JPS6326927B2 - - Google Patents
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- JPS6326927B2 JPS6326927B2 JP56108135A JP10813581A JPS6326927B2 JP S6326927 B2 JPS6326927 B2 JP S6326927B2 JP 56108135 A JP56108135 A JP 56108135A JP 10813581 A JP10813581 A JP 10813581A JP S6326927 B2 JPS6326927 B2 JP S6326927B2
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
- H03M1/00—Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
- H03M1/10—Calibration or testing
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
- H03M1/00—Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
- H03M1/66—Digital/analogue converters
- H03M1/74—Simultaneous conversion
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Analogue/Digital Conversion (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、高分解能ではあるが精度の点で満足
されない、すなわち直線性を満足しないデイジタ
ル・アナログ変換器(説明の都合上これを元
DACと略称する)にいわゆるデイジタルトリミ
ングを施して直線性の補正を行い、精度を改善す
るようにしたデイジタル・アナログ変換器(以下
DACと略記する)に関し、特にその入力コード
変換器を改良して変換速度の高速化および記憶回
路の小規模化を図つたデイジタル・アナログ変換
器に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention provides a digital-to-analog converter that has high resolution but does not satisfy accuracy, that is, does not satisfy linearity.
A digital-to-analog converter (abbreviated as DAC) that performs so-called digital trimming to correct linearity and improve accuracy.
This invention relates to a digital-to-analog converter (abbreviated as DAC), and in particular to a digital-to-analog converter whose input code converter has been improved to increase the conversion speed and reduce the size of the memory circuit.
本発明者等は、デイジタルトリミングを施した
DACとして、特願昭55−127239号(特開昭57−
53144号公報)において、上位桁の出力を発生す
る第1のデイジタル・アナログ変換器(上位
DACと略記)と、下位桁の出力として第1のデ
イジタル・アナログ変換器(下位DACと略記)
の最下位桁のデイジタル入力の1ビツト分の出力
値(1LSBの値)より常に大きいフルスケール出
力を発生する第2のデイジタル・アナログ変換器
と、第1のデイジタル・アナログ変換器の出力と
第2のデイジタル・アナログ変換器の出力とを加
算してアナログ出力信号を得る加算手段と、これ
ら第1および第2のデイジタル・アナログ変換器
に対するデイジタル入力信号とアナログ出力信号
との関係がほぼ直線的となるように、デイジタル
入力信号を所定値だけシフトして得た入力コード
を第1および第2デイジタル・アナログ変換器へ
入力するコード変換器とを設けたデイジタル・ア
ナログ変換器を提案した。 The present inventors applied digital trimming to
As a DAC, Japanese Patent Application No. 127239 (1982)
53144), the first digital-to-analog converter (upper digit
DAC) and a first digital-to-analog converter (abbreviated as lower DAC) as the output of the lower digit.
a second digital-to-analog converter that generates a full-scale output that is always larger than the output value of one bit (1LSB value) of the digital input of the least significant digit; an addition means for obtaining an analog output signal by adding the outputs of the two digital-to-analog converters, and a relationship between the digital input signal and the analog output signal for the first and second digital-to-analog converters is approximately linear; We have proposed a digital-to-analog converter equipped with a code converter that inputs an input code obtained by shifting a digital input signal by a predetermined value to the first and second digital-to-analog converters so that the digital input signal is shifted by a predetermined value.
ここで、上位DACおよび下位DACは元DACで
構成でき、その上位DACの3ビツトの特性例は
第1図に示すようになり、下位DACから上位
DACへの入力の桁上り点における出力変化が常
に減少する。この特性を第1図に示す理想特性に
補正するためには、次のようなコード変換を行う
必要がある。すなわち、第1図でデイジタル入力
値にある値を加算してデイジタル・アナログ変換
器の入出力特性をデイジタル入力軸(X軸)上で
移動することをシフトと呼び、このある値をシフ
ト量と呼ぶことにすると、補正量が切り換わる位
置での入力コードをそれぞれJ0、J1、J2、……と
するときに、入力コードが0〜J0のときには、シ
フト量C0(=0)、J0〜J1のときにはC1、……とい
うようにして、入力コードより補正量を判定し
て、その入力コードに対応する補正量を入力コー
ドに加算する必要がある。 Here, the upper DAC and lower DAC can be composed of the original DAC, and an example of the 3-bit characteristics of the upper DAC is shown in Figure 1.
The output change at the carry point of the input to the DAC is always reduced. In order to correct this characteristic to the ideal characteristic shown in FIG. 1, it is necessary to perform the following code conversion. In other words, in Figure 1, adding a certain value to the digital input value to move the input/output characteristics of the digital-to-analog converter on the digital input axis (X-axis) is called a shift, and this certain value is called the shift amount. In other words, when the input codes at the positions where the correction amount switches are J 0 , J 1 , J 2 , etc., when the input code is 0 to J 0 , the shift amount C 0 (=0 ), C 1 when J 0 to J 1 , etc., it is necessary to determine the correction amount from the input code and add the correction amount corresponding to the input code to the input code.
その場合に、入力コードJ0〜J1、J1〜J2、……
で区分されるいずれの領域にあるかを識別するこ
とが問題となる。原理的には、入力コードを切換
点コードJ0、J1、J2、……、Joと逐次比較してい
き、入力コードの方が大きくなるコードJqを求
め、当該入力コードが領域Jq-1〜Jqにあると識別
することができる。しかし、この比較動作の回数
は、最悪の場合には、切換点Joの点数分だけ、す
なわち上位DACの分解能分に対応する回数とな
り、上述のDACには長い処理時間を必要とする
欠点がある。更にまた、基本的な比較動作は、切
換わり点を示すデータを記憶回路から読出してき
て、そのデータの2の補数をとつて入力コードに
加算することで実現できるが、記憶回路へのアク
セス、読出しデータの反転および2回の加算処理
となり、処理時間は一層長くなつてしまう。以上
が上述の提案のDACのDA変換時間の短縮化の大
きな妨げとなつている。更に加えて、このような
処理を行うための論理回路の構成も複雑となり、
特に記憶回路の記憶容量が大きくなるという問題
もあつた。 In that case, input codes J 0 ~ J 1 , J 1 ~ J 2 , ...
The problem is to identify in which region it is located. In principle, the input code is successively compared with the switching point codes J 0 , J 1 , J 2 , ..., J o , the code J q for which the input code is larger is found, and the input code is in the area. It can be identified that it is between J q-1 and J q . However, in the worst case, the number of comparison operations will be equal to the number of switching points J o , that is, the number of times corresponding to the resolution of the upper DAC, and the above-mentioned DAC has the disadvantage of requiring a long processing time. be. Furthermore, the basic comparison operation can be realized by reading data indicating the switching point from the memory circuit, taking the two's complement of that data, and adding it to the input code; however, access to the memory circuit, The read data is inverted and added twice, which further increases the processing time. The above is a major hindrance to shortening the DA conversion time of the DAC proposed above. In addition, the configuration of the logic circuit to perform this kind of processing also becomes complex.
In particular, there was also the problem that the storage capacity of the storage circuit became large.
そこで、本発明の目的は、上述の問題点を解決
し、切換点を入力コードの一部分のデイジタル信
号から即座に決定し得るようにして、DA変換速
度の高速化を図り、しかも記憶回路の規模を小さ
くするようにしたデイジタル・アナログ変換器を
提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, to make it possible to immediately determine the switching point from a digital signal of a part of the input code, to increase the DA conversion speed, and to reduce the size of the memory circuit. An object of the present invention is to provide a digital-to-analog converter that is small in size.
