JPS6294024A - C-r type digital/analog converter - Google Patents

C-r type digital/analog converter

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JPS6294024A
JPS6294024A JP23474885A JP23474885A JPS6294024A JP S6294024 A JPS6294024 A JP S6294024A JP 23474885 A JP23474885 A JP 23474885A JP 23474885 A JP23474885 A JP 23474885A JP S6294024 A JPS6294024 A JP S6294024A
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converter
type
output
capacitor
digital data
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JP23474885A
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Tetsuya Iida
哲也 飯田
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Toshiba Corp
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Toshiba Corp
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Abstract

PURPOSE:To attain D/A conversion with high accuracy by using a C array type D/A converter with less voltage dependency to apply D/A conversion to a high-order bit of digital input. CONSTITUTION:The data of a high-order bit of a digital data input is supplied to the C array type D/A converter 31, where the data is D/A-converted and a data of a low-order bit of the digital data is D/A-converted by an R type D/A converter 32, the output point of the R type D/A converter 32 and the output point of the C array type D/A converter 31 are coupled by capacitance coupling means 33 to extract a D/A conversion output from the output point of the C array type D/A converter 31. Each capacitor constituting the converter 31 is set to the same capacitance and the output of a decoder receiving a high- order bit digital data is fed to each capacitor so as to apply charge/discharge control.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は各種電子機器に用いられるD/A (デフタル
/アナログ)変換器に係り、特にコンデンサアレイと抵
抗群とを用いたC−R型D/A変換器に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a D/A (default/analog) converter used in various electronic devices, and particularly to a C-R type D/A converter using a capacitor array and a resistor group.

〔発明の技術的背景とその問題点〕[Technical background of the invention and its problems]

D/A変換器の回路形式として、(a)抵抗網を用いた
R− 2Rラダー回路、(b)抵抗ストリングを用イタ
ツIJ−W回路、(e)コンデンサアレイを用いたCア
レイ型回路、(d)2組のコンデンサアレイを結合した
C−C型回路、(s)Cアレイ型回路とツリー型回路と
を組み合わせたC−R型回路などが知られている。
The circuit format of the D/A converter is (a) an R-2R ladder circuit using a resistor network, (b) an IJ-W circuit using a resistor string, (e) a C array type circuit using a capacitor array, (d) A C-C type circuit that combines two sets of capacitor arrays, and (s) a C-R type circuit that combines a C array type circuit and a tree type circuit.

上記(a)のR−2Rラダー回路は、MOSプロセスで
実現する場合に、イオン注入抵抗を用いるとパyりr一
ト効果によυ抵抗値が変化するので、D/A変換精度が
悪く、取扱い可能なビット数が6ビット程度と小さい欠
点がある。また、拡散抵抗とかポリシリコン抵抗を用い
る場合には、その抵抗値が小さいのでデジタル入力によ
りスイッチ制御さね,ろスイッチ素子の抵抗を極端に小
さくしなければ旨い変換精度が得られない。しかし、上
記スイッチ素子の抵抗を極端に小さくすることは実現困
難であり、高い精度を得ることが難かしい。
When the R-2R ladder circuit in (a) above is realized using a MOS process, if an ion implanted resistor is used, the resistance value changes due to the piezoelectric effect, resulting in poor D/A conversion accuracy. , the disadvantage is that the number of bits that can be handled is small, about 6 bits. Furthermore, when a diffused resistor or a polysilicon resistor is used, since the resistance value thereof is small, the switch must be controlled by digital input, and good conversion accuracy cannot be obtained unless the resistance of the switch element is made extremely small. However, it is difficult to extremely reduce the resistance of the switch element, and it is difficult to achieve high accuracy.

また、前記(b)のツリー型回路は、取扱うビット数が
nの場合にm=2T′個の抵抗が必要であり、MOS 
LSI化に際して、ビット数が多い場合にはチップ占有
面積が非常に大きくなり、製造コストが高くなる。
Furthermore, the tree-type circuit in (b) requires m=2T' resistors when the number of bits handled is n, and the MOS
When converting into an LSI, if the number of bits is large, the area occupied by the chip becomes very large, and the manufacturing cost becomes high.

また、前記(c)のCアレイ型回路は、MOS LSI
化した場合(コンデンサは電圧依存性を持たないので精
度を上げることができる長所はあるが、最小容量値に限
度があるので順次重み付けされる上位ビットの容量値が
取扱うビットの増大につれて非常に大きくなり、チップ
占有面積が大きくなり、製造コストが高くなる。
Further, the C array type circuit in (c) above is a MOS LSI
(Capacitors have the advantage of increasing accuracy because they have no voltage dependence, but since there is a limit to the minimum capacitance value, the capacitance value of the upper bits that are sequentially weighted becomes very large as the number of bits handled increases.) This increases the area occupied by the chip and increases the manufacturing cost.

