JPS636170B2 - - Google Patents
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- JPS636170B2 JPS636170B2 JP5081880A JP5081880A JPS636170B2 JP S636170 B2 JPS636170 B2 JP S636170B2 JP 5081880 A JP5081880 A JP 5081880A JP 5081880 A JP5081880 A JP 5081880A JP S636170 B2 JPS636170 B2 JP S636170B2
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- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 28
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 230000005669 field effect Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009966 trimming Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- H03M1/68—Digital/analogue converters with conversions of different sensitivity, i.e. one conversion relating to the more significant digital bits and another conversion to the less significant bits
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Analogue/Digital Conversion (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は高精度の高ビツトD/A(デイジタ
ル/アナログ)変換器を提案したものである。
ル/アナログ)変換器を提案したものである。
従来より種々の方式のD/A変換器が実用化さ
れているが、一般に高速データ用のものは、回路
を構成する抵抗単体の精度がD/A変換器自体の
精度に大きな影響を与える構成となつているの
で、これを向上するためには高精度な抵抗が不可
欠であり高価なものとなつていた。
れているが、一般に高速データ用のものは、回路
を構成する抵抗単体の精度がD/A変換器自体の
精度に大きな影響を与える構成となつているの
で、これを向上するためには高精度な抵抗が不可
欠であり高価なものとなつていた。
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであ
つて、その目的とするところは高速データのD/
A変換が可能であり、構成素子、特に抵抗の特性
のバラツキの影響が少く高精度な高ビツトのD/
A変換器を提供するにある。
つて、その目的とするところは高速データのD/
A変換が可能であり、構成素子、特に抵抗の特性
のバラツキの影響が少く高精度な高ビツトのD/
A変換器を提供するにある。
本発明の他の目的はIGFET(絶縁ゲート型電界
効果トランジスタ)を使用し、高密度に集積する
ことが可能であり、製造が容易であつて信頼性が
高く、且つ安価なD/A変換器を提供するにあ
る。
効果トランジスタ)を使用し、高密度に集積する
ことが可能であり、製造が容易であつて信頼性が
高く、且つ安価なD/A変換器を提供するにあ
る。
本発明の更に他の目的はダイナミツクレンジが
広い信号のデイジタル処理及びその再生への応
用、例えば音声合成用等に適したD/A変換器を
提供するにある。
広い信号のデイジタル処理及びその再生への応
用、例えば音声合成用等に適したD/A変換器を
提供するにある。
以下本発明を図面に基き詳しく説明する。
第1図は本発明に係るD/A変換器の基本的構
