JPS6231224A - デジタル−アナログ変換器 - Google Patents

デジタル−アナログ変換器

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JPS6231224A
JPS6231224A JP17060685A JP17060685A JPS6231224A JP S6231224 A JPS6231224 A JP S6231224A JP 17060685 A JP17060685 A JP 17060685A JP 17060685 A JP17060685 A JP 17060685A JP S6231224 A JPS6231224 A JP S6231224A
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JP
Japan
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resistance
string
switch
resistor
train
Prior art date
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Pending
Application number
JP17060685A
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English (en)
Inventor
Hisao Ogawa
小川 久夫
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
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Publication of JPS6231224A publication Critical patent/JPS6231224A/ja
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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〕 本発明はデジタル−アナログ変換器、特に、半導体集積
回路によシ構成され、高速動作に適する抵抗ストリング
方式のデジタル−アナログ変換器に関する。
〔従来の技術〕
近年、アナログ−デジタル変換、あるいはデジタル−ア
ナログ変換を利用する電子機器が増加している。従来、
通信機器等を中心とした多ビットで高精度の変換を行っ
ていた分野から、パーソナルコンピュータ、ゲーム機器
等を中心とする分野への拡大が進行しているもので、今
後、更に多岐の分野に広がるものと予想される。
従来、この種のデジタル−アナログ変換器として、抵抗
ス) IJソング式と呼ばれる形式のものがある。構成
が、比較的簡単であシ、単調性に優れているため、ビッ
ト数の少ないデジタル−アナログ変換を中心として多く
の分野に利用されている。
従来、用いられている抵抗ス) IJソング式のデジタ
ル−アナログ変換器につき、図面を用いて説明する。
第3図は、従来の抵抗ス) IJング方式のデジタル−
アナログ変換器を示すものであシ、この変換器は抵抗列
11と第一のスイッチ列12とで構成されている。抵抗
列11は、基準電位の与えられる電源端子13と接地電
位間に、複数個の抵抗体101.102,103,10
4,105,106,107が直列接続され、その接続
点111,112,113,114゜115.116.
H7より基準電圧を複数個に分割した出力電圧を取り出
すものである。スイッチ列12は、デジタル信号入力端
121,122,123,124゜125.126,1
27,128に与えられたデジタル入力信号に応じて、
抵抗列11の複数個の接続点111.112,113,
114,115,116,117の内1つを選択し、そ
の接続点と外部出力端14との結合を行なう。
従って、外部出力端子14には、所定のデジタル入力信
号に応じて、基準電圧と複数個の抵抗体101.102
,103,104,105,106,107の電位分割
とで決定される電位が現われる。
半導体集積回路装置中においては、抵抗列11は、通常
、多結晶シリコンあるいに拡散層等が利用され、又、ス
イッチ列12はMO8型電界効果トランジスタあるいは
バイポーラ型トランジスタが利用される。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上述した従来のデジタル−アナログ変換器では、その変
換に要する時間(以下セットリング時間と記す。)は、
主として、抵抗列11の抵抗値と、スイッチ列12のス
イッチ閉時の抵抗値と、外部出力端14に接続される負
荷容量(抵抗)、抵抗列11.スイッチ列12に付随す
る付随容量との時定数によシ決定される。従って、セラ
) 1777時間を短縮するためには抵抗列11の抵抗
値、スイッチ列12の抵抗値及びその付随容量値を低減
することが、必要となる。しかしながら、半導体集積回
路装置中では、抵抗列11の抵抗値及びスイッチ列12
の抵抗値を低減するためには、その素子寸法ケ大きくす
る必要があシ、これは同時に、その付随容量を増加する
ため、セットリング時間を容易に短縮することはできな
いという欠点がある。又、抵抗列11の抵抗値を低減す
ることは、同時に抵抗列11での消費電力を増加させる
ため、半導体集積回路装置の信頼性を保つ面より、おの
ずと限界を持つこととなる。
セットリング時間短縮のため、従来のデジタル−アナロ