また、前記(d)のC−C型回路は、第7図(&)に示
すように容量値CのコンデンサC0にコンデンサアレイ
01〜Ctを接続し、コンデンサアレイC,〜Ctおよ
びC1〜cmの出力相互間に結合コンデンサCeを接続
している。ここで、81〜SLはデジタル入力の下位ビ
ットv1〜Vt用のコンデンサアレイ01〜Ct(容量
値はC〜2t−1・C)に対応して接続されたスイッチ
素子であシ、St++〜St+□はデジタル入力の上位
ビットV 〜v  用のコンデンサアレイC,〜Cエt
+1     t+m (容量値は0〜2m−1・C)に対応して接続されたス
イッチ素子であり、これらのスイッチ素子S,〜St+
□は各対応する入力ビツトv,〜vt+□の”1″,”
0″に応じて基準電圧vRffiF源、接地端GNDに
接続される。結合コンデンサCcかラ下位ビットのコン
デンサアレイを見た容量Ceffをコンデンサアレイの
最小容量値Cに整合させておけば、出力′電圧V。UT
は 2 L+ m ( Vk  :  1またはO) となシ、第7図(b)に示すように線形のD/A i換
特性が得られる。しかし、上記のよ)にCeffとCと
を整合させるには の如く、結合コンデンサC の容量値がコンデンサアレ
イの最小容量値の整数倍にならないため、その実現が困
難である。
In addition, in the C-C type circuit of (d) above, as shown in FIG. A coupling capacitor Ce is connected between the outputs of the two. Here, 81 to SL are switch elements connected corresponding to capacitor arrays 01 to Ct (capacitance values are C to 2t-1・C) for lower bits v1 to Vt of the digital input, St++ to St+ □ is the capacitor array C, ~C et for the upper bits V ~ v of the digital input.
+1 t+m (capacitance value is 0 to 2m-1・C), and these switch elements S, ~St+
□ is “1” of each corresponding input bit v, ~vt+□
0'', the reference voltage vRffiF source is connected to the ground terminal GND. If the coupling capacitor Cc or the capacitance Ceff looking at the capacitor array of the lower bit is matched to the minimum capacitance value C of the capacitor array, the output ' Voltage V.UT
is 2 L+m (Vk: 1 or O), and a linear D/A conversion characteristic is obtained as shown in FIG. 7(b). However, as described above, it is difficult to match Ceff and C because the capacitance value of the coupling capacitor C is not an integral multiple of the minimum capacitance value of the capacitor array.

また、前記(@)のC−R型回路は、第8図(a)に示
すようにCアレイ型回路とツリー型回路とを組み合わせ
接続している。ここで、スイッチ素子S,〜SM.は、
ツリー型回路における抵抗ストリングR,〜R.Aの各
一端とv,TEP直圧出力ノードとの間に各対応して接
続されており、上記抵抗ス) IJングR1〜RMは基
準電圧vREF源を接地漏GNDとの間に接続されてい
る。一方、スイッチ素子T1〜TNはCアレイ型回路に
おけるコンデンサアレイのコンデンサC1〜CNの各一
端を基準電圧vRoF源、GND、■!I?!:P出力
ノードのいずれかに切換接続するものである。これらの
スイッチ素子S、〜5M−4、T、〜TNはデジタル入
力に応じて第8図(b)に示すようにスイッチ制御され
ろものである。即ち、スイッチ素子S、〜5M−1はデ
ジタル入力の下位ビットが大きくなるにつれて択一的に
導通するように制御され、スイッチ素子T、〜TNはデ
ジタル入力の上位ビットが大きくなるにつれて屯みの小
さいビットに対応するスイッチ素子T1から重みが最大
のビットに対応するスイッチ素子THに向って順次導通
するように制御される。また、スイッチ素子V、はCア
レイ型回路のV。UT出力点とGNDとの間に接続され
、D/A変換動作開始前に一時的に導通するように制御
される。
Further, the C-R type circuit (@) is a combination of a C array type circuit and a tree type circuit connected together as shown in FIG. 8(a). Here, switch elements S, to SM. teeth,
Resistor strings R, ~R. in a tree-type circuit. The resistors R1 to RM are connected between the reference voltage vREF source and the ground leakage GND. There is. On the other hand, the switching elements T1 to TN connect one end of each of the capacitors C1 to CN of the capacitor array in the C array type circuit to the reference voltage vRoF source, GND, ! I? ! :P is to be switched and connected to any of the output nodes. These switch elements S, ~5M-4, T, and ~TN are switch-controlled as shown in FIG. 8(b) in response to digital inputs. That is, the switch elements S, ~5M-1 are controlled to selectively conduct as the lower bit of the digital input becomes larger, and the switch elements T, ~TN become more conductive as the higher bit of the digital input becomes larger. Control is performed so that the switching element T1 corresponding to the smaller bit becomes conductive in order from the switching element T1 corresponding to the bit having the largest weight to the switching element TH corresponding to the bit having the largest weight. Further, the switch element V is V of a C array type circuit. It is connected between the UT output point and GND, and is controlled to be temporarily conductive before starting the D/A conversion operation.