成を示すブロツク図である。このD/A変換器は
Nビツトの2進のデイジタルデータのうち上位の
Mビツトをアナログデータに変換する第1のD/
A変換回路1と下位の(N―M)ビツトをアナロ
グデータに変換する第2のD/A変換回路2とに
て構成されている。
成を示すブロツク図である。このD/A変換器は
Nビツトの2進のデイジタルデータのうち上位の
Mビツトをアナログデータに変換する第1のD/
A変換回路1と下位の(N―M)ビツトをアナロ
グデータに変換する第2のD/A変換回路2とに
て構成されている。
まず第1のD/A変換回路1から説明するとこ
のD/A変換回路1はデコーダ11、分圧回路1
2及びスイツチング回路13からなる。分圧回路
12は2M個の均等な抵抗を直列接続してなり、両
端を、基準電位とすべき固定電位VREF、基板電位
VEの夫々に接続してあり、各抵抗の両端から引
出された分圧出力端子はスイツチング回路13に
繋ぎ込まれている。Mビツトのデータが入力され
るデコーダ11はその入力内容に応じた信号をス
イツチング回路13へ発し、デコーダ11へ入力
れたMビツトのデータに対応する2つの電位V1,
V2をスイツチング回路13から得るようにして
ある。この電位V1,V2は、Nビツトのデータa0,
a1…aN-1のうちの上位Mビツトのデータを下位側
からaN-M,aN-M+1…aN-1とし、第1のD/A変換
回路11の最小の出力電圧ステツプをeMとする
と、 V1=(aN-M・20+aN-M+1・21+…+aN-1・2M-1)・eM
…(1) V2=V1+eM …(2) で表わされる電位であり、具体的には分圧回路1
2を構成する2M個の抵抗のうち、Mビツトの入力
データに対応して選択される抵抗の両端の電位、
即ち相隣する分圧出力端子の電位、換言すれば近
接する2つの電位である。なおeMは下記(3)式で表
わされる。
のD/A変換回路1はデコーダ11、分圧回路1
2及びスイツチング回路13からなる。分圧回路
12は2M個の均等な抵抗を直列接続してなり、両
端を、基準電位とすべき固定電位VREF、基板電位
VEの夫々に接続してあり、各抵抗の両端から引
出された分圧出力端子はスイツチング回路13に
繋ぎ込まれている。Mビツトのデータが入力され
るデコーダ11はその入力内容に応じた信号をス
イツチング回路13へ発し、デコーダ11へ入力
れたMビツトのデータに対応する2つの電位V1,
V2をスイツチング回路13から得るようにして
ある。この電位V1,V2は、Nビツトのデータa0,
a1…aN-1のうちの上位Mビツトのデータを下位側
からaN-M,aN-M+1…aN-1とし、第1のD/A変換
回路11の最小の出力電圧ステツプをeMとする
と、 V1=(aN-M・20+aN-M+1・21+…+aN-1・2M-1)・eM
…(1) V2=V1+eM …(2) で表わされる電位であり、具体的には分圧回路1
2を構成する2M個の抵抗のうち、Mビツトの入力
データに対応して選択される抵抗の両端の電位、
即ち相隣する分圧出力端子の電位、換言すれば近
接する2つの電位である。なおeMは下記(3)式で表
わされる。
eM=(VREF−VE)/2M …(3)
このようなスイツチング回路13の出力電位
V1,V2はこの第1のD/A変換回路1の出力信
号であつて、ボルテージフオロワ回路としたオペ
アンプ31,32夫々へ入力され、その出力電位
V1′,V2′が第2のD/A変換回路2へ基準電位と
して与えられるようにしてある。上記オペアンプ
31,32はバツフア回路として介在させたもの
であつて第2のD/A変換回路2の基準電位を与
える電源の出力インピーダンスを低インピーダン
ス化するものであり、同効を奏する他の回路を使
用してもよい。そしてV1′,V2′は実質的にV1,
V2に等しくなる。なおIGFETを入力に使用した
オペアンプを使用する場合は入力インピーダンス
が高いので第1のD/A変換回路の出力精度に悪
影響を及ぼすことがない。またスイツチング回路
13を構成するスイツチ素子としてIGFETを使
用する場合は、制御ゲートのインピーダンスが高
いため、スイツチの制御信号が分圧出力端子へ流