グ変換器の素子接続点における電位変化を調べた結果、
以下のことが判明した。
第4図に示す如く、抵抗列11のスイッチ列12によシ
選択された接続点、例えば接続点113の電位413及
び非選択の接続点、例えば接続点111 、117の電
位411 .417Fi、時刻tl(又1dtz) に
おけるスイッチ列12の開閉動作に対応していったん下
降(又は上昇)し、次いで外部出力端14の電位44が
安定値に達すると共に直流定常値に戻るという変化をし
ている。この電位変化41.41’、41“、42 、
42’、 42”は閉となるスイッチが変更されるに際
し、変更直前には抵抗列11にのみ流れていた電流が、
選択されたスイッチを介して外部出力端14に接続され
る負荷容量を充電(又は放電)するよう、抵抗列側と負
荷側とに分流されるために必然的に起こる現象ではある
が、実際の電位変化は集中定数で考えた時定数回路から
想像される変化量以上のものであった。これは複数個の
抵抗体101,102,103゜104.105,10
6.107が半導体集積回路装置中に形成された抵抗体
であるため、容量成分を内在する分布定数回路として動
作しているためである。
従って、半導体集積回路装置中に形成された従来のデジ
タル−アナログ変換器では、電源端子13から供給され
る電流によシ、抵抗列11及びスイッチ列12の抵抗を
介して外部出力端14に接続される負荷容量、及び、抵
抗列IJに付随する分布容量の両者を直流定常値にまで
充電する時定数、あるいは、その充電した電荷を放電す
る時定数により、セットリング時間が決まることとなる
。言い換えれば、従来のデジタル−アナログ変換器では
そのセラ) 1777時間は、スイッチ列12の開閉動
作に要する時間に加え、抵抗列11の固有の時定数に起
因する遅延時間もその構成要素となっている。
本発明の目的は、従来のデジタル−アナログ変換器の抵
抗列11の固有の時定数に起因する遅延時間を減少させ
、その結果として、セットリング時間を短縮することに
ある。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明のデジタル−アナログ変換器は、第一の抵抗群を
直列に接続し基準電位を印加される第一の抵抗列と、第
二の抵抗群を直列に接続した第二の抵抗列と、デジタル
入力信号に応じて前記第一の抵抗群の接続点の1つを選
択しその接続点の電位を出力端に導出する第一のスイッ
チ列と、前記デジタル入力信号の変化時点ごとにこの直
前の所定時間だけ前記第二の抵抗列に基準電位を印加す
る手段と、前記所定時間内に前記第二の抵抗群の接続点
をそれとほぼ等電位の前記第一の抵抗列の接続点に接続
する手段とを具備することを特徴とする。
〔実施例〕
以下、本発明のデジタル−アナログ変換器につき、図面
を参照して詳細に説明する。第1図及び第2図は本発明
の抵抗ストリング方式のデジタル−アナログ変換器の実
施例につき、それぞれその構成及び動作のタイミングを
示すものである。
第1図の実施例の変換器は、抵抗列11.スイッチ列1
2、及び抵抗列15.スイッチ列16゜スイッチ17.
パルス発生器18によシ構成される。
抵抗列11は、基準電圧の与えられる電源端子13と接
地電位との間に複数個の抵抗体101 。
102.103,104,105,106,107が直
列接続されておシ、その接続点111,112,113
,114゜115.116.117よシ基準電圧を分圧
した出力電圧を取シ出すものである。
スイッチ列12H、デジタル信号入力端121゜122
.123,124,125,126,127,128に
与えられたデジタル入力信号に応じて抵抗列11の複数
個の接続点111,112,113,114,115,
116゜117の内の一つを選択し、その接続点と外部
出力端14との結合を行なう。
抵抗列15は抵抗列11と同様に複数個の抵抗体151
.152,153,154の直列接続によシ構成され、
基準電圧が与えられるtS端子13と接地電位との間に
挿入される。
抵抗列15の複数個の接続点161,162,163゜
164に発生する基準電圧の複数個の分圧電位は、抵抗
列11の複数個の接続点111,112,113゜11
4.115,116,117に発生する基準電圧の複数
個の分圧電位のそれぞれとほぼ同一となるように設定さ
れる。例えば、抵抗列11は2M個(M:整数)の同一
抵抗値FLlの抵抗体101,102゜103.104
,105,106,107によ)構成され、基準電圧を
VRBFとすると、抵抗列11の接続点111.112
,113,114,115,116,117 K発の時
、抵抗列15はM個の同−抵抗値比2の抵抗体151,
152,153,154によシ構成され、抵抗・ 列1
5の接続点161,162,163,164に発生列1
1の接続点112に発生する電位と、抵抗列15の接続
点161に発生する電位とは同一になる。又、同様に、
同一の電位を発生する接続点の組は(M−1)個存在す
ることも、明らかである。
尚、便宜上抵抗列11を2M個の同−抵抗値比lの抵抗
体の直列接続とし、抵抗列15’kM個の同−抵抗値比
2の抵抗体の直列接続として説明を行なったが、抵抗列
15の接続点161,162,163゜164に発生す
る分圧電位を抵抗列11の接続点111.112,11
3,114,115,116,117に発生する分圧電
位のいくつかとほぼ同一に、精度上からは±1L8B(
=士へ・VRBF )  程度以内にすることが必要な
ことであシ、必ずしも同一抵抗値の抵抗体を用いる必要
もなく、又、上述の個数比を用いる必要のないことも明
らかである。