かかる目的を達成するために、本発明は、上位
桁の出力を発生する第1のデイジタル・アナログ
変換器と、下位桁の出力として前記第1のデイジ
タル・アナログ変換器の最下位桁のデイジタル入
力の1ビツト分の出力値(1LSBの値)より常に
大きいフルスケール出力を発生する第2のデイジ
タル・アナログ変換器と、前記第1のデイジタ
ル・アナログ変換器の出力と前記第2のデイジタ
ル・アナログ変換器の出力とを加算してアナログ
出力信号を得る加算手段と、前記第1および第2
のデイジタル・アナログ変換器に対するデイジタ
ル入力信号と前記アナログ出力信号との関係がほ
ぼ直線的となるように、前記デイジタル入力信号
を所定値だけシフトして得た入力コードを前記第
1および第2のデイジタル・アナログ変換器へ入
力するコード変換器とを有するデイジタル・アナ
ログ変換器において、
前記コード変換器は、
前記第1のデイジタル・アナログ変換器への前
記入力コードを構成する複数ビツトのうちの1ビ
ツトのみが1となるときの補正シフト量を記憶す
る第1記憶回路と、
該第1記憶回路から読み出された補正シフト量
を逐次デイジタル加算するデイジタル加算器と、
前記入力コード、前記デイジタル加算器からの
前回の加算出力および今回の加算出力のいずれか
を選択的に取出す第1セレクタと、
該第1セレクタから選択的に取出された出力を
ラツチし、そのラツチ出力を、前記コード変換器
の出力として、前記第1および第2のデイジタ
ル・アナログ変換器に供給するラツチと、
前記第1記憶回路から前記複数ビツトのうちの
高次のビツトについての補正シフト量から順次に
補正シフト量を読出すように制御し、前記第1の
デイジタル・アナログ変換器への前記入力コード
を構成する複数ビツトのうちの1ビツトのみが1
となるときの補正シフト量を前記入力コードに加
算するか否かを判定し、当該加算を行うときには
前記補正シフト量を累積し、その累積出力を前記
入力コードに加算し、その加算出力を前記ラツチ
にラツチするように制御するシーケンサとを具備
したことを特徴とする。 To achieve such an object, the present invention provides a first digital-to-analog converter that generates an output of the most significant digit, and a digital input of the least significant digit of the first digital-to-analog converter as an output of the least significant digit. a second digital-to-analog converter that generates a full-scale output that is always larger than the output value of 1 bit (1LSB value); an adding means for adding the outputs of the converter to obtain an analog output signal;
An input code obtained by shifting the digital input signal by a predetermined value is applied to the first and second digital-to-analog converters so that the relationship between the digital input signal to the digital-to-analog converter and the analog output signal is approximately linear. and a code converter input to the digital-to-analog converter, the code converter converting one of the plurality of bits constituting the input code to the first digital-to-analog converter. a first memory circuit that stores a corrected shift amount when only the bit becomes 1; a digital adder that sequentially digitally adds the corrected shift amount read from the first memory circuit; and the input code and the digital adder. a first selector that selectively takes out either the previous addition output or the current addition output from the code converter; and a first selector that latches the output selectively taken out from the first selector, and sends the latch output to the code converter. a latch that supplies the output to the first and second digital-to-analog converters; and a latch that supplies the first and second digital-to-analog converters with the corrected shift amount sequentially from the first storage circuit starting with the corrected shift amount for the higher-order bits among the plurality of bits. control so that only one bit of the plurality of bits constituting the input code to the first digital-to-analog converter is 1.
It is determined whether or not to add the corrected shift amount when it becomes The present invention is characterized by comprising a sequencer that controls the latch to latch.
また、本発明は、上位桁の出力を発生する第1
のデイジタル・アナログ変換器と、下位桁の出力
として前記第1のデイジタル・アナログ変換器の
最下位桁のデイジタル入力の1ビツト分の出力値
(1LSBの値)より常に大きいフルスケール出力
を発生する第2のデイジタル・アナログ変換器
と、前記第1のデイジタル・アナログ変換器の出
力と前記第2のデイジタル・アナログ変換器の出
力とを加算してアナログ出力信号を得る加算手段
と、前記第1および第2のデイジタル・アナログ
変換器に対するデイジタル入力信号と前記アナロ
グ出力信号との関係がほぼ直線的となるように、
前記デイジタル入力信号を所定値だけシフトして
得た入力コードを前記第1および第2のデイジタ
ル・アナログ変換器へ入力するコード変換器とを
有するデイジタル・アナログ変換器において、
前記コード変換器は、
前記第1のデイジタル・アナログ変換器への前
記入力コードを構成する複数ビツトのうちの1ビ
ツトのみが1となるときの補正シフト量を記憶す
る第1記憶回路と、
前記第1のデイジタル・アナログ変換器への入
力コードに対応して非線形誤差に起因する補正シ
フト量を記憶する第2記憶回路と、
前記第1記憶回路から読み出された補正シフト
量を逐次デイジタル加減算するデイジタル加減算
器と、
前記入力コード、前記デイジタル加減算器から
の前回の加減算出力および今回の加減算出力のい
ずれかを選択的に取出す第1セレクタと、
前記第1および第2記憶回路の出力の一方を選
択する第2バスセレクタと、
前記第1セレクタから選択的に取出された出力
をラツチし、そのラツチ出力を、前記コード変換
器の出力として、前記第1および第2のデイジタ
ル・アナログ変換器に供給するラツチと、
前記第1記憶回路から前記複数ビツトのうちの
高次のビツトについての補正シフト量から順次に
補正シフト量を読出すように制御し、前記第1の
デイジタル・アナログ変換器への前記入力コード
を構成する複数ビツトのうちの1ビツトのみが1
となるときの補正シフト量を前記入力コードに加
減算するか否かを判定し、当該加減算を行うとき
には前記補正シフト量を累積し、その累積出力を
前記入力コードに加減算し、その加減算出力を前
記ラツチにラツチするように制御するシーケンサ
とを具備し、
前記デイジタル加減算器は、前記ラツチからの
コード変換器出力に応動して前記第2記憶回路か
ら非線形誤差によるシフト量を読出し、そのシフ
ト量が正であれば加算を行い、負であれば減算を
行うようにしたことを特徴とする。 Further, the present invention provides a first
a digital-to-analog converter, and generates a full-scale output that is always larger than the output value of 1 bit (value of 1 LSB) of the digital input of the least significant digit of the first digital-to-analog converter as the output of the lower digit. a second digital-to-analog converter; addition means for adding the output of the first digital-to-analog converter and the output of the second digital-to-analog converter to obtain an analog output signal; and such that the relationship between the digital input signal to the second digital-to-analog converter and the analog output signal is approximately linear;
a code converter that inputs an input code obtained by shifting the digital input signal by a predetermined value to the first and second digital-to-analog converters, the code converter comprising: a first storage circuit that stores a correction shift amount when only one bit of a plurality of bits constituting the input code to the first digital-to-analog converter becomes 1; and the first digital-to-analog converter; a second storage circuit that stores a correction shift amount caused by a nonlinear error in accordance with an input code to the converter; a digital adder/subtractor that sequentially digitally adds and subtracts the correction shift amount read from the first storage circuit; a first selector for selectively taking out either the input code, the previous addition/subtraction output and the current addition/subtraction output from the digital adder/subtractor; and a second bus for selecting one of the outputs of the first and second storage circuits. a selector; a latch that latches the output selectively taken out from the first selector and supplies the latch output to the first and second digital-to-analog converters as the output of the code converter; Control is performed to sequentially read correction shift amounts from the first storage circuit starting with correction shift amounts for higher-order bits among the plurality of bits, and the input code to the first digital-to-analog converter is Only one bit out of the multiple bits that constitutes is 1
It is determined whether or not to add or subtract the corrected shift amount when the above input code is obtained. When performing the addition/subtraction, the corrected shift amount is accumulated, the cumulative output is added or subtracted from the input code, and the output of the addition/subtraction is added to or subtracted from the input code. and a sequencer for controlling the latch to latch, and the digital adder/subtracter reads the shift amount due to the nonlinear error from the second storage circuit in response to the code converter output from the latch, and It is characterized in that addition is performed if it is positive, and subtraction is performed if it is negative.