れ込んで出力精度を低下させるようなことがな
い。
V1,V2はこの第1のD/A変換回路1の出力信
号であつて、ボルテージフオロワ回路としたオペ
アンプ31,32夫々へ入力され、その出力電位
V1′,V2′が第2のD/A変換回路2へ基準電位と
して与えられるようにしてある。上記オペアンプ
31,32はバツフア回路として介在させたもの
であつて第2のD/A変換回路2の基準電位を与
える電源の出力インピーダンスを低インピーダン
ス化するものであり、同効を奏する他の回路を使
用してもよい。そしてV1′,V2′は実質的にV1,
V2に等しくなる。なおIGFETを入力に使用した
オペアンプを使用する場合は入力インピーダンス
が高いので第1のD/A変換回路の出力精度に悪
影響を及ぼすことがない。またスイツチング回路
13を構成するスイツチ素子としてIGFETを使
用する場合は、制御ゲートのインピーダンスが高
いため、スイツチの制御信号が分圧出力端子へ流
れ込んで出力精度を低下させるようなことがな
い。
次に第2のD/A変換回路2は(N−M)ビツ
ト入力デコーダ21、分圧回路22及びスイツチ
ング回路23からなり、オペアンプ31,32か
ら与えられた電位V1′=V1、V2′=V2を基準電位
とすべく、2N-M個の均等な抵抗を直列接続してな
る分圧回路22の両端にこれらの電位を与えてい
る。この各抵抗の両端から引出された分圧出力端
子及びV1が与えられる端子はスイツチング回路
23に繋ぎ込まれている。(N−M)ビツトのデ
ータが入力されるデコーダ21はその入力内容に
応じた信号をスイツチング回路23へ発し、デコ
ーダ21へ入力された(N−M)ビツトのデータ
に対応する分圧出力端子の電位又はV1を第2の
D/A変換回路、そして本発明のD/A変換器の
出力VOUTとして出力するようにしてある。
ト入力デコーダ21、分圧回路22及びスイツチ
ング回路23からなり、オペアンプ31,32か
ら与えられた電位V1′=V1、V2′=V2を基準電位
とすべく、2N-M個の均等な抵抗を直列接続してな
る分圧回路22の両端にこれらの電位を与えてい
る。この各抵抗の両端から引出された分圧出力端
子及びV1が与えられる端子はスイツチング回路
23に繋ぎ込まれている。(N−M)ビツトのデ
ータが入力されるデコーダ21はその入力内容に
応じた信号をスイツチング回路23へ発し、デコ
ーダ21へ入力された(N−M)ビツトのデータ
に対応する分圧出力端子の電位又はV1を第2の
D/A変換回路、そして本発明のD/A変換器の
出力VOUTとして出力するようにしてある。
(2)式よりV2−V1=eMであるから、第2のD/
A変換回路の最小の出力電圧ステツプeNは eN=eM/2N-M となるが (3)式を代入すると eN=(VREF−VE)/2N …(4) となる。下位(N−M)ビツトのデータをa0,a1
…aN-M-1とすると VOUT=(a0・20+a1・21+…+aN-M-1・2N-M-1)eN+V1 となるがこれに(1)式及び(4)式を代入すると VOUT=(a0・20+a1・21+…+aN-M-1・2N-M-1+aN-M・
2N-M…aN-1・2N-1) ×(VREF−VE)/2N …(5) となり、これが本発明に係るD/A変換器のアナ
ログ出力として取出されることになる。なお第2
のD/A変換回路としては一般的なラダー抵抗型
のものも使用可能である。
A変換回路の最小の出力電圧ステツプeNは eN=eM/2N-M となるが (3)式を代入すると eN=(VREF−VE)/2N …(4) となる。下位(N−M)ビツトのデータをa0,a1
…aN-M-1とすると VOUT=(a0・20+a1・21+…+aN-M-1・2N-M-1)eN+V1 となるがこれに(1)式及び(4)式を代入すると VOUT=(a0・20+a1・21+…+aN-M-1・2N-M-1+aN-M・
2N-M…aN-1・2N-1) ×(VREF−VE)/2N …(5) となり、これが本発明に係るD/A変換器のアナ
ログ出力として取出されることになる。なお第2
のD/A変換回路としては一般的なラダー抵抗型