したがって、いまスイッチ素子81〜5M−1のうちの
5j(1≦j≦M−1)が導通したときのVs、8Pt
圧は 4           ・・・・・・(3)vsrx
p ” li;i vazy と表わされる。このとき、スイッチ素子T、〜TNのう
ちT1〜Tt、−4がVREF電源て接続され、TLが
vSTEP出力ノードに接続され、Tt+1〜TNがG
NDに接続されているものとすれば、容量アレイC1〜
CNの出力電圧V。tlアはである。ここで、C8−2
・co  に設定されている、つま)容量アレイC7〜
CNの容量値に2進数の重み付けがなされているものと
すれば、1=1 となる。ところで、 であるから となり、上式(7)は第S図(b)に示すような非線形
のD/A変換特性を表わしている。しかし、このような
非線形特性は、特殊な用途、たとえばPCM伝送端局装
置におけるPCM符号器、復号器(C0DEC)等に用
いられるものであり、線形のD/A変換特性を必要とす
る場合には第8図(a)に示したよりなC−R型回路は
使用できない。
Therefore, when 5j (1≦j≦M-1) of the switching elements 81 to 5M-1 is now conductive, Vs, 8Pt
The pressure is 4... (3) vsrx
At this time, T1 to Tt, -4 of the switching elements T, to TN are connected to the VREF power supply, TL is connected to the vSTEP output node, and Tt+1 to TN are connected to the G
If connected to ND, capacitor array C1~
CN output voltage V. tlA is. Here, C8-2
・The capacitor array C7 which is set to co
Assuming that the capacitance value of CN is binary weighted, 1=1. By the way, the above equation (7) expresses the nonlinear D/A conversion characteristic as shown in FIG. S (b). However, such nonlinear characteristics are used for special purposes, such as PCM encoders and decoders (C0DEC) in PCM transmission terminal equipment, and are not applicable when linear D/A conversion characteristics are required. In this case, the more C-R type circuit shown in FIG. 8(a) cannot be used.

上記のような欠点を除去して高精度のD/A変換特性が
得られ、しかも小型化および低価格化が可能でMO8L
SI化に好適なC−R型D/A変換器が、本出願人によ
る特願昭58−379t1号に提案されている。しかし
、このD/A変換器においても、出力レベルの単調増加
性、およびコンデンサの製造ばらつきによる変換出力の
誤差については改良の余地がある。
MO8L eliminates the above-mentioned drawbacks, provides high-precision D/A conversion characteristics, and can be made smaller and cheaper.
A C-R type D/A converter suitable for SI has been proposed in Japanese Patent Application No. 1983-379t1 by the present applicant. However, even in this D/A converter, there is room for improvement regarding monotonically increasing output levels and errors in converted outputs due to manufacturing variations in capacitors.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明は上記のような事情に鑑みてなされたもので、そ
の目的とするところは、出力レベルの単調増加性が高い
とともに変換出力の誤差が小さく、高精度のD/A変換
特性が得られ、MO8LSI化に好適なC−R型D/A
変換器を提供することである。
The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and its purpose is to achieve high monotonous increase in output level, small error in conversion output, and high-precision D/A conversion characteristics. , C-R type D/A suitable for MO8LSI
The purpose of the present invention is to provide a converter.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

すなわち、本発明のC−R型D/A変換器は、デジタル
データ入力の上位ビットのデータをCアレイ型D/A変
換器によりD/A変換し、上記rヅタルf−夕の下位ビ
ットのデータをR型り/A q換器によりD/A f換
し、上記R型D/A変換器の出力点と前記Cアレイ型D
/A変換器の出力点とを容量結合し、Cアレイ型り/A
 変換器の出力点からD/A変換出力を取り出すように
したもので、上記Cアレイ型D/A変換器を構成する各
コンデンサを同一の容量値に設定し、これら各コンデン
サに、上位ビットのデジタルデータが入力されるデコー
ダの出力全供給して充放電制御している。
That is, the C-R type D/A converter of the present invention converts the upper bit data of the digital data input into a D/A converter using the C array type D/A converter, and converts the lower bit data of the digital data input into a D/A converter. The data is converted into D/A f by an R type/Aq converter, and the output point of the R type D/A converter and the C array type D
/A converter output point is capacitively coupled, C array type /A
The D/A conversion output is taken out from the output point of the converter, and each capacitor making up the above C array type D/A converter is set to the same capacitance value, and the upper bit of the upper bit is connected to each capacitor. Charging and discharging is controlled by supplying the full output of the decoder that receives digital data.