更にまた、本発明は、上位桁部分における最下
位桁のデイジタル入力の1ビツト分の出力
(1LSBの値)より常に大きい下位桁部分のフル
スケール出力を発生する元デイジタル・アナログ
変換器と、該元デイジタル・アナログ変換器に対
するデイジタル入力信号とアナログ出力信号との
関係がほぼ直線的となるように、前記デイジタル
入力信号を所定値だけシフトして得た入力コード
を前記元デイジタル・アナログ変換器へ入力する
コード変換器とを有するデイジタル・アナログ変
換器において、
前記コード変換器は、
前記元デイジタル・アナログ変換器の上位桁部
分への前記入力コードを構成する複数ビツトのう
ちの1ビツトのみが1となるときの補正シフト量
を記憶する第1記憶回路と、
該第1記憶回路から読み出された補正シフト量
を逐次デイジタル加算するデイジタル加算器と、
前記入力コード、前記デイジタル加算器からの
前回の加算出力および今回の加算出力のいずれか
を選択的に取出す第1セレクタと、
該第1セレクタから選択的に取出された出力を
ラツチし、そのラツチ出力を、前記コード変換器
の出力として、前記元デイジタル・アナログ変換
器に供給するラツチと、
前記第1記憶回路から前記複数ビツトのうちの
高次のビツトについての補正シフト量から順次に
補正シフト量を読出すように制御し、前記元デイ
ジタル・アナログ変換器の上位桁部分への前記入
力コードを構成する複数ビツトのうちの1ビツト
のみが1となるときの補正シフト量を前記入力コ
ードに加算するか否かを判定し、当該加算を行う
ときには前記補正シフト量を累積し、その累積出
力を前記入力コードに加算し、その加算出力を前
記ラツチにラツチするように制御するシーケンサ
とを具備したことを特徴とする。 Furthermore, the present invention provides an original digital-to-analog converter that generates a full-scale output in the lower digit part that is always larger than the output of one bit (value of 1 LSB) of the least significant digit digital input in the upper digit part; The input code obtained by shifting the digital input signal by a predetermined value is sent to the original digital-to-analog converter so that the relationship between the digital input signal and the analog output signal to the original digital-to-analog converter is almost linear. In a digital-to-analog converter having a code converter for input, the code converter is configured such that only one bit of a plurality of bits constituting the input code to the upper digit part of the original digital-to-analog converter is 1. a first storage circuit that stores the corrected shift amount when , a digital adder that sequentially digitally adds the corrected shift amount read from the first storage circuit, and the input code and the previous value from the digital adder. a first selector that selectively takes out either the addition output of or the current addition output, latches the output selectively taken out from the first selector, and uses the latch output as the output of the code converter; a latch for supplying the original digital-to-analog converter; and a latch that supplies the original digital-to-analog converter; Determine whether or not to add to the input code a correction shift amount when only one bit of the plurality of bits constituting the input code to the upper digit part of the digital-to-analog converter is 1, and perform the addition. The present invention is characterized in that it comprises a sequencer that controls to accumulate the corrected shift amount, add the accumulated output to the input code, and latch the added output in the latch.
更にまた、本発明は、上位桁部分における最下
位桁のデイジタル入力の1ビツト分の出力値
(1LSBの値)より常に大きい下位桁部分のフル
スケール出力を発生する元デイジタル・アナログ
変換器と、該元デイジタル・アナログ変換器に対
するデイジタル入力信号とアナログ出力信号との
関係がほぼ直線的となるように、前記デイジタル
入力信号を所定値だけシフトして得た入力コード
を前記元デイジタル・アナログ変換器へ入力する
コード変換器とを有するデイジタル・アナログ変
換器において、
前記コード変換器は、
前記元デイジタル・アナログ変換器の上位桁部
分への前記入力コードを構成する複数ビツトのう
ちの1ビツトのみが1となるときの補正シフト量
を記憶する第1記憶回路と、
前記元デイジタル・アナログ変換器の上位桁部
分への入力コードに対応して非線形誤差に起因す
る補正シフト量を記憶する第2記憶回路と、
前記第1記憶回路から読み出された補正シフト
量を逐次デイジタル加減算するデイジタル加減算
器と、
前記入力コード、前記デイジタル加減算器から
の前回の加減算出力および今回の加減算出力のい
ずれかを選択的に取出す第1セレクタと、
前記第1よび第2記憶回路の出力の一方を選択
する第2バスセレクタと、
前記第1セレクタから選択的に取出された出力
をラツチし、そのラツチ出力を、前記コード変換
器の出力として、前記元デイジタル・アナログ変
換器に供給するラツチと、
前記第1記憶回路から前記複数ビツトのうちの
高次のビツトについての補正シフト量から順次に
補正シフト量を読出すように制御し、前記元デイ
ジタル・アナログ変換器の上位桁部分への前記入
力コードを構成する複数ビツトのうちの1ビツト
のみが1となるときの補正シフト量を前記入力コ
ードに加減算するか否かを判定し、当該加減算を
行うときには前記補正シフト量を累積し、その累
積出力を前記入力コードに加減算し、その加減算
出力を前記ラツチにラツチするように制御するシ
ーケンサとを具備し、前記デイジタル加減算器は
前記ラツチからのコード変換器出力に応動して前
記第2記憶回路から非線形誤差によるシフト量を
読出し、そのシフト量が正であれば加算を行い、
負であれば減算を行うようにしたことを特徴とす
る。 Furthermore, the present invention provides an original digital-to-analog converter that generates a full-scale output in the lower digit part that is always larger than the output value (1LSB value) of one bit of the least significant digit digital input in the upper digit part; The input code obtained by shifting the digital input signal by a predetermined value is transferred to the original digital-to-analog converter so that the relationship between the digital input signal and the analog output signal for the original digital-to-analog converter is approximately linear. A digital-to-analog converter having a code converter for inputting the code to the source digital-to-analog converter, wherein the code converter is configured such that only one bit of the plurality of bits constituting the input code to the upper digit part of the original digital-to-analog converter is input to the code converter. a first storage circuit that stores a correction shift amount when the value becomes 1; and a second storage circuit that stores a correction shift amount caused by a nonlinear error corresponding to the input code to the upper digit part of the original digital-to-analog converter. a circuit; a digital adder/subtracter that sequentially digitally adds/subtracts the corrected shift amount read from the first storage circuit; and selecting either the input code, the previous addition/subtraction output, or the current addition/subtraction output from the digital adder/subtractor. a first selector that selects one of the outputs of the first and second memory circuits; a second bus selector that latches the output selectively taken out from the first selector; A latch supplies the output of the code converter to the original digital-to-analog converter, and sequentially reads the correction shift amount from the first storage circuit starting with the correction shift amount for the higher-order bit of the plurality of bits. control so as to output the input code, and add or subtract from the input code a correction shift amount when only one bit of the plurality of bits constituting the input code to the upper digit part of the original digital-to-analog converter becomes 1. and a sequencer for controlling such that when performing the addition or subtraction, the corrected shift amount is accumulated, the accumulated output is added or subtracted from the input code, and the output of the addition/subtraction calculation is latched in the latch; The digital adder/subtractor reads the shift amount due to the nonlinear error from the second storage circuit in response to the code converter output from the latch, and performs addition if the shift amount is positive;
The feature is that if the value is negative, subtraction is performed.
以下に図面を参照して本発明を詳細に説明す
る。 The present invention will be described in detail below with reference to the drawings.
第1図は本発明によるコード変換の原理を説明
するための図であり、理想特性および元DACの
特性とともにシフト量切換点をJ0、J1、J2、……
で、シフト量をC0、C1、C2、……で示す。ここ
では、上位DACのビツト数m=3とし、その入
力コードの10進数Mおよびその入力コードの10進
数に対応した2進展開値をも示す。mビツトの上
位DACとlビツトの下位DACとを接続して構成
したn=m+lビツトの元DACの各桁上り時の
特性における誤差Coは上位DACと下位DACとを
接続することにより生じる誤差分と、上位DAC
の荷重素子に起因する誤差分との和になる。上位
DACのコードに対応して、これら誤差分のうち
前者をTM、後者をEMとすると、次の関係が得ら
れる。 FIG. 1 is a diagram for explaining the principle of code conversion according to the present invention, and shows ideal characteristics and original DAC characteristics as well as shift amount switching points J 0 , J 1 , J 2 , . . .
The shift amounts are shown as C 0 , C 1 , C 2 , . . . Here, the number of bits of the upper DAC is assumed to be m=3, and the decimal number M of the input code and the binary expanded value corresponding to the decimal number of the input code are also shown. The error Co in the characteristics at each carry of an n = m + l bit original DAC configured by connecting an m-bit upper DAC and an l-bit lower DAC is an error caused by connecting the upper DAC and the lower DAC. min and upper DAC
This is the sum of the error due to the load element. top
Corresponding to the DAC code, if the former of these errors is T M and the latter is EM , the following relationship is obtained.
Co=TM+EM (1)
元DACに加算則が満たされているとすると、
誤差分TMおよびEMは次のようになる。 C o =T M +E M (1) Assuming that the original DAC satisfies the addition rule,
The error portions T M and E M are as follows.