スイッチ列16は抵抗列15を抵抗列11に並列接続す
るためのものであシ、はぼ同一の分圧電位を発生する抵
抗列15の接続点161 と抵抗列11の接続点112
を含む前述の(M−1)個の組の結合を行なう。
スイッチ17は、抵抗列15と接地電位との間(あるい
は、抵抗列15とt源端子13との間)に挿入され、抵
抗列15に供給される電流の遮断及び導通を行なう。
パルス発生器181tスイッチ列16及びスイッチ17
の開閉を行なうための制御パルスを発生するもので、デ
ジタル入力信号あるいは回路内の他の同期信号等により
パルスの発生を行なう。
次ニ、本実施例のデジタル−アナログ変換器につき、第
2図の動作タイミング図を用いてその動作を説明すん抵
抗列11及びスイッチ列12は複数個の接続点111,
112,113,114,115,116゜117よル
、デジタル入力信号21.21’に応じて選択された基
準電圧の分圧電位をスイッチ列12を介して外部出力端
14に導出する。
デジタル入力信号21.21’に応じてパルス発生器1
8よりそれぞれスイッチ列16及びスイッチ17を開閉
する制御パルス22.23が発せられる。この制御パル
ス22.23の発生には、例えばデジタル入力信号21
.21’を導入するため等に使用される同期信号24が
利用される。スイッチ17を閉じる制御パルス23は、
スイッチ列16を閉じる制御パルス22先行して与えら
れることが、外部出力端14における出力信号25の不
必要なゆらぎを発生しない為に、望ましい。又、同じ理
由で、スイッチ列16を閉じる制御パルス22は、スイ
ッチ列12に与えられるデジタル入力信号22.22’
の変更時に先行して与えられることが望ましい。
スイッチ列16及びスイッチ17が閉じることにより、
抵抗列15はスイッチ列16を介して抵抗列11に並列
接続される。従って、並列接続時にはストリング抵抗は
抵抗列1】の抵抗値と、抵抗列15との合成による抵抗
値を呈することとなり、前述の例では、抵抗列11のみ
の場合のストリング抵抗が2MR1となるのに対し、並
列接続時にはストリング抵抗は2M几t/M几2=2M
几l凡2/(2几1+82)に低減される。この結果、
定常状態におけるストリング抵抗を流れる直流電流は、
並列接続時には、VREF/2M几lから(■旺F/2
MRt ) + (VTLF、p/M几2)に増加する
こととなる0よって、スイッチ列12t−介して負荷に
供給される電流をlLとすれば、スイッチ列12の開閉
動作時におけるストリング抵抗中に流れる電流は並列接
続時には(■REF/ 2MR1)  I Lから(V
REF/2 MRI ) + (VREF/MR2) 
−IL K増加することとなシ、負荷側へ分流される電
流の比率を小さくすることができる。
従って、ス) IJソング抗を流れる電流値のスイッチ
列12の開閉動作時における変化を小さくし、接続点I
11.112,113,114,115,116,11
7における電位変化(第4図の41.41’、41“。
42.42’、42“に対応)を小さく抑えることがで
きる。この結果として、ストリング抵抗自身に起因する
遅延時間を短縮しかつ、セットリング時間の短縮が可能
となる。
スイッチ列16及びスイッチ17を閉じるための制御パ
ルス22.23のパルス@は最大限セットリング時間だ
けあればよいことは明白であるが、実質的には、接続端
111,112,113,114,115゜116、.
117における電位変化を小さく抑えることのみを目的
とするため、セットリング時間の1もあれは十分である
このパルス幅を不必要に長くすることは、従来例におけ
る抵抗列11の抵抗値を単純に小さくすることと同様に
消費電力の増加を招くこととなシ、又、ス) IJソン
グ抗が、抵抗列11と抵抗列15とスイッチ17との合
成により構成されるため、三者の直並列接続状態での精
度を考慮する必要を生じ、設計が困難となる。従って、
制御パルス22、23ノパルス幅は、セットリング時間
よυも短いものとし、制御パルス22.23によりスイ
ッチ列16及びスイッチ17を開いた後は、抵抗列11
の出力電位のみにより外部出力端14におけるアナログ
出力電位の決定、及び保持を行なう。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明は、アナログ出力電圧の変化
時のみ、ス) IJソング抗の値を一時的に小さくする
ことにより、セットリング時間を短縮できるという効果
がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例のブロック図、第2図は第1
図の動作を示すタイミング図、第3図は従来例のブロッ
ク図、第4図は第3図の動作を示すタイミング図である
。 11・・・・・・抵抗列、12・・・・・・スイッチ列
、13・・・・・・電源端子、14・・・・・・外部出
力端、15・・・・・・抵抗列、16・・・・・・スイ
ッチ列、17・・・・・・スイッチ、】8・・・・・・
パルス発生器、101,102,103,104 。 105.106,107,151,152,153,1
54・・・・・・抵抗体、111,112,113,1
14,115,116 。 117・・・・・・接続点、121,122,123,
124,125゜126.127,128・−・・・・
デジタル信号入力端、161゜162.163,164
・・・・・・接続点、21 、21’・・・・・・デジ
タル入力信号、22.23・・・・・・制御パルス、2
4・・・・−同期信号、25・・・・・・出力信号。 代理人 弁理士  内 原   晋  −〈 慾2囚 $4m

