JPS63228823A - デイジタル・アナログ変換器 - Google Patents

デイジタル・アナログ変換器

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JPS63228823A
JPS63228823A JP6346787A JP6346787A JPS63228823A JP S63228823 A JPS63228823 A JP S63228823A JP 6346787 A JP6346787 A JP 6346787A JP 6346787 A JP6346787 A JP 6346787A JP S63228823 A JPS63228823 A JP S63228823A
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JP
Japan
Prior art keywords
switched capacitor
capacitor
circuit
switch
operational amplifier
Prior art date
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Pending
Application number
JP6346787A
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English (en)
Inventor
Toshio Suzuki
敏夫 鈴木
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
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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】 炎五又1 本発明はディジタル・アナログ(D/A)変換器に関し
、特にスイッチドキャパシタ回路を用いた(D/A)変
換器に関するものである。
!l盈I 従来、複数のディジタルデータに対して加算や減痺等の
演算処理を施しその演算結果をD/A変換する必要があ
る場合には、複数のディジタルデータを演算処理する演
算部と、この演算部からの演算結果をD/A変換するD
/A変換部と、さらにはこれ等各部の動作をfill 
allするfi11M11部とが必要である。
すなわち、演口部とD/A変換部とは完全に機能が独立
しており、演算部は周知のディジタル演算回路により構
成され、制御部の指示によって入力されたディジタルデ
ータを演算モード指示に応じて演算処理し、その結果と
してのディジタルデータを出力する機能を有するもので
ある。D/A変換部は当該演算部からの出力データを入
力としてこれをアナログ信号化して出力する機能を有す
るものである。
この様に、従来技術においては、演算機能とD/A変換
機能とが互いに独立しているので回路要素が多くなり、
また演算データ数が多くあって演算の組合せが各周期毎
に変化する様な用途にあっては、演算部の制御が繁雑と
なると共に、必要な演弾動作周波数がD/A変換サイク
ルに比べて大となるという欠点がある。
発明の目的 本発明は上記従来のものの欠点を除去すべくなされたも
のであって、その目的とするところは、演算鍬能とD/
A変換機能とを同時に達成可能として回路構成を簡素化
すると共に、回路の動作速度を高めたD/A変換器を提
供することにある。
1豆立且1 本発明によるD/A変換器は、非反転入力が接地された
演算増幅器と、この演算増幅器の入出方間に接続された
固定容量と、この固定客りと同一容量値を有し一端が接
地されたコンデンサ及びこのコンデンサの他端を前記演
算増幅器の出力と反転入力との一方に接続するスイッチ
からなる第1のスイッチドキャパシタ回路と、夫々が重
み付けされた複数のコンデンサが選択自在とされてこれ
等選択されたコンデンサの並列合成容量値が可変自在と
された容量アレイ及びこの容量アレイの一端を前記演算
増幅器の反転入力と接地端との一方に接続するスイッチ
、更には前記容量アレイの他端を所定基準電圧と接地電
位との一方に接続するスイッチからなる第2のスイッチ
ドキャパシタ回路と、前記第2のスイッチドキャパシタ
回路と同一構成の第3のスイッチドキャパシタ回路と、
前記第2及び第3のスイッチドキャパシタ回路の容量ア
レイを演算ずべき第1及び第2のディジタルデータに夫
々応じて選択して各並列容昌値を選定し、演算モードに
応じて前記各スイッチドキャパシタ回路の夫々のスイッ
チの切替えタイミングを&1160すると共に、前記デ
ィジタルデータに対して予め設定された演算係数に応じ
て前記所定基準電圧を設定v1111するa11制御回
路とを含むことを特徴とし−Cいる。
実施例 以下に図面を用いて本発明の詳細な説明する。
第1図は本発明の一実施例のブロック図である。
図において、非反転入力が接地端子に接続された演算増
幅器50が設けられており、その出力端子1と反転入力
端子との間には固定客1101が接続されている。スイ
ッチ40と容量100とからなる第1のスイッチドキャ
パシタ回路が演算増幅器50の出力と反転入力との間に
設けられている。
夫々が重みづけされた複数の容量から構成された容量ア
レイ10,11と、これ等容量アレイの各両端に接続さ
れたスイッチ20.30及び21゜31とからなる2組
の第2及び第3のスイッチドキャパシタ回路が、基準電
圧発生器70と演算増幅器50の反転入力端子との間に
並列に設けられている。
制御回路60は各スイットキャパシタ回路の全てのスイ
ッチ20.21.30.31及び40の切替えタイミン
グを演算モード指示信号に応じて制御する。また、2組
のディジタルデータが入力されており、これ等ディジタ
ルデータの各組に対応したスイッチドキャパシタ回路の
古漬アレイ10及び11において、これ等対応ディジタ
ルデータに応じて容量選択されてコンデンサの並列合成
容量が可変自在となっている。
スイッチ20及び21の構成例が第2図に示されており
、容量アレイ10及び11の各1端を基準電位と接地電
位との一方に接続するようになっている。この接続切替
制御が制御回路60からの制御信号a及びbによりdさ
れる。
スイッチ30及び31の構成例が第3図に示されており
、容量アレイ10及び11の各他端を演算増幅器50の
反転入力と接地端子との一方に接続するようになってい
る。この接続切替制御が制御回路60からの制御信@C
及びdによりなされる。
スイッチ40の構成例が第4図に示されており、一端が
接地されたコンデンサー00の他端を演算増幅器50の
出力と反転入力との一方に接続するものである。この接
続切替制御が制御回路60からの制御信号e及びfによ
りなされる。
容量アレイ10及び11の具体例が第5図に示されてお
り、各容量アレイ10及び11は重みづけされた容量2