TM=T・M=T・(*
〓p=0
2p-1) (2)
EM=(*
〓p=0
EBp) (3)
但し、Tは下位DACから上位DACへの桁上り
時の負の方向のとびの量、Mは上位DACのコー
ドを10進表示した値である。pは上位DACのビ
ツト数(10進数)Mを2進展開したときの個々の
ビツトの順番を示し、*
〓p=0
2p-1は1となるコード
の総和、すなわち2進・10進変換値を示す。EBp
はそれぞれのビツトだけが1となるときの荷重素
子による誤差を示し、*
〓p=0
EBpはMに対応する2
進表示のコードが1となるときの総和である。 T M = T・M=T・( * 〓 p=0 2 p-1 ) (2) E M = ( * 〓 p=0 EBp) (3) However, T is the carry from the lower DAC to the upper DAC The amount of jump in the negative direction of time, M, is the value expressed in decimal form of the code of the upper DAC. p indicates the order of individual bits when the number of bits (decimal number) M of the upper DAC is expanded in binary, * 〓 p=0 2 p-1 is the sum of codes that become 1, that is, binary/decimal Indicates the conversion value. EBp
indicates the error due to the loading element when only each bit becomes 1, * 〓 p=0 EBp is 2 corresponding to M
This is the sum when the code in decimal notation is 1.
(2)および(3)式より、(1)式は次のようになる。 From equations (2) and (3), equation (1) becomes as follows.
Co=T・(*
〓p=0
2p-1)+*
〓p=0
EBp
=*
〓p=0
{T・2p-1+EBp} (4)
誤差Coは、元DACにおいて上位DACのコード
が等しいときは同一であり、Mビツト目のシフト
量CMに対してCo=CMとなり、更にT・2p-1+
EBpは上位DACのpビツトのみが1のときのシ
フト量であるから、これをCpとすると、(4)式は
次の(5)式となる。 C o = T・( * 〓 p=0 2 p-1 ) + * 〓 p=0 EBp = * 〓 p=0 {T・2 p-1 +EBp} (4) The error C o is the upper When the DAC codes are equal, they are the same, and for the shift amount C M of the Mth bit, C o = C M , and furthermore, T・2 p-1 +
Since EBp is the shift amount when only p bits of the upper DAC are 1, if this is set as Cp , then equation (4) becomes the following equation (5).
Co=CM=*
〓p=0
Cp (5)
すなわち、任意の入力コードのシフト量Coは
入力コードの上位DACの1となるものシフト量
Cpの総和となるから、第1図に示すように、C1
=C1、C2=C2、C3=C1+C2、C4=C4、C5=C4+
C1、C6=C4+C2、C7=C4+C2+C1と表わすこと
ができる。 C o = C M = * 〓 p=0 C p (5) In other words, the shift amount C o of any input code is the shift amount of the upper DAC of the input code.
Since it is the sum of C p , as shown in Figure 1, C 1
= C 1 , C 2 = C 2 , C 3 = C 1 + C 2 , C 4 = C 4 , C 5 = C 4 +
It can be expressed as C 1 , C 6 =C 4 +C 2 , C 7 =C 4 +C 2 +C 1 .
第2図は元DACにおける上位DAC入力の切り
換わり付近を拡大した図であり、第1図と同様に
本発明の原理を説明するための図である。第2図
からわかるように、入力コードMに対し、切換点
JMを境にして入力コードが切換点JMでのコードよ
り大きい場合にシフト量CMを入力コードに加算
して元DAC入力とすれば正しいアナログ出力が
得られる。ここで、入力コードが切換点JMでのコ
ードより大きいかまたは小さいかの判定が問題と
なるが、シフト量CMは予め知ることができるの
で、当該入力コードにシフト量CMを加算し、そ
の値が第2図示のM+1の領域に含まれていれ
ば、入力コードは切換点JMのコードよりも大きい
と識別することができる。 FIG. 2 is an enlarged view of the vicinity of switching of the upper DAC input in the original DAC, and is a diagram for explaining the principle of the present invention similarly to FIG. 1. As can be seen from Figure 2, for input code M, the switching point
When the input code is larger than the code at the switching point JM , a correct analog output can be obtained by adding the shift amount CM to the input code and making it the original DAC input. Here, the problem is determining whether the input code is larger or smaller than the code at the switching point J M , but since the shift amount C M can be known in advance, the shift amount C M is added to the input code. , if the value is included in the region M+1 shown in the second figure, it can be determined that the input code is greater than the code at the switching point JM .
従つて、上位のビツトから、そのビツトだけが
1となるときのシフト量を順次に発生させ、その
シフト量を入力コードに加算して得られる値のう
ちの当該桁の値が1か0かを判定し、1のときの
シフト量を累積加算していくことによりシフト量
を求めることができる。なお、最初に対応したビ
ツトの値が1であるときには、加算を行わなくと
も判断は可能である。 Therefore, starting from the most significant bit, the shift amount when only that bit becomes 1 is generated sequentially, and the shift amount is added to the input code to determine whether the value of the relevant digit of the value obtained is 1 or 0. The shift amount can be determined by determining and cumulatively adding the shift amount when the value is 1. Note that when the value of the first corresponding bit is 1, the determination can be made without addition.
以上の原理に基づく本発明におけるコード変換
の手順を第3図に示す。ここで、DINは入力コー
ド、DGINは変換されたコード(第3図の流れが完
了したときに得られる変換後のコードも含む)、
mは上位DACのビツト数、CMはAビツト目のシ
フト量を表わす。ここで、第1図において、デイ
ジタル入力としてDを入力するときの理想的アナ
ログ出力をAidealとする場合を例にとつてシフト
量の算出を説明する。まず、デイジタル入力Dに
シフト量C4を加算する。そのときの上位DACの
対応する桁、すなわち最上位桁(A=m=3)は
第1図から明らかなように1であるから、入力コ
ードDにC4を加算した値D1をDGINとする。次に
シフト量C2をDGINを得る。D2の対応桁、すなわ
ち上位から2ビツト目(A=3−1=2)は第1
図から明らかなように1であるから、DGINは更に
シフト量C2を加算してDGIN+C4+C2となる。シ
フト量をC4+C2とする。同様にDGIN、すなわち
D2にC1を加算したときの上位から3ビツト目は
0であるから、シフト量はC1を加算しないでC4
+C2のままとなり、入力コードDにこのシフト
量C4+C2を加算して変換後のコードDGINとして
D2を得る。 FIG. 3 shows the code conversion procedure according to the present invention based on the above principle. Here, D IN is the input code, D GIN is the converted code (including the converted code obtained when the flow in Figure 3 is completed),
m represents the number of bits of the upper DAC, and C M represents the shift amount of the A-th bit. Here, in FIG. 1, calculation of the shift amount will be explained by taking as an example a case where A ideal is an ideal analog output when D is input as a digital input. First, the shift amount C4 is added to the digital input D. At that time, the corresponding digit of the upper DAC, that is, the most significant digit (A=m=3), is 1 as shown in Figure 1, so the value D 1 obtained by adding C 4 to the input code D is D GIN shall be. Next, the shift amount C 2 is obtained as D GIN . The corresponding digit of D 2 , that is, the second bit from the top (A=3-1=2), is the first
As is clear from the figure, since it is 1, D GIN further adds the shift amount C 2 to become D GIN +C 4 +C 2 . Let the shift amount be C 4 +C 2 . Similarly D GIN , i.e.
When C 1 is added to D 2 , the third bit from the top is 0, so the shift amount is C 4 without adding C 1 .
+C 2 remains, and this shift amount C 4 +C 2 is added to the input code D to create the converted code D GIN .
Get D2 .
第4図は本発明デイジタル・アナログ変換器に
おけるコード変換器の一実施例を示し、ここで1
はデイジタル入力端子、2はアナログ出力端子、
4はデイジタル加算器、5Aおよび5Bはそれぞ
れ記憶容量2m×D(Dは上位DACの切換点におけ
る単位補正量を表現し得るビツト数)およびm×
C(Cは各ビツトの単位補正量を表現し得るビツ
ト数)をもつROM等の形態の記憶回路、6Aお
よび6Bはバスセレクタ、7Aおよび7Bはシー
ケンサ、8はラツチ、9A〜9Gは制御信号線で
ある。 FIG. 4 shows an embodiment of the code converter in the digital-to-analog converter of the present invention, where 1
is the digital input terminal, 2 is the analog output terminal,
4 is a digital adder, 5A and 5B have a storage capacity of 2 m × D (D is the number of bits that can express the unit correction amount at the switching point of the upper DAC) and m ×
6A and 6B are bus selectors, 7A and 7B are sequencers, 8 is a latch, and 9A to 9G are control signals. It is a line.