従って、上記C−R型D/A変換器によれば。Therefore, according to the above C-R type D/A converter.

MOS LSI化した場合に、電圧依存性の小さいCア
レイ型D/A変換器によシデジタル入力の上位ビットの
データがD/A変換されるので精度の高いD/A変換が
可能になる。また、上記Cアレイ型D/A変換器は、N
ビットのD/A変換を行なう場合、同一の容量値を有す
る2個のコンデンサから構成されるため単調増加性が保
証され、各コンデンサの製造時における容量値のばらつ
きも、各コンデンサ間で打ち消しあうため変換出力の誤
差も小さい。
When implemented as a MOS LSI, the high-order bit data of the digital input is D/A converted by a C array type D/A converter with low voltage dependence, making it possible to perform highly accurate D/A conversion. Further, the above C array type D/A converter has N
When performing D/A conversion of bits, since it is composed of two capacitors with the same capacitance value, monotonous increase is guaranteed, and variations in capacitance value during the manufacturing of each capacitor are canceled out between each capacitor. Therefore, the error in the conversion output is also small.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

以下1図面を参照して本発明の詳細な説明する。 The present invention will be described in detail below with reference to one drawing.

第1図は本発明の基本構成を示しており、31はプ′ジ
タルデータ入力の上位ビットのデータf D/A変換す
るためのCアレイ型D/A変換器、32は上記デジタル
データ入力の下位ビットのデータをD/A変換するため
のR型(R−2Rラダー型もしくは抵抗ストリング型)
 D/A変換器、33は上記R型D/A変換器32の出
力をCアレイ型り/A変換53ノの出力に重畳さぜるた
めの容量給合手段で、ろり、Cアレイ型D/A変換器3
ノからアナログ出力電圧V。UTをイυるようにしてい
る。
FIG. 1 shows the basic configuration of the present invention, where 31 is a C array type D/A converter for D/A converting the upper bit data f of the digital data input, and 32 is a C array type D/A converter for D/A converting the upper bit data f of the digital data input. R type (R-2R ladder type or resistor string type) for D/A conversion of lower bit data
The D/A converter 33 is a capacitor supply means for superimposing the output of the R type D/A converter 32 on the output of the C array type/A converter 53; /A converter 3
Analog output voltage V from . I try to make UT good.

次に、本発明の一実施例を詳細に説明する。Next, one embodiment of the present invention will be described in detail.

第2図において、3ノはNビットのCアレイ型D/A変
換器で、このD/A変換器31は同一の容量値を有する
2N41i (Nは上位ビットのビット数)のコンデン
サC,C,・・・から成る。上記コンデンサC,C,・
・・の一方の電極は共通接続され。
In Fig. 2, No. 3 is an N-bit C array type D/A converter, and this D/A converter 31 has capacitors C and C of 2N41i (N is the number of upper bits) having the same capacitance value. Consists of ,... Above capacitor C, C,・
One electrode of ... is commonly connected.

他方の電極にはデジタルデータDAIn(上位ピノ)D
、、D2.・・・DN)が供給きれるデコーダ34の出
力0. 、02.・・・02□が供給される。上記デコ
ーダ34は、第3図(a) 、 (b)に示すよ’> 
ttC、バイナリコード入力り、 、 D2.・・・、
DNをデコードして出力O1,0□、・・・、0□8−
1全得るもので、飼えば、入力り、 、 D2.・・・
l DNが全てOnの場合の出力01,0□、・・・”
 2N−1は全て′″O″、人力1)、 、 D2.・
・・、DNがro、o、・・・、1」の場合の出力01
,0□、・・・” 2N−1はro、o、・・・、1」
、Dl、 D2.・・・DNがro、o、・・・、1.
OJの場合の出力o  、o  、・・・、0□、はr
o、o 、・・・。
The other electrode has digital data DAIn (upper pin) D.
,,D2. ...DN) of the decoder 34 that can supply the output 0. , 02. ...02□ is supplied. The decoder 34 is shown in FIGS. 3(a) and 3(b).
ttC, binary code input, D2. ...,
Decode DN and output O1, 0□, ..., 0□8-
1. If you get everything, you can input it, D2. ...
l Output when all DNs are on: 01, 0□,...”
2N-1 is all ``O'', human power 1), , D2.・
..., DN is ro, o, ..., 1", output 01
,0□,..." 2N-1 is ro, o,...,1"
, Dl, D2. ...DN is ro, o, ..., 1.
In the case of OJ, the output o , o , ..., 0□, is r
o, o,...

1.1」、D、 、 D2.・・・、DNがro、o、
・・・。
1.1'', D, , D2. ..., DN is ro, o,
....