のものも使用可能である。
第2図は本発明に係るD/A変換器の具体的構
成例を示す略示回路図である。この実施例では14
ビツトのデータA0,A1〜A13のうち上位8ビツト
のデータA6,A7〜A13を第1のD/A変換回路1
のデコーダ11に、また下位6ビツトのデータ
A0,A1〜A5を第2のD/A変換回路2のデコー
ダ21に与えるようにしてある。第1のD/A変
換回路1の分圧回路12は28個の等しい値の抵抗
4を直列接続してなり、VREF,VE間を28に分圧
している。従つて分圧出力端子間の電圧ステツプ
(前記eM)は(VREF−VE)/28となつている。分
圧回路12における抵抗4相互間の分圧出力端子
及び電位VEの端子は夫々IGFET5,5…を介し
てオペアンプ31の+入力端子に連なつている。
また抵抗4相互間の分圧出力端子及び電圧VREFの
端子は夫々IGFET6,6…を介してオペアンプ
32の+入力端子に連なつている。IGFET5,
5…6,6…は前記スイツチング回路13を構成
するものであつて、デコーダ11の28個の出力の
夫々が各抵抗4のVREF側に連るIGFET6とVE側
に連るIGFET5とを同時的に導通せしめ得るよ
うにこれらのゲートに接続されており、1組の
IGFET6及び5の導通により入力された上位8
ビツトのデータに応じた出力V2及びV1を得、こ
れらをオペアンプ32及び31夫々へ与えるよう
にしてある。
成例を示す略示回路図である。この実施例では14
ビツトのデータA0,A1〜A13のうち上位8ビツト
のデータA6,A7〜A13を第1のD/A変換回路1
のデコーダ11に、また下位6ビツトのデータ
A0,A1〜A5を第2のD/A変換回路2のデコー
ダ21に与えるようにしてある。第1のD/A変
換回路1の分圧回路12は28個の等しい値の抵抗
4を直列接続してなり、VREF,VE間を28に分圧
している。従つて分圧出力端子間の電圧ステツプ
(前記eM)は(VREF−VE)/28となつている。分
圧回路12における抵抗4相互間の分圧出力端子
及び電位VEの端子は夫々IGFET5,5…を介し
てオペアンプ31の+入力端子に連なつている。
また抵抗4相互間の分圧出力端子及び電圧VREFの
端子は夫々IGFET6,6…を介してオペアンプ
32の+入力端子に連なつている。IGFET5,
5…6,6…は前記スイツチング回路13を構成
するものであつて、デコーダ11の28個の出力の
夫々が各抵抗4のVREF側に連るIGFET6とVE側
に連るIGFET5とを同時的に導通せしめ得るよ
うにこれらのゲートに接続されており、1組の
IGFET6及び5の導通により入力された上位8
ビツトのデータに応じた出力V2及びV1を得、こ
れらをオペアンプ32及び31夫々へ与えるよう
にしてある。
第2のD/A変換回路2の分圧回路22は26個
の等しい値の抵抗7を直列接続してなり、第1の
D/A変換回路1からオペアンプ32,31を介
して与えられるV2′(=V2),V1′(=V1)を26に分
圧している。この分圧回路22のV1側端子及び
各分圧出力端子は夫々にIGFET8,8…を介し
て一括され、この一括端子を出力VOUTを取出す
ための端子としている。IGFET8,8…は前記
スイツチング回路23を構成するものであつて、
デコーダ21の26個の各出力がIGFET8,8…
の各ゲートへ与えられ、入力された下位6ビツト
のデータに応じたデコーダ21の出力によりいず
れかのIGFET8が導通され、分圧回路23の分
圧出力又はV1がVOUTとして取出されることにな
る。
の等しい値の抵抗7を直列接続してなり、第1の
D/A変換回路1からオペアンプ32,31を介
して与えられるV2′(=V2),V1′(=V1)を26に分
圧している。この分圧回路22のV1側端子及び
各分圧出力端子は夫々にIGFET8,8…を介し
て一括され、この一括端子を出力VOUTを取出す
ための端子としている。IGFET8,8…は前記
スイツチング回路23を構成するものであつて、
デコーダ21の26個の各出力がIGFET8,8…
の各ゲートへ与えられ、入力された下位6ビツト