第5図はシーケンサ7Aおよび7Bにより制御
される第4図示の回路各部の動作を2つのバスセ
レクタ6Aおよび6Bの状態と対応して示すもの
である。まず、最初のステツプ(1)では、シーケン
サ7Bから信号線9Cを経て制御信号をバスセレ
クタ6Aに供給し、その入力端子Cを選択する。
それにより、端子1から入力された入力コード
DINをラツチ8にラツチする。次のステツプ(2)で
は、バスセレクタ6Bは入力端子Bを選択してお
り、ROM5Bを駆動し、読出した出力をバスセ
レクタ6Bの入力端子Bを介して加算器4に転送
し、ここでラツチ8にラツチされている入力コー
ドDINと加算する。ROM5Bには、個々のビツト
だけが入力されたときのシフト量、例えば第1図
示のシフト量C1、C2、C4および(5)式のCMを予め
記憶しておき、このROM5Bをシーケンサ7A
により、上位のビツトのシフト量から順に読出さ
れるように制御する。ステツプ(3)では、シーケン
サ7Aは、元DACの最上位ビツトに相当する桁
(A=mビツト目)の内容が加算の結果1である
か0であるかを判断する。かかる加算の結果が1
であれば、バスセレクタ6Aが入力端子Aを選択
するようにし、その加算結果がラツチ8に転送さ
れてラツチされる。加算の結果が0であれば、バ
スセレクタ6Aが入力端子Bを選択するように
し、入力コードはラツチ8にラツチされたままの
状態を保つ。ステツプ(4)では、シーケンサ7Aは
最上位桁から次の桁に移るように指示し(A=A
−1)、その桁についてステツプ(2)および(3)を繰
返す。以下、同様にしてステツプ(2)、(3)および(4)
を元DACの上位ビツト数m回だけ繰返し、得ら
れた加算結果を次々にラツチ8にラツチしてい
く。この処理を、終了したところでステツプ(5)に
移り、バスセレクタ6Bが入力端子Aを選択する
ようにしてROM5Aが駆動し、その読出し結果
をステツプ(2)、(3)および(4)の繰返しで得られたコ
ードに加算する。ROM5Aには、元DACに線形
性が保証されない場合の誤差をも取り込んで補正
し得るように、元DACの入力コードに対応して、
そのときの非線形誤差によるシフト量を記憶して
おき、ステツプ(5)の処理で上述したように加算し
て補正を行う。ステツプ(6)においてバスセレクタ
6Bが入力端子Aを選択するようにし、その補正
出力をラツチ8に転送してラツチする。 FIG. 5 shows the operation of each part of the circuit shown in FIG. 4 controlled by the sequencers 7A and 7B in correspondence with the states of the two bus selectors 6A and 6B. First, in the first step (1), a control signal is supplied from the sequencer 7B to the bus selector 6A via the signal line 9C, and its input terminal C is selected.
As a result, the input code input from terminal 1
Latch D IN to latch 8. In the next step (2), the bus selector 6B selects the input terminal B, drives the ROM 5B, and transfers the read output to the adder 4 via the input terminal B of the bus selector 6B, where the latch is activated. Add it to the input code D IN latched at 8. The ROM 5B stores in advance the shift amounts when only individual bits are input, such as the shift amounts C 1 , C 2 , C 4 shown in the first diagram, and CM of equation (5). Sequencer 7A
Control is performed so that the bits are read out in order starting from the shift amount of the higher order bits. In step (3), the sequencer 7A determines whether the content of the digit corresponding to the most significant bit of the original DAC (A=mth bit) is 1 or 0 as a result of the addition. The result of such addition is 1
If so, the bus selector 6A selects the input terminal A, and the addition result is transferred to the latch 8 and latched. If the result of the addition is 0, the bus selector 6A selects the input terminal B, and the input code remains latched in the latch 8. In step (4), the sequencer 7A instructs to move from the most significant digit to the next digit (A=A).
-1), repeat steps (2) and (3) for that digit. Following steps (2), (3) and (4) in the same manner.
is repeated m times for the upper bits of the original DAC, and the obtained addition results are successively latched into the latch 8. When this process is completed, the process moves to step (5), the bus selector 6B selects the input terminal A, the ROM 5A is driven, and the read result is repeated in steps (2), (3), and (4). Add to the code obtained in . In ROM5A, in order to be able to incorporate and correct errors even when linearity is not guaranteed in the original DAC, there are
The amount of shift due to the nonlinear error at that time is stored and corrected by adding it as described above in the process of step (5). In step (6), the bus selector 6B selects the input terminal A, and the corrected output is transferred to the latch 8 and latched.
第4図示のDAC回路において、加算器4、
ROM5Aおよび5B、バスセレクタ6Aおよび
6B、およびラツチ8は慣例のIC素子として各
種市販されているものを用いることができる。シ
ーケンサ7Aは、例えば第6図に示すように構成
することができる。ここで、11〜18はナンド
ゲート、19および20はアンドゲート、21は
インバータ、22は慣例の2進・10進変換器、2
3は慣例の2進カウンタであり、カウンタ23の
出力を2進・10進変換器22へ供給する。24は
ROM5Bへ2進・10進変換器22からの10進出
力を供給するm個のROM駆動信号端子、25は
デイジタル加算器4からの加算出力(m+lビツ
ト)のうちの上位桁部分mビツトの信号を受信す
る入力端子である。26Aおよび26Bはバスセ
レクタ6Aへのセレクト信号出力端子であり、こ
れら端子26Aおよび26Bのセレクト信号がそ
れぞれ“1”および“0”のときにバスセレクタ
6Aの入力端子Aを選択し、同様にそれぞれ
“0”および“1”のときにバスセレクタ6Aの
入力端子Bを選択し、両端子26Aおよび26B
の信号がいずれも“0”のときに信号線9Cの信
号が“1”となるときにバスセレクタ6Aの入力
端子Cを選択する。27はバスセレクタ6Aの入
力端子AおよびBとCとの切換信号入力端子であ
り、その切換信号をアンドゲート19および20
に供給する。28はカウンタ12へのクロツク入
力端子、29はカウンタ12のリセツト入力端子
である。ナンドゲート12〜18には2進・10進
変換器22からの10進出力および端子25からの
信号を供給する。これらのナンドゲート12〜1
8の各ナンド出力を多入力ナンドゲート11に供
給し、そのナンド出力を、アンドゲート19には
直接に供給し、アンドゲート20にはインバータ
21を介して供給する。端子27,28および2
9への各信号は第7図につき後述するシーケンサ
7Bより供給する。 In the DAC circuit shown in FIG.
As the ROMs 5A and 5B, bus selectors 6A and 6B, and latch 8, various commercially available conventional IC elements can be used. The sequencer 7A can be configured as shown in FIG. 6, for example. Here, 11 to 18 are NAND gates, 19 and 20 are AND gates, 21 is an inverter, 22 is a conventional binary/decimal converter, and 2
3 is a conventional binary counter, and supplies the output of the counter 23 to a binary/decimal converter 22. 24 is
m ROM drive signal terminals supplying the decimal output from the binary/decimal converter 22 to the ROM 5B; 25 is a signal of m bits of the upper digit part of the addition output (m+l bits) from the digital adder 4; This is an input terminal that receives . 26A and 26B are select signal output terminals to the bus selector 6A, and when the select signals of these terminals 26A and 26B are "1" and "0", respectively, input terminal A of the bus selector 6A is selected, and similarly, each When "0" and "1", input terminal B of bus selector 6A is selected, and both terminals 26A and 26B are selected.
The input terminal C of the bus selector 6A is selected when the signal on the signal line 9C becomes "1" when both signals are "0". 27 is a switching signal input terminal for the input terminals A, B, and C of the bus selector 6A, and the switching signal is input to the AND gates 19 and 20.
supply to. 28 is a clock input terminal for the counter 12, and 29 is a reset input terminal for the counter 12. The NAND gates 12 to 18 are supplied with a decimal output from a binary/decimal converter 22 and a signal from a terminal 25. These nand gates 12-1
8 NAND outputs are supplied to a multi-input NAND gate 11, the NAND outputs are supplied directly to an AND gate 19, and to an AND gate 20 via an inverter 21. Terminals 27, 28 and 2
Each signal to 9 is supplied from a sequencer 7B, which will be described later with reference to FIG.