1.1」の場合の出力O9,0□、・・・、O□N−1
はro、o、・・・、1,1.IJとなる。これを演算
記号で表わすと次に示すようになる。
1.1" output O9, 0□,..., O□N-1
is ro, o, ..., 1, 1. Becomes I.J. This can be expressed using arithmetic symbols as shown below.

02N−+ = DN +DN−1+ DN−2+DN
づ+・・・+D。
02N-+ = DN +DN-1+ DN-2+DN
zu+...+D.

O□N−2=   DN−++DN−2+DN−3+・
・・+D1O□N−5= DN ” DN−1+ DN
−2+D?J−s+・・・十〇。
O□N-2= DN-++DN-2+DN-3+・
・・+D1O□N-5=DN ” DN-1+ DN
-2+D? J-s+...10.

2N−4DH−2+DN−s+・・・+D1O□N−5
= (DN+ D、、 ) X DN、 + DN、十
・・・十り。
2N-4DH-2+DN-s+...+D1O□N-5
= (DN+D,,) X DN, + DN, ten... ten.

0゜N−6=   DN−、x DN、、 十DN−,
+・・・+D。
0°N-6= DN-, x DN,, 10 DN-,
+...+D.

0、、N、 =pNX DN、 X D、2+DN、 
+−+D。
0,,N, =pNX DN, X D, 2+DN,
+-+D.

2N−8DN−s+・・・十〇。2N-8DN-s+...10.

01=DNXDN、XDN、XDN、X・・・×D。01=DNXDN, XDN, XDN, X...×D.

すなわち、デジタルデータは2進コードであり、デコー
ダ34の出力0.(1≦l≦2N−1)のうち、′11
′になるデコーダ出力の数は2進コードで表わされる数
に等しい。ゆえに、′1″となるデコーダ出力数X1は
次式(8)で表わされる。
That is, the digital data is a binary code, and the output of the decoder 34 is 0. Of (1≦l≦2N-1), '11
The number of decoder outputs that become ' is equal to the number represented by the binary code. Therefore, the number of decoder outputs X1 that is '1' is expressed by the following equation (8).

Xl−Σ21−1・D、、や、      ・・・(8
)1=1 ところで、Cアレイ型D/A変換器3ノの出力は、“1
″となるデコーダ出力数に比例するため、たとえこのC
アレイ型D/A変換器3ノを構成する各コンデンサC,
C,・・・の容fIk値にばらつきがあっても、出力レ
ベルの単調増加性が保たれる。
Xl-Σ21-1・D...(8
)1=1 By the way, the output of C array type D/A converter 3 is “1
Since it is proportional to the number of decoder outputs, even if this C
Each capacitor C constituting the array type D/A converter 3,
Even if there are variations in the fIk values of C, . . . , the monotonically increasing property of the output level is maintained.

一方、32はMビットのR型D/A変換器で、このD/
A f換器32は電源vDDと接地点GND間に直列接
続され同一の抵抗値を有する抵抗R1R2・・・、およ
びこれら抵抗R,R,・・・の各接続点と容量給合手段
としてのコンデンサCの一方の電極との間に接続された
スイッチsw 、 sw 。
On the other hand, 32 is an M-bit R type D/A converter;
The A f converter 32 is connected in series between the power supply vDD and the ground point GND, and has resistors R1R2... having the same resistance value, and connecting points of these resistors R, R,... as a capacitance supply means. Switches sw and sw connected between one electrode of the capacitor C.

・・・とから成る。上記コンデンサCの容量値は、前記
Cアレイ型D/A変換器31を構成する各コンデンサC
,C,・・・に等しく、コンデンサCの他方の電極は、
上記コンデンサC,C,・・・の−方の電極にそれぞれ
接続される。上記スイッチsw 、 sw 、・・・は
それぞれ、デシタルデータDAI。
It consists of... The capacitance value of the capacitor C is as follows:
,C,..., and the other electrode of the capacitor C is
These are connected to the negative electrodes of the capacitors C, C, . . . , respectively. The above switches sw, sw, . . . each have digital data DAI.

(下位ビットDN+1.・・・l DN−1−M )が
供給されるデコーダ35の出力01′、・・・0□、′
が供給される。上記デコーダ35は、デシタルデータD
AInのうち下位ピッ) DN+11・・・、DN+1
をデコードし、その下位ビットのデジタルデータで表わ
されるデコーダ出力0.’  (1≦i≦2M)のみ”
1”とする。従って、R型D/A変換器32の出力は次
式(9)に比例する。
Outputs 01',...0□,' of the decoder 35 to which (lower bits DN+1...l DN-1-M) are supplied
is supplied. The decoder 35 receives digital data D.
Lower pi of AIn) DN+11..., DN+1
is decoded, and the decoder output 0. is represented by the digital data of the lower bits. ' (1≦i≦2M) only''
1''. Therefore, the output of the R-type D/A converter 32 is proportional to the following equation (9).