00,201,202,203と、これ等各容量各々に
対応して設けられた選択スイッチ300,301゜30
2.303とからなる。例えば、各容量値の比を2’ 
(1)、2  (2)、22 (4)、23 (8)と
すれば、各スイッチ300〜303の選択により合成容
量値を1,2,3.・・・・・・、13.14.15と
可変できる。従って、制御回路60に入力されたディジ
タルデータ(本例では、4ビツトとする)の各ビット内
容に応じて対応スイッチ300〜303をオンオフ制御
すれば、ディジタルデータに応じた合成容のが得られる
ことになる。
第6図は基準電圧発生器70の具体例を示す図であり、
電圧源■rとアース電位との間に抵抗400〜403が
直列に接続されている。これ等各直列接続抵抗400〜
403により電圧源Vrの電圧が分圧されて各分圧出力
Vr1. Vr2. Vr3及びVr4が、第2及び第
3のスイッチドキャパシタの基準電圧として選択的に用
いられる。この基準電圧の選択制御は制御回路60から
の制御により行われることになる。
かかる構成の回路において、D/A変換動作を大別する
と、逆相、正相、0の3つの動作モードがある。これ等
各々のモードを第7.8.9図を用いて夫々説明する。
それぞれの動作において、各スイッチは互いに重ならな
いタイミングでオン。
オフする様に制御されるものとし、第10図及び第11
図に各モードにおける各スイッチの動作タイミングを示
す。以下、各容量の電荷移動に注目して説明する。
まず、第7図により逆相モードについて説明する。第7
図における各スイッチ81 、82 、33の状態を時
刻nTの状態とすると(但し、■は第10図に示す如く
スイッチの動作周期を表わし、各周期はタイミング1及
び2からなる)各電荷Q1  (nT)、 C2(nT
)、 C3(nT)は下式%式% ここに、Qlは合成容量10若しくは11の電荷、C2
は固定容量101の電荷、C3は容量100の電荷を等
価的に示している。
時刻nTの直前の各電荷Ql  (11T−)、 C2
(nT−)、C3(nT−H,t、一時刻7FJ ハ各
スイッチが各々もう一方の端子に接続されているから次
式となる。
Ql (0丁−)−〇 C2(nT−)−C2VO((n−1)T)C3(nT
−)−03VO((n−1)T)故に、容ICI 、C
3から02へ転送される電荷ΔQは、次式で表わされる
ΔQ−01(nT−)−01(nT)+03(nT−)
 −03(nT) =02  (nT−) −02(n
T) よって、次式が得られる。
CI Vref  (nT) +C3VO((n−1)
 T)=02 VO((n−1)T)−C2VO(nT
)上式を7変換して次式を得る。
C1Vref  (Z)+C3VO(Z)Z”=02 
VO(Z)Z”−02VO(Z)ここで02.=03の
条件を与えると、VO(Z)−−(C1/C2)Vre
f  (Z)次に、第8図を用いて正相モードを同様に
説明すると、時刻nTでの各電荷は次式で与えられる。
Ql  (nT)=O C2(nT)−C2VO(nT) C3(nT>−0 時刻nTの直前の各電荷は Ql  (nT−) −−CI Vref  ((n−
1) T)C2(nT−) =02 VO((n−1)
 T)C3(nT−) −C3VO((n−1> T)
故に次式を得る。
−CI Vrel’  ((nl ) T) +C3V
O((n−1) T) −02VO((n−1) T)
 −C2VO(nT) 2変換をして次式となる。
−CI Vref (Z)Z−’+03 VO(Z)Z
−’=02 VO(Z)Z”−02VO(Z)ここで、
C2=03として次式が17られる。
VO(Z)= (CI /C2>(1/z)Vrcr(
Z) 以上の2モードの組合せを第9図で同様に解くと、 VO(Z)= ((CB /Z−CA )/C)Vre
f(Z) となる。上式で、CAは第1の容】アレイ10の並列合
成容四であり、逆相モード動作を行わせたものであり、
CBは第2の容量アレイ11の並U)合成容量であり、
正相モードの動作である。
ココテ、Vl  (Z)=aV(Z)、V2  (Z)
−bV (Z)とすれば、次式が得られる。
VO(Z)= ((bcB /Z−aCA )/C)V
(Z) 以上かられかる様に、加淳項は正相モードにて動作させ
、減算項は逆相モードにて動作させ、乗算係数a、bは
基Q=電圧発生器7oの基準電圧を選択し、容量CA及
びCBを容量アレイの容量選択により可変とすることに
より、係数を加味した加減算動作とD/A変換動作とが
同時に行えることが判る。
尚、“011モ一ド動作は第10.11図か、ら判る様
に、電荷転送がない様にされた制御モードであり、よっ
てこのモードはディジタルデータの入力が無いときに採
られるモードである。
本実施例では容ロアレイを4ビツトとしたので、Wfi
17L/イ10.11 ハ(2°) Co 〜(2’ 
−1)COまでの可変ができ、容@ 100.101を
共に24COとすれば、出力の正規化が図れる。ただし
、COは基本容量値とする。
乗算係数となる基準電圧の構成例は周知の抵抗分割法に
より4種の基準電圧を生成する様にしており、本構成例
では、 Vrl: Vr2: Vr3: Vr4−4 : 3 
: 2 : 1の乗算係数が選択可能となっている。
上記実施例においては、入力ディジタルデータを4ビツ
トとしているが、ビット数に制限はなく、このビット数
に対応して第5図に示した容量アレイの各容量及びスイ
ッチを増減すれば良い。また、容量アレイ10とスイッ
チ20.30とからなる第2のスイッチドキャパシタ回
路の他に、容量アレイ11と、スイッチ21.31とか
らなる第3のスイッチドキャパシタ回路を並列的に2組
設けた例を示しているが、3つ以上のディジタルデータ
の演算が必要な場合には、それに応じて3つ以上のスイ
ッチドキャパシタ回路を並列に付加すれば良いことは明
白である。
1且立ユ」 以上説明した様に、本発明によれば、ディジタルデータ
に応じて合成容量値を選択制御できる容量アレイスイッ
チドキャパシタ回路を複数組並列に設け、これ等スイッ
チドキャパシタ回路のスイッチ制御を外部からの演算モ
ードに応じて行うことにより、ディジタルデータの演算
とその演算結果のD/A変換が同一の動作シーケンスに
て行うことができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例のブロック図、第2図〜第6図
は第1図のブロックの各部の具体例を示す図、第7図は
第1図のブロックの逆相モード動作時の等価回路図、第
8図は第1図のブロックの正相モード動作時の等価回路
図、第9図は第1図のブロックの正逆相隔モードの組合
せ動作時の等価回路図、第10図及び第11図は各動作
モードのスイッチ切替タイミングを示す図である。 主要部分の符号の説明 10.11・・・・・・容聞アレイ 20. 21.30゜ 31.40・・・・・・スイッチ 50・・・・・・演算増幅器 60・・・・・・制御回路