カウンタ23に端子28を介して第8図に示す
ようなクロツク信号を供給する。それにより得ら
れるカウンタ出力を2進・10進変換器22に供給
して、クロツク信号に応動して大きい値から順次
出力されるm個の10進出力を得る。その各10進出
力に応動して、ROM5Bが駆動されて、第5図
示のステツプ(2)〜(4)の動作を繰返し行う。かかる
カウンタ23の計数は、上位DACのビツト数m
に等しい回数だけ行われ、それを越えると端子2
9を介してリセツトされる。加算器4からの、元
DACの上位mビツトに相当する加算出力と10進
出力とを各ナンドゲート12〜18を介してナン
ドゲート11に供給し、デイジタル加算の結果、
対応するビツトの値が“1”であれば、ナンドゲ
ート11から“1”出力が得られるようにする。 A clock signal as shown in FIG. 8 is supplied to the counter 23 via a terminal 28. The counter output thus obtained is supplied to a binary/decimal converter 22 to obtain m decimal outputs which are sequentially output from the largest value in response to the clock signal. In response to each 10 output, the ROM 5B is driven and the operations of steps (2) to (4) shown in FIG. 5 are repeated. The count of the counter 23 is equal to the number m of bits of the upper DAC.
is performed a number of times equal to , and after that, terminal 2
9. The element from adder 4
The addition output corresponding to the upper m bits of the DAC and the decimal output are supplied to the NAND gate 11 via each NAND gate 12 to 18, and the digital addition result is
If the value of the corresponding bit is "1", the NAND gate 11 outputs "1".
第7図シーケンサ7Bの構成例を示し、ここで
31,32および33はRSフリツプフロツプ、
34〜41はリセツト付Dフリツプフロツプ、4
2はインバータ、43はアンドゲートである。フ
リツプフロツプ31,34,35,…,40,4
1は縦続接続し、初段フリツプフロツプ31のセ
ツト入力端子にスタート信号STを外部から与え
る。フリツプフロツプ34〜41およびインバー
タ42には外部からクロツク信号CLKを与える。
フリツプフロツプ34のQ出力を端子29に供給
すると共にフリツプフロツプ31のリセツト入力
端子にも供給する。フリツプフロツプ35のQ出
力を信号線9Cに送出する。フリツプフロツプ3
6のQ出力をフリツプフロツプ32および33の
セツト入力端子に供給する。フリツプフロツプ4
0のQ出力をフリツプフロツプ32のリセツト入
力端子に供給する。フリツプフロツプ41のQ出
力をこのフリツプフロツプ41のリセツト入力端
子およびフリツプフロツプ33のリセツト入力端
子に供給する。フリツプフロツプ32のQ出力を
信号線9Dおよびアンドゲート43に供給し、フ
リツプフロツプ33のQ出力を端子27に供給す
る。インバータ42の出力をアンドゲート43に
供給し、このアンドゲート43の出力を端子28
に供給する。なお、フリツプフロツプ36〜39
の個数はmとし、上位DACが8ビツトのときに
はm=8とする。 FIG. 7 shows an example of the configuration of the sequencer 7B, where 31, 32 and 33 are RS flip-flops,
34 to 41 are D flip-flops with reset, 4
2 is an inverter, and 43 is an AND gate. Flip-flops 31, 34, 35,..., 40, 4
1 are connected in cascade, and a start signal ST is externally applied to the set input terminal of the first stage flip-flop 31. A clock signal CLK is applied to flip-flops 34 to 41 and an inverter 42 from the outside.
The Q output of flip-flop 34 is provided to terminal 29 as well as to the reset input terminal of flip-flop 31. The Q output of flip-flop 35 is sent to signal line 9C. flipflop 3
6 is applied to the set input terminals of flip-flops 32 and 33. flipflop 4
A Q output of 0 is provided to the reset input terminal of flip-flop 32. The Q output of flip-flop 41 is applied to the reset input terminal of flip-flop 41 and to the reset input terminal of flip-flop 33. The Q output of flip-flop 32 is supplied to signal line 9D and AND gate 43, and the Q output of flip-flop 33 is supplied to terminal 27. The output of the inverter 42 is supplied to the AND gate 43, and the output of the AND gate 43 is connected to the terminal 28.
supply to. In addition, flip-flops 36 to 39
The number of DACs is m, and when the upper DAC is 8 bits, m=8.
第7図示のシーケンサ7Bに第8図に示すよう
なクロツク信号CLKおよびスタート信号STを供
給することにより、端子27,28および29、
および信号線9Cおよび9Dには第8図示のよう
な信号が得られる。 By supplying the clock signal CLK and start signal ST as shown in FIG. 8 to the sequencer 7B shown in FIG.
Signals as shown in FIG. 8 are obtained on signal lines 9C and 9D.
以上のようにして、本発明におけるコード変換
器からは、デイジタル入力信号DINに対してコー
ド補正を行つた(m+l)ビツトのデイジタル出
力を得、このデイジタル出力を第9図示のような
個別の上位桁および下位桁DACあるいは1個の
DACの上位桁部分および下位桁部分に供給する。 As described above, the code converter of the present invention obtains a (m+l)-bit digital output obtained by performing code correction on the digital input signal DIN , and converts this digital output into individual signals as shown in FIG. Upper digit and lower digit DAC or one
Supplies the upper and lower digits of the DAC.
第9図は本発明の基本原理を説明するための構
成図であり、51はデイジタル入力信号端子、5
2はアナログ出力信号端子、53は上位桁の出力
を発生する上位DAC(これをMDACと記す)、5
4は下位桁の出力を発生する下位DAC(これを
LDACと記す)、55はアナログ加算器、56は
第4図示のコード変換器である。 FIG. 9 is a configuration diagram for explaining the basic principle of the present invention, in which 51 is a digital input signal terminal;
2 is an analog output signal terminal, 53 is an upper DAC that generates the output of the upper digits (this is referred to as MDAC), 5
4 is the lower DAC that generates the output of the lower digit (this
55 is an analog adder, and 56 is a code converter shown in FIG.
LDAC54のフルスケールをMDAC53の
1LSBより大きくし、LDAC54の分解能におい
てその線形性を満たしておけば、LDAC54から
MDAC53における桁上り時に減少する特性が
得られる。LDAC54からMDAC53への桁上
りが生じる点で負の方向のとびが生じ、その点を
起点としてLDAC54の特性曲線を重畳したもの
となる。ここで、デイジタル入力をコード変換器
56によりシフトすることによつて、線形性を満
足する特性が得られる。 The full scale of LDAC54 is the same as that of MDAC53.
If it is larger than 1LSB and the linearity is satisfied in the resolution of LDAC54, from LDAC54
A characteristic that decreases at the time of carry in MDAC53 is obtained. A jump in the negative direction occurs at the point where carry occurs from the LDAC 54 to the MDAC 53, and the characteristic curve of the LDAC 54 is superimposed with that point as the starting point. Here, by shifting the digital input by the code converter 56, characteristics satisfying linearity can be obtained.
第10図は上述したMDAC53およびLDAC
54の具体的な一実施例であつて、61はデイジ
タル入力信号端子、62はアナログ出力信号端
子、63は基準電圧Vrefの端子、SL0,SL1,…
…,SLl-1;SM0,SM1,……,SMn-1はアナログス
イツチ、C00,CL0,CL1,……,CLl-1は下位桁側
容量、CM0,CM1,……,CMn-1は上位桁側容量で
ある。デイジタル入力のビツトに対応してバイナ
リーに重みづけして配列した容量列C00,CL0〜
CLl-1によるlビツトのLDAC54と、同様に接
続したmビツトのMDAC53との出力間を、相
互に容量Ccで結合する。この回路において、結合
用容量Ccの値を、その右側の端子からLSB側の
LDAC54の容量列を含めて見た容量値が等価的
に単位容量であれば、すなわちCc=2l/2l−1×〔単
位容量〕であればl+mビツトの分解能を持つ通
常のDACとして動作する。これはLDAC54の
出力が結合用容量Ccにより1/2l倍されてMDAC5
3の出力に加算されるためであり、MDAC53
の出力とLDAC54の出力とのアナログ加算が結
合用容量Ccにより実現されており、従つてこの容
量Ccの値がLDAC54の入力対出力特性の傾斜を
決めることになる。すなわち、容量Ccが2l/2l−1
×〔単位容量Cp〕より大きければ傾斜は理想より
大きくなり、MDAC53で生じる誤差を考慮し
ても、結合用容量Ccを適当に設定すれば、常に
LDAC54からMDAC53への桁上りによる変
化が負方向に生ずるようにできる。従つて、結合
用の容量Ccを理想値、すなわち2l/2l−1×〔単位容
量Cp〕より適当に大きく設定すれば、LDAC54
とMDAC53との出力のつなぎ目における正方
向のとびはなくなる。LDAC54の非線形誤差を
2lの分解能の1/2LSB以内に押さえ、MDAC53
の誤差をカバーするように容量Ccの値を設定すれ
ば、アナログ出力にはLDAC54の1LSBに対応
した線形性が保たれるレベルが存在することにな
り、デイジタル入力を線形性が得られるような元
DACのデイジタル入力に変換することにより、
線形性が満足されるDACが得られる。 Figure 10 shows the MDAC53 and LDAC described above.