2 ’−” DN+M− (、Σ   i+1 ’)72M    ・・・(9)
l冨1 上記R型D/A変換器32の出力は、結合コンデンサC
によシCアレイ型り△変換器31の出力に重畳されるた
め、Cアレイ型D/A変換器31に対しての重みが17
2Nとなる。従って、この回路のD/A変換出力DAO
utは、次式α1で示すようになる。
2'-" DN+M- (,Σ i+1')72M...(9)
The output of the R-type D/A converter 32 is connected to the coupling capacitor C
Since it is superimposed on the output of the C array type Δ converter 31, the weight for the C array type D/A converter 31 is 17.
It becomes 2N. Therefore, the D/A conversion output DAO of this circuit
ut is expressed by the following formula α1.

今、前記第2図の回路における変換出力の最大値を′1
”とすれば、Cアレイ型D/A変換器3ノの出力0ut
lは次式αめで示すようになる。
Now, the maximum value of the conversion output in the circuit shown in FIG.
”, the output of C array type D/A converter 3 is 0ut.
l is expressed by the following formula α.

1だ、R型D/A変換器32の出力0ut2は、となる
が、結合コンデンサCeによυ上記C7レイ型I)/A
変換器3ノの出力に重畳されるため、回路全体のD/A
変換出力DAOutから見ると1//2Nとなる。ゆえ
に、 ut2 DAOuj =Outl + − N となる。
1, the output 0ut2 of the R type D/A converter 32 becomes, but due to the coupling capacitor Ce, υC7 Ray type I)/A
Since it is superimposed on the output of converter 3, the D/A of the entire circuit
Viewed from the conversion output DAOut, it becomes 1//2N. Therefore, ut2 DAOuj = Outl + − N.

なお、第2図において、3ON’iインビーグンスコン
バータである。また、スイッチU5. U2は、D/A
変換が行なわれた後コンデンサを放電するために必要で
ある。
In addition, in FIG. 2, it is a 3ON'i inbegence converter. In addition, switch U5. U2 is D/A
Necessary to discharge the capacitor after the conversion has taken place.

第4図は、上記デコーダ34の構成例を示すもので、(
a)図は回路構成図、(b)図〜(6)図はそれぞれ上
記(、l)図に示した記号を説明するための図である。
FIG. 4 shows an example of the configuration of the decoder 34.
Figure a) is a circuit configuration diagram, and Figures (b) to (6) are diagrams for explaining the symbols shown in Figures (, l), respectively.

デジタルデ〜りの上位ピッ) D、 (最下位ビットM
SB )〜DN(最上位ビットLSB )は、相補型に
構成された論理設定用のMOS トランジスタ群36の
各ダートに選択的に供給される。
Upper bit of digital data) D, (Lowest bit M
SB) to DN (most significant bit LSB) are selectively supplied to each dart of a complementary logic setting MOS transistor group 36.

そして、上記MO8)ランノスタ群36によって所定の
論理が設定されて、インバータ回路37゜37.37.
・・・を介して出力信号02N−1” 2N−2’ON
 、・・・を得るようになっている。この入力と出力と
の関係は、前記第3図(b)に示したものとなる。
Then, a predetermined logic is set by the MO8) runnostar group 36, and the inverter circuit 37°37.37.
Output signal 02N-1"2N-2'ON via...
,... is now obtained. The relationship between this input and output is as shown in FIG. 3(b).

第5図は、前記デコーダ、?4の他の構成例を説明する
ためのもので、この回路においては論理設定部を単一チ
ャネル(Nチャネル)型のMOSトランジスタ群38に
よって構成し、その動作をクロック信号φノ、φ2に同
期させでいる。第5図において、(a)図は回路構成図
、(b)図および(a)図はそれぞれ上記(a)図に示
した記号を説明するための図、(d)図はクロック信号
φ!とφ2との関係を示す図である。すなわち、デシタ
ルデータD、〜DNは、オア回路39,39゜39、・
・・の一方の入力端に供給され、このオア回路39.3
9.39.・・・の他方の入力端にはクロック信号φ1
が供給される。上記オア回路39.39,39.・・・
の出力は、論理設定用のMOS )ランジスタ#38の
各r−1こ供給される。一方、上記!のSトランジスフ
群38の一端にはそれぞれ、りaンク1g号φ2が供給
される。
FIG. 5 shows the decoder, ? This circuit is for explaining another configuration example of 4. In this circuit, the logic setting section is configured by a single channel (N channel) type MOS transistor group 38, and its operation is synchronized with the clock signals φ and φ2. I'm letting you go. In FIG. 5, (a) is a circuit configuration diagram, (b) and (a) are diagrams for explaining the symbols shown in (a), respectively, and (d) is a clock signal φ! It is a figure showing the relationship between and φ2. In other words, the digital data D, ~DN are input to the OR circuits 39, 39°39, .
... is supplied to one input terminal of this OR circuit 39.3
9.39. The clock signal φ1 is connected to the other input terminal of
is supplied. The above OR circuit 39. 39, 39. ...
The outputs are supplied to each r-1 of logic setting MOS transistors #38. On the other hand, above! A link No. 1g φ2 is supplied to one end of the S transistor group 38, respectively.