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 非反転入力が接地された演算増幅器と、この演算増幅器
    の入出力間に接続された固定容量と、この固定容量と同
    一容量値を有し一端が接地されたコンデンサ及びこのコ
    ンデンサの他端を前記演算増幅器の出力と反転入力との
    一方に接続するスイッチからなる第1のスイッチドキャ
    パシタ回路と、夫々が重み付けされた複数のコンデンサ
    が選択自在とされてこれ等選択されたコンデンサの並列
    合成容量値が可変自在とされた容量アレイ及びこの容量
    アレイの一端を前記演算増幅器の反転入力と接地端との
    一方に接続するスイッチ、更には前記容量アレイの他端
    を所定基準電圧と接地電位との一方に接続するスイッチ
    からなる第2のスイッチドキャパシタ回路と、前記第2
    のスイッチドキャパシタ回路と同一構成の第3のスイッ
    チドキャパシタ回路と、前記第2及び第3のスイッチド
    キャパシタ回路の容量アレイを演算すべき第1及び第2
    のディジタルデータに夫々応じて選択して各並列容量値
    を選定し、演算モードに応じて前記各スイッチドキャパ
    シタ回路の夫々のスイッチの切替えタイミングを制御す
    ると共に、前記ディジタルデータに対して予め設定され
    た演算係数に応じて前記所定基準電圧を設定制御する制
    御回路とを含むことを特徴とするディジタル・アナログ
    変換器。
JP6346787A 1987-03-18 1987-03-18 デイジタル・アナログ変換器 Pending JPS63228823A (ja)

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JP6346787A JPS63228823A (ja) 1987-03-18 1987-03-18 デイジタル・アナログ変換器

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JPS63228823A true JPS63228823A (ja) 1988-09-22

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ID=13230071

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0420017A (ja) * 1990-05-14 1992-01-23 Matsushita Electric Ind Co Ltd 変調装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0420017A (ja) * 1990-05-14 1992-01-23 Matsushita Electric Ind Co Ltd 変調装置

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