54, 61 is a digital input signal terminal, 62 is an analog output signal terminal, 63 is a reference voltage V ref terminal, S L0 , S L1 , . . .
..., S Ll-1 ; S M0 , S M1 , ..., S Mn-1 is an analog switch, C 00 , C L0 , C L1 , ..., C Ll-1 is the lower digit side capacitance, C M0 , C M1 , ..., C Mn-1 is the capacitance on the upper digit side. Capacitor arrays C 00 , C L0 ~ arranged in a binary weighted manner corresponding to the digital input bits.
The outputs of the l-bit LDAC 54 based on C Ll-1 and the m-bit MDAC 53 connected in the same way are coupled together by a capacitor C c . In this circuit, the value of the coupling capacitance C c is changed from the right terminal to the LSB side.
If the capacitance value including the capacitance string of LDAC54 is equivalent to unit capacitance, that is, C c = 2 l / 2 l −1 × [unit capacitance], then it is considered as a normal DAC with l + m bit resolution. Operate. This means that the output of LDAC54 is multiplied by 1/2 l by the coupling capacitor C c and
This is because it is added to the output of MDAC53.
Analog addition of the output of the LDAC 54 and the output of the LDAC 54 is realized by a coupling capacitor C c , and therefore the value of this capacitor C c determines the slope of the input-to-output characteristic of the LDAC 54 . In other words, if the capacitance C c is larger than 2 l / 2 l −1 × [unit capacitance C p ], the slope will be larger than ideal, and even if the error caused by the MDAC53 is considered, the coupling capacitance C c must be set appropriately. If, always
Changes due to carry from LDAC 54 to MDAC 53 can be made to occur in the negative direction. Therefore, if the coupling capacitance C c is set appropriately larger than the ideal value, that is, 2 l /2 l −1 × [unit capacitance C p ], LDAC54
There is no jump in the positive direction at the joint between the output and the MDAC53. The nonlinear error of LDAC54 is
2 L resolution within 1/2LSB, MDAC53
If the value of capacitance C c is set to cover the error of Namoto
By converting to the digital input of the DAC,
A DAC that satisfies linearity can be obtained.
第11図は、第10図示のように上位と下位と
に分かれた形態でDA変換器を構成せずに、一連
の容量列によりDA変換器を構成する例を示す。
ここで、アナログスイツチSL0,SL1,……,
SLl-1,SM0,SM1,……,SMn-1は第10図の場合
と同様に制御されて逐次比較を行う。容量C00,
CL1,……,CLl-1;CM0,CM1,……,CMn-1は図
示のように、それぞれ1.1C、1.1C、2.2C、……、
(1.1×2l)C;2lC、2l+1C、……、2m+l-1Cと定
める。容量C00〜CLl-1の下位桁部分が下位DA変
換器に相当し、そのフルスケールは、例えばl=
3のときに(8.8C/128.8C)Vrefであり、上位
DA変換器に相当する上位桁部分の容量CM0〜
CMn-1における1ステツプ、例えばm=4のとき
(8C/128.8C)Vrefより大きく定めてある。本例
のDA変換器を第9図示のMDAC53とLDAC5
4との代わりに用いることで、それにより同様の
DA変換器を構成することができる。 FIG. 11 shows an example in which the DA converter is not configured in the form of upper and lower parts as shown in FIG. 10, but is configured with a series of capacitance strings.
Here, analog switches S L0 , S L1 , ...,
S Ll-1 , S M0 , S M1 , . . . , S Mn-1 are controlled in the same way as in the case of FIG. 10 to perform successive approximation. Capacity C 00 ,
C L1 ,..., C Ll-1 ; C M0 , C M1 ,..., C Mn-1 are 1.1C, 1.1C, 2.2C, ..., respectively, as shown in the figure.
(1.1×2 l ) C; 2 l C, 2 l+1 C, ..., 2 m+l-1 C. The lower digit part of the capacitance C 00 to C Ll-1 corresponds to the lower DA converter, and its full scale is, for example, l=
3, it is (8.8C/128.8C) V ref , and the upper
Capacitance of upper digit part corresponding to DA converter C M0 ~
One step in C Mn-1 , for example (8C/128.8C) when m=4, is set larger than V ref . The DA converters of this example are MDAC53 and LDAC5 shown in Figure 9.
4 can be used in place of 4, thereby producing the same
A DA converter can be configured.
以上説明したように、本発明によれば、記憶回
路の記憶容量を大幅に低減できる。すなわち、本
発明における記憶回路の記憶容量は、元DACに
非線形誤差がなく完全に加算則が満足されるとし
た場合に、(上位DACのビツト数)×(シフト量を
表わすビツト数)となる。これに対して、上位
DACの分解能に対応してすべての切換わり点と
シフト量を記憶する場合には、その記憶回路の記
憶容量は(上位DACの分解能)×(シフト量を表
わすビツト数)+(上位DACの分解能)×(切換わ
り点を表わすビツト数)であり、本発明により記
憶容量が大幅に低減されることがわかる。また、
加算則が満足されない場合には、(上位DACのビ
ツト数)×(各ビツトのシフト量を表わすビツト
数)+(上位DACの分解能)×(非線形誤差分のシ
フト量を表わすビツト数)となる。任意のコード
のシフト量は、「とび」による分が大半であり、
非線形誤差による分は非常に少ない。1回のとび
を10LSB、上位DACのビツト数を8ビツトとし
た場合、最大のとび量は256×8LSB、すなわち
11ビツトであるのに対し、非線形誤差分は3〜5
ビツト程度に抑え得る。従つて、この場合にも改
善の程度は大きい。 As described above, according to the present invention, the storage capacity of the storage circuit can be significantly reduced. In other words, the storage capacity of the storage circuit in the present invention is (number of bits of upper DAC) x (number of bits representing the shift amount), assuming that the original DAC has no nonlinear error and the addition rule is completely satisfied. . In contrast, the top
When storing all switching points and shift amounts according to the resolution of the DAC, the storage capacity of the memory circuit is (resolution of the upper DAC) x (number of bits representing the shift amount) + (resolution of the upper DAC). )×(number of bits representing the switching point), and it can be seen that the storage capacity is significantly reduced by the present invention. Also,
If the addition rule is not satisfied, (number of bits of upper DAC) × (number of bits representing the shift amount of each bit) + (resolution of upper DAC) × (number of bits representing the shift amount for nonlinear error) . Most of the shift amount of any code is due to "jump",
The amount due to nonlinear errors is very small. If one jump is 10LSB and the number of bits of the upper DAC is 8 bits, the maximum jump amount is 256 x 8LSB, or
11 bits, but the nonlinear error is 3 to 5 bits.
It can be suppressed to about a bit. Therefore, the degree of improvement is large in this case as well.
変換速度については、本発明では、上位DAC
のビツト数回だけ記憶回路にアクセスし、その読
出し出力に加算等の処理を行えばよく、上位
DACの分解能に対応してすべての切換わり点と
シフト量を記憶する場合のように、上位DACの
分解能に相当する回数だけ切換わり点を記憶した
記憶回路にアクセスし、その読出し出力と入力コ
ードとを比較する場合に比べて、変換速度を大幅
に短縮できる。 Regarding the conversion speed, in this invention, the upper DAC
It is only necessary to access the memory circuit a few times and perform processing such as addition to the readout output.
As in the case where all switching points and shift amounts are stored in accordance with the resolution of the DAC, a memory circuit that stores switching points is accessed as many times as the resolution of the upper DAC, and the readout output and input code are accessed. The conversion speed can be significantly reduced compared to when comparing .