筐た。上記MOS )ランジスタ群38の地均には、ノ
ア回路40,40,40.・・・の一方の入力部が接続
されるとともに、クロック1g号φlの反転信号j勺1
で導通制御されるPチャネル型のMOS トランジスタ
41,41,41.・・・を介シて電源vDDが接続さ
れる。上記ノア回路40゜4θ、40.・・・の他方の
入力端には、クロック信号φノが供給される。そして、
ノア回路40゜4θ、40.・・・から出力o2N、 
、 o□N−2、o□1゜・・・、01を得る。ここで
、デジタルデータD、〜D の入力と出力0  .0 
 .0   ・・・、0.とN2N−12N−22N−
5’ の関係は、前記第3図(b)に示したようになる。
It was a cabinet. The NOR circuits 40, 40, 40 . ... is connected, and an inverted signal of the clock 1g φl is connected
P-channel type MOS transistors 41, 41, 41 . A power supply vDD is connected via... The above NOR circuit 40°4θ, 40. A clock signal φ is supplied to the other input terminal of the . and,
NOR circuit 40°4θ, 40. ...output o2N,
, o□N-2, o□1°..., 01 are obtained. Here, the input of digital data D, ~D and the output 0. 0
.. 0...,0. and N2N-12N-22N-
5' is as shown in FIG. 3(b).

なお、前記第2図におけるデコーダ35も前記第+mあ
るいは第り図の回路と基本的には同一構成とすれば良い
Incidentally, the decoder 35 in FIG. 2 may also have basically the same configuration as the +mth or -th circuit shown in FIG.

このような構成によれば、Cアレイ型D/A変換器3ノ
を構成する各コンデンサC,C,・・・の容量値にばら
つきがあっても、出力レベルの単調増加性を保てる。ま
た、上記コンデンサC1C2・・・の容量値は同一なの
で、製造時にばらつきが生じても互いにそのばらつ@を
打ち消し合うため、高精度な出力が得られる。
According to such a configuration, even if there are variations in the capacitance values of the capacitors C, C, . Moreover, since the capacitance values of the capacitors C1C2, . . . are the same, even if variations occur during manufacturing, the variations are canceled out by each other, so that a highly accurate output can be obtained.

第6図は、この発明の他の実施例を示すもので、前記第
1図におけるR型り/A z換器32としてR−2Rラ
ダー抵抗回路網42を用いたものである。第6図におい
て、前記第2図と同−半14成部には同じ符号を付して
その説明は省略する。
FIG. 6 shows another embodiment of the present invention, in which an R-2R ladder resistor network 42 is used as the R type/Az converter 32 in FIG. In FIG. 6, the same components as those in FIG. 2 are given the same reference numerals, and their explanations will be omitted.

上記のような構成において、デジタルデータDAI、の
りち下位ビットのデータは、抵抗値が2Rの抵抗を介し
て結合用コンデンサCの一方の電極と接地点間に直列接
続された抵抗値がR1R2・・・、2Rの各抵抗接続点
に供給される。このような構成においても上記実施例と
同様な効果が得られるのはもちろんである。
In the above configuration, the digital data DAI, the data of the low-order bit, are connected in series between one electrode of the coupling capacitor C and the ground point via a resistor with a resistance value of 2R. . . , is supplied to each resistance connection point of 2R. Of course, even in such a configuration, the same effects as in the above embodiment can be obtained.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように本発明のC−R型D/A変換器によ
れば、出力レベルの単調増加性が高いとともに変換出力
の誤差が小さく、高精度のD/A変換特性が得られ、M
OS LSI化に好適であり、計測制御機器、カーエレ
クトロニクス機器、医療用エレクトロニクス機器、およ
び伝送通信機器等に広く使用することができる。
As explained above, according to the C-R type D/A converter of the present invention, the monotonically increasing output level is high, the error in the conversion output is small, and highly accurate D/A conversion characteristics can be obtained.
It is suitable for OS LSI and can be widely used in measurement control equipment, car electronics equipment, medical electronics equipment, transmission communication equipment, etc.

