長く
(又は短く)なる。このようなVl2. Vl3がト
ランジスタ26.25に与えられるからTCの期間のう
ちTllは■2が、また期間Tρにはvlが付与され、
残余の期間(つまりカウンタ23が2ト門を計数して0
に戻り、制御回路27のゲート信号Vllをローレベル
にしたf&)TC−TPはいずれのトランジスタ25.
26ともにオフして、I・ランジスク25、26のソー
ス側一括接続点31はハイインピーダンス・の状態とな
る。第2図(ヲ)は上記接続点31の電位V14を示し
ている。つまりTCの間電位v2Vlが交番し、その時
間が入力データDnの下位(111N−Nビットの内容
に応じて定まるのである。ローパスフィルタ30はVl
4を平滑化出力する。
Vl2がハイレベルとなる期間TGIが短く (又は長
く)、逆にVl3がハイレベルとなる期間Tρが長く
(又は短く)なる。このようなVl2. Vl3がト
ランジスタ26.25に与えられるからTCの期間のう
ちTllは■2が、また期間Tρにはvlが付与され、
残余の期間(つまりカウンタ23が2ト門を計数して0
に戻り、制御回路27のゲート信号Vllをローレベル
にしたf&)TC−TPはいずれのトランジスタ25.
26ともにオフして、I・ランジスク25、26のソー
ス側一括接続点31はハイインピーダンス・の状態とな
る。第2図(ヲ)は上記接続点31の電位V14を示し
ている。つまりTCの間電位v2Vlが交番し、その時
間が入力データDnの下位(111N−Nビットの内容
に応じて定まるのである。ローパスフィルタ30はVl
4を平滑化出力する。
〔効果〕
本発明はNビットの入力データの上位側Lビットが変化
する程に大きな変化があった場合に、第1のD/A変換
回路を構成するデコーダの安定化までの期間、又はVl
、V2の安定するまでの期間Tmを短くすることができ
高速変換が可能となる。
する程に大きな変化があった場合に、第1のD/A変換
回路を構成するデコーダの安定化までの期間、又はVl
、V2の安定するまでの期間Tmを短くすることができ
高速変換が可能となる。
つますD/A変換器の出力をハイインピーダンス状態に
する期間を短くすることができ変換速度の早い場合に対
応できる。また変換速度が遅い場合は1回のサンプリン
グ期間(TC)中の出力をハイインピーダンスにする期
間(Tm )の割合を小さくすることができ精度の向上
を図ることができる。
する期間を短くすることができ変換速度の早い場合に対
応できる。また変換速度が遅い場合は1回のサンプリン
グ期間(TC)中の出力をハイインピーダンスにする期
間(Tm )の割合を小さくすることができ精度の向上
を図ることができる。
またデジタルデータの入力後一定時間Tmの経過後に第
2のD/A変換回路によるパルス幅変調動作を行うよう
にしているので、第1の変換回路中のデコーダ11.1
2の安定化までに生ずるグリッチを防止することができ
る等、本発明は優れた効果を奏する。
2のD/A変換回路によるパルス幅変調動作を行うよう
にしているので、第1の変換回路中のデコーダ11.1
2の安定化までに生ずるグリッチを防止することができ
る等、本発明は優れた効果を奏する。
第1図は本発明に係るD/A変換器のブロック図、第2
図はその動作説明のためのタイムチャート、第3図、第
4図は従来公知のD/A変換器のブロック図、第5図は
先願のD/A変換器のブロック図である。 1・・・第1のD/A変換回路 2・・・第2のD/A
変換回路 11・・・Mビットデコーダ 12・・・L
ビットデコーダ 13・・・分圧回路 14・・・スイ
ッチ回路 21・・・一致回路 22・・・発振回路
23・・・カウンタ 24・・・R−Sフリツプフロツ
プ 25.26・・・スイッチングトランジスタ 27
・・・制御回路 28.29・・・ANDゲー) 3
0・・・ローパスフィルタ 特 許 出願人 三洋電機株式会社 代理人 弁理士 河 野 登 夫 c 第 2 図
図はその動作説明のためのタイムチャート、第3図、第
4図は従来公知のD/A変換器のブロック図、第5図は
先願のD/A変換器のブロック図である。 1・・・第1のD/A変換回路 2・・・第2のD/A
変換回路 11・・・Mビットデコーダ 12・・・L
ビットデコーダ 13・・・分圧回路 14・・・スイ
ッチ回路 21・・・一致回路 22・・・発振回路
23・・・カウンタ 24・・・R−Sフリツプフロツ
プ 25.26・・・スイッチングトランジスタ 27
・・・制御回路 28.29・・・ANDゲー) 3
0・・・ローパスフィルタ 特 許 出願人 三洋電機株式会社 代理人 弁理士 河 野 登 夫 c 第 2 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、Nビットのディジタルデータの上位Mビットをデコ
ードする第1のデコード手段、前記Nビットのディジタ
ルデータの上位L(L<M)ビットをデコードする第2
のデコード手段、第1の基準電位と第2の基準電位との
間を2^M個の抵抗により分圧する手段、及び該分圧手
段から1回のD/A変換期間T_Cよりも短い2^N^
−^Mのクロック期間T_Pと、残余のクロック期間T
_C−T_Pより短い期間T_Lとは前記第1のデコー
ド手段の出力に応じた近接2電位を選択的に取出し、残
余のクロック期間(T_C−T_P−T_L)は前記第
1のデコード手段の出力に応じた前記近接2電位と、前
記第2のデコード手段の出力に応じた近接2電位とを合
成して取出す手段を備えた第1のD/A変換回路と、 下位(N−M)ビットのデータのために設 けられ、2^N^−^Mのカウンタ、該カウンタの計数
内容に基づいて、前記期間T_PのうちN−Mビットの
データにて定まる期間は第1の D/A変換回路にて取出された2電位のうちの一方を、
また残余の期間は他方の電位を選択する手段、選択され
た電位を合成して出力する出力手段、及び残余の期間T
_C−T_Pには前記2電位のいずれも選択せず前記出
力手段をハイインピーダンス状態にする手段を備えた第
2のD/A変換回路と を具備することを特徴とするD/A変換器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26178285A JPS62120725A (ja) | 1985-11-20 | 1985-11-20 | D/a変換器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26178285A JPS62120725A (ja) | 1985-11-20 | 1985-11-20 | D/a変換器 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62120725A true JPS62120725A (ja) | 1987-06-02 |
JPH0375100B2 JPH0375100B2 (ja) | 1991-11-29 |
Family
ID=17366625
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP26178285A Granted JPS62120725A (ja) | 1985-11-20 | 1985-11-20 | D/a変換器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS62120725A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
USRE40053E1 (en) | 2000-01-31 | 2008-02-12 | Fujitsu Limited | Delay circuit having delay time adjustable by current |
-
1985
- 1985-11-20 JP JP26178285A patent/JPS62120725A/ja active Granted
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
USRE40053E1 (en) | 2000-01-31 | 2008-02-12 | Fujitsu Limited | Delay circuit having delay time adjustable by current |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0375100B2 (ja) | 1991-11-29 |
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