第1図は本発明によるコード変換の原理を説明
するための3ビツトの上位DACの特性例を示す
特性線図、第2図は第1図の部分拡大図、第3図
は本発明におけるコード変換の手順を説明するた
めのフローチヤート、第4図は本発明におけるコ
ード変換器の一例を示すブロツク線図、第5図は
第4図示のコード変換器の動作シーケンサの説明
図、第6図および第7図は第4図示の2つのシー
ケンサの具体例を示す回路図、第8図は第6図お
よび第7図示のシーケンサの動作説明用タイミン
グチヤート、第9図は本発明DA変換器の概略構
成例を示すブロツク線図、第10図および第11
図は局部DACの2例を示す回路図である。
1……デイジタル入力端子、2……アナログ出
力端子、4……デイジタル加算器、5A,5B…
…記憶回路、6A,6B……バスセレクタ、7
A,7B……シーケンサ、8……ラツチ、9A〜
9G……制御信号線、11〜18……ナンドゲー
ト、19,20……アンドゲート、21……イン
バータ、22……2進・10進変換器、23……カ
ウンタ、24……ROM駆動信号端子、25……
加算入力端子、26A,26B……セレクト信号
出力端子、27……切換信号入力端子、28……
クロツク入力端子、29……リセツト入力端子、
31,32,33……RSフリツプフロツプ、3
4〜41……リセツト付Dフリツプフロツプ、4
2……インバータ、43……アンドゲート、51
……デイジタル入力信号端子、52……アナログ
出力信号端子、53……上位DAC、54……下
位DAC、55……アナログ加算器、56……コ
ード変換器、61……デイジタル入力信号端子、
62……アナログ出力信号端子、63……基準電
圧端子、SL0,SL1,……,SLl-1;SM0,SM1,…
…,SMn-1……アナログスイツチ、C00,CL0,
CL1,……,CLl-1;CM0,CM1,……,CMn-1……
容量、Cc……結合用容量。
Fig. 1 is a characteristic diagram showing an example of the characteristics of a 3-bit upper DAC to explain the principle of code conversion according to the present invention, Fig. 2 is a partially enlarged view of Fig. 1, and Fig. 3 is a code diagram according to the present invention. Flowchart for explaining the conversion procedure; FIG. 4 is a block diagram showing an example of the code converter according to the present invention; FIG. 5 is an explanatory diagram of the operation sequencer of the code converter shown in FIG. 4; FIG. 7 is a circuit diagram showing a specific example of the two sequencers shown in FIG. 4, FIG. 8 is a timing chart for explaining the operation of the sequencers shown in FIGS. 6 and 7, and FIG. 9 is a diagram of the DA converter of the present invention. Block diagrams showing schematic configuration examples, FIGS. 10 and 11
The figure is a circuit diagram showing two examples of local DACs. 1...Digital input terminal, 2...Analog output terminal, 4...Digital adder, 5A, 5B...
...Memory circuit, 6A, 6B...Bus selector, 7
A, 7B...Sequencer, 8...Latch, 9A~
9G... Control signal line, 11-18... NAND gate, 19, 20... AND gate, 21... Inverter, 22... Binary/decimal converter, 23... Counter, 24... ROM drive signal terminal , 25...
Addition input terminal, 26A, 26B...Select signal output terminal, 27...Switching signal input terminal, 28...
Clock input terminal, 29...reset input terminal,
31, 32, 33...RS flip-flop, 3
4 to 41...D flip-flop with reset, 4
2...Inverter, 43...And gate, 51
... Digital input signal terminal, 52 ... Analog output signal terminal, 53 ... Upper DAC, 54 ... Lower DAC, 55 ... Analog adder, 56 ... Code converter, 61 ... Digital input signal terminal,
62...Analog output signal terminal, 63...Reference voltage terminal, S L0 , S L1 ,..., S Ll-1 ; S M0 , S M1 ,...
…, S Mn-1 …Analog switch, C 00 , C L0 ,
C L1 , ..., C Ll-1 ; C M0 , C M1 , ..., C Mn-1 ...
Capacitance, C c ...Coupling capacitance.
Claims (1)
る第1のデイジタル・アナログ変換手段と、前記
第1デイジタル・アナログ変換手段の1ステツプ
分より常に大きいフルスケール出力を下位入力桁
に対応したアナログ出力として発生する第2デイ
ジタル・アナログ変換手段と、前記第1デイジタ
ル・アナログ変換手段の出力と前記第2デイジタ
ル・アナログ変換手段の出力とを加算してアナロ
グ出力信号を得る加算手段を有し、前記第2デイ
ジタル・アナログ変換手段の入出力特性を延長し
て得た特性を理想特性とし、前記第1デイジタ
ル・アナログ変換手段の入出力特性および前記理
想特性に基づいて同一アナログ出力に対するデイ
ジタルコード差を補正値として求め、該補正値を
入力コードに加算することにより、前記第1デイ
ジタル・アナログ変換手段のビツト切換点で生じ
るアナログ出力誤差を補正するデイジタル・アナ
ログ変換器において、 前記補正値を前記第1デイジタル・アナログ変
換手段の各ビツトに対応する補正量に分解し、そ
の補正量を読み出す第1手段と、 前記第1デイジタル・アナログ変換手段におけ
る最上位桁の前記補正量を前記入力コードに加算
する第2手段と、 前記第2手段から得られる加算結果が“1”で
あるときには該加算結果を新たな入力コードと
し、また該加算結果が“0”であるときには元の
前記入力コードをそのまま入力コードとして出力
する第3手段と、 前記第1デイジタル・アナログ変換手段の上位
桁から下位桁にかけて前記第1手段ないし前記第
3手段を逐次付勢する第4手段とを備え、 前記入力コードに前記第1デイジタル・アナロ
グ変換手段の各補正量を加算することを特徴とし
たデイジタル・アナログ変換器。[Scope of Claims] 1. A first digital-to-analog conversion means that generates an analog output corresponding to the upper digit input, and a full-scale output that is always larger than one step of the first digital-to-analog conversion means to the lower input digit. a second digital-to-analog conversion means for generating an analog output corresponding to the second digital-to-analog conversion means; and an addition means for adding the output of the first digital-to-analog conversion means and the output of the second digital-to-analog conversion means to obtain an analog output signal. The characteristics obtained by extending the input/output characteristics of the second digital/analog conversion means are set as ideal characteristics, and the same analog output is obtained based on the input/output characteristics of the first digital/analog conversion means and the ideal characteristics. In the digital-to-analog converter, the digital-to-analog converter corrects an analog output error occurring at a bit switching point of the first digital-to-analog conversion means by determining a digital code difference between the two as a correction value and adding the correction value to the input code. a first means for decomposing the correction value into correction amounts corresponding to each bit of the first digital-to-analog conversion means and reading out the correction amounts; a second means for adding to the input code; and when the addition result obtained from the second means is "1", the addition result is used as a new input code, and when the addition result is "0", the original A third means for outputting the input code as it is as an input code; and a fourth means for sequentially energizing the first to third means from the upper digit to the lower digit of the first digital-to-analog conversion means. , A digital-to-analog converter, characterized in that each correction amount of the first digital-to-analog conversion means is added to the input code.
Priority Applications (7)
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---|---|---|---|
JP56108135A JPS5810918A (en) | 1981-07-13 | 1981-07-13 | Digital-to-analog converter |
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GB8127325A GB2086161B (en) | 1980-09-16 | 1981-09-10 | Digital to analog convertor |
CA000385752A CA1175944A (en) | 1980-09-16 | 1981-09-11 | Digital to analog converter |
FR8117394A FR2490429B1 (en) | 1980-09-16 | 1981-09-15 | DIGITAL-TO-ANALOG CONVERTER |
DE19813136784 DE3136784A1 (en) | 1980-09-16 | 1981-09-16 | DIGITAL-ANALOG CONVERTER |
NL8104276A NL8104276A (en) | 1980-09-16 | 1981-09-16 | DIGITAL-ANALOGUE CONVERTER. |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP56108135A JPS5810918A (en) | 1981-07-13 | 1981-07-13 | Digital-to-analog converter |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5810918A JPS5810918A (en) | 1983-01-21 |
JPS6326927B2 true JPS6326927B2 (en) | 1988-06-01 |
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ID=14476813
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP56108135A Granted JPS5810918A (en) | 1980-09-16 | 1981-07-13 | Digital-to-analog converter |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JPS5810918A (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5383584B2 (en) * | 2010-04-28 | 2014-01-08 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | Current control device and method for controlling the device |
-
1981
- 1981-07-13 JP JP56108135A patent/JPS5810918A/en active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS5810918A (en) | 1983-01-21 |
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