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

第1図は本発明に係るC−R型D/A変換器の基本構成
を示すブロック図、第2図は上記第1図のC−R型D/
A変換器の一実施例を示す回路図、第3図は上記第2図
の回路におけるデコーダの人力と出力との関係を説明す
るための図、第4図および第5図はそれぞれ上記第2図
の回路にお辷rるデコーダの具体例を説明するための図
、第6図は本発明の他の実施例を示す回路図、第7図は
従来のC−C型D/A変換器を説明するだめの図、第8
図は従来のC−R型D/A変換器を説明するだめの図で
ある。 3I・・・Cアレイ型D/A変換器、32・・・R型D
/A変換器、33・・・容量給合手段、34 、35・
・・デコーダ、DAIn・・・デジタルデータ、D入Q
ut0.・アナログ出力、C,C,・・・・・・コンデ
ンサ群。 出願人代理人 弁理士  鈴 江 武 彦(a) 第7図 <b) (a) 、、8 図
FIG. 1 is a block diagram showing the basic configuration of a C-R type D/A converter according to the present invention, and FIG.
A circuit diagram showing one embodiment of the A converter, FIG. 3 is a diagram for explaining the relationship between the decoder's human power and output in the circuit of FIG. 2 above, and FIGS. 6 is a circuit diagram showing another embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a conventional C-C type D/A converter. Diagram to explain, No. 8
The figure is a diagram for explaining a conventional C-R type D/A converter. 3I...C array type D/A converter, 32...R type D
/A converter, 33... Capacity supply means, 34, 35.
...Decoder, DAIn...Digital data, D input Q
ut0.・Analog output, C, C, ... Capacitor group. Applicant's agent Patent attorney Takehiko Suzue (a) Figure 7<b) (a) , 8 Figures

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)同一の容量値を有し一方の電極がそれぞれ共通接
続されるコンデンサ群、およびデジタルデータの上位ビ
ットのデータが入力され上記コンデンサ群を選択的に充
放電制御するデコーダとを有するCアレイ型D/A変換
器と、デジタルデータの下位ビットのデータが入力され
るR型D/A変換器と、このR型D/A変換器の出力点
と上記Cアレイ型D/A変換器の出力点との間に配設さ
れる容量結合手段とを具備し、上記Cアレイ型D/A変
換器の出力点からアナログ出力を得る如く構成したこと
を特徴とするC−R型D/A変換器。
(1) A C array that includes a group of capacitors that have the same capacitance value and have one electrode connected in common, and a decoder that receives upper bit data of digital data and selectively controls charging and discharging of the capacitor group. type D/A converter, an R type D/A converter into which the lower bit data of digital data is input, and an output point of this R type D/A converter and the C array type D/A converter. A C-R type D/A, comprising a capacitive coupling means disposed between the C-array type D/A converter and the output point, and configured to obtain an analog output from the output point of the C-array type D/A converter. converter.
(2)前記R型D/A変換器は、第1電位供給源と第2
電位供給源との間に直列接続される抵抗群と、これら抵
抗群の各接続点と前記容量給合手段との間にそれぞれ配
設されるスイッチ素子群と、デジタルデータの下位ビッ
トのデータが入力され上記スイッチ素子群を選択的にス
イッチング制御するデコーダとから成ることを特徴とす
る特許請求の範囲第1項記載のC−R型D/A変換器。
(2) The R-type D/A converter has a first potential supply source and a second potential supply source.
A group of resistors connected in series with a potential supply source, a group of switch elements respectively disposed between each connection point of these resistor groups and the capacitance supply means, and data of lower bits of digital data. 2. The C-R type D/A converter according to claim 1, further comprising a decoder which receives an input signal and selectively controls switching of said switch element group.
(3)前記R型D/A変換器は、デジタルデータの下位
ビットのデータが入力されるR−2Rラダー抵抗回路網
から成ることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の
C−R型D/A変換器。
(3) The C-R according to claim 1, wherein the R-type D/A converter is composed of an R-2R ladder resistor network into which data of lower bits of digital data is input. type D/A converter.
(4)前記デコーダは、デジタルデータとして2進コー
ドで表わされた数に等しい数の“1”レベルを出力する
ものであることを特徴とする特許請求の範囲第1項また
は第2項記載のC−R型D/A変換器。
(4) The decoder outputs a number of "1" levels equal to the number expressed in binary code as digital data, according to claim 1 or 2. C-R type D/A converter.
(5)前記容量結合手段は、前記Cアレイ型D/A変換
器のコンデンサ群の各々のコンデンサに等しい容量を有
するコンデンサから成ることを特徴とする特許請求の範
囲第1項記載のC−R型D/A変換器。
(5) The C-R according to claim 1, wherein the capacitive coupling means comprises a capacitor having a capacitance equal to that of each capacitor of the capacitor group of the C-array type D/A converter. type D/A converter.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017520172A (en) * 2014-05-27 2017-07-20 クゥアルコム・インコーポレイテッドQualcomm Incorporated Hybrid R-2R structure for segmented DAC with low glitch noise

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