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 第一の抵抗群を直列に接続し基準電位を印加される第一
    の抵抗列と、第二の抵抗群を直列に接続した第二の抵抗
    列と、デジタル入力信号に応じて前記第一の抵抗群の接
    続点の1つを選択しその接続点の電位を出力端に導出す
    る第一のスイッチ列と、前記デジタル入力信号の変化時
    点ごとにこの直前の所定時間だけ前記第二の抵抗列に基
    準電位を印加する手段と、前記所定時間内に前記第二の
    抵抗群の接続点をそれとほぼ等電位の前記第一の抵抗列
    の接続点に接続する手段とを具備することを特徴とする
    デジタル−アナログ変換器。
JP17060685A 1985-08-01 1985-08-01 デジタル−アナログ変換器 Pending JPS6231224A (ja)

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JP17060685A JPS6231224A (ja) 1985-08-01 1985-08-01 デジタル−アナログ変換器

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JP17060685A JPS6231224A (ja) 1985-08-01 1985-08-01 デジタル−アナログ変換器

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JPS6231224A true JPS6231224A (ja) 1987-02-10

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0332245U (ja) * 1989-08-07 1991-03-28
JPH0332244U (ja) * 1989-08-07 1991-03-28
JPH0332243U (ja) * 1989-08-07 1991-03-28
JPH04123240U (ja) * 1991-04-12 1992-11-06 大同特殊鋼株式会社 精錬炉の傾動支持装置

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