のデータに応じたデコーダ21の出力によりいず
れかのIGFET8が導通され、分圧回路23の分
圧出力又はV1がVOUTとして取出されることにな
る。
叙上の如く構成された本発明のD/A変換器に
おいては第1のD/A変換回路において抵抗分圧
方式を採つているのでIGFETの導通抵抗のバラ
ツキは直接にはD/A変換出力の確度に影響しな
い。また分圧回路を構成する抵抗の値が1%ずれ
たとしてもV1,V2は最小ステツプ電圧の1%ず
れるにすぎず、これはVREF−VE値の僅か0.004%
である。
おいては第1のD/A変換回路において抵抗分圧
方式を採つているのでIGFETの導通抵抗のバラ
ツキは直接にはD/A変換出力の確度に影響しな
い。また分圧回路を構成する抵抗の値が1%ずれ
たとしてもV1,V2は最小ステツプ電圧の1%ず
れるにすぎず、これはVREF−VE値の僅か0.004%
である。
一方第3図に示す如く、R―2R抵抗ラダーを
用いたD/A変換器(基準電位をVREF,VE、14
ビツトのデイジタル入力をA0,A1〜A13、アナロ
グ出力をVOUTで示してある)では切換スイツチ
9に直流電流が流れるので、高精度にするために
はこの切換スイツチとするIGFETの導通抵抗を
ラダーの抵抗に比して十分小さくする必要があ
り、実用上、高ビツトのD/A変換器にIGFET
を適用することは困難である。また第3図のD/
A変換器において最上位ビツトA13の抵抗10が
1%ずれると出力電圧VOUTはVREF−VEに対し最
大0.5%の誤差を生じることになる。
用いたD/A変換器(基準電位をVREF,VE、14
ビツトのデイジタル入力をA0,A1〜A13、アナロ
グ出力をVOUTで示してある)では切換スイツチ
9に直流電流が流れるので、高精度にするために
はこの切換スイツチとするIGFETの導通抵抗を
ラダーの抵抗に比して十分小さくする必要があ
り、実用上、高ビツトのD/A変換器にIGFET
を適用することは困難である。また第3図のD/
A変換器において最上位ビツトA13の抵抗10が
1%ずれると出力電圧VOUTはVREF−VEに対し最
大0.5%の誤差を生じることになる。
このような従来方式のD/A変換器との比較か
ら明らかな如く本発明による場合は高精度で、且
つ単調性が保証された、高速データの変換が可能
な、高ビツトのD/A変換器が実現できる。そし
てスイツチング素子としてIGFETを使用し得る
ので高密度に集積化し得、またこのIGFETの導
通抵抗値、分圧回路を構成する抵抗の値にバラツ
キがあつてもそれによる精度への影響は殆んどな
いので、従来の如く高精度の抵抗を得るためにト
リミングをするような必要がなく製造が容易とな
り、安価に提供でき更に信頼度も高まる。そして
本発明のD/A変換器は単調性が保証されてお
り、且つ高ビツト、高速データのD/A変換が可
能であるので、ダイナミツクレンジの広い信号の
デイジタル処理、その再生への応用に適してい
る。
ら明らかな如く本発明による場合は高精度で、且
つ単調性が保証された、高速データの変換が可能
な、高ビツトのD/A変換器が実現できる。そし
てスイツチング素子としてIGFETを使用し得る
ので高密度に集積化し得、またこのIGFETの導
通抵抗値、分圧回路を構成する抵抗の値にバラツ
キがあつてもそれによる精度への影響は殆んどな
いので、従来の如く高精度の抵抗を得るためにト
リミングをするような必要がなく製造が容易とな
り、安価に提供でき更に信頼度も高まる。そして
本発明のD/A変換器は単調性が保証されてお
り、且つ高ビツト、高速データのD/A変換が可
能であるので、ダイナミツクレンジの広い信号の
デイジタル処理、その再生への応用に適してい
る。
なお上述の実施例は2進のデイジタルデータを
変換する構成のものとしたが、本発明は2進化10
進のデータ、その他n進のデータの変換用に広く
適用できる。例えば2進化10進のデータの場合、
入力データのデコーダ11,21をそれに適合す
るように構成すればよく、例えばA0〜A7の下位
8ビツトを第2のD/A変換回路2で、また上位
6ビツトを第1のD/A変換器1で変換する如
く、下位側を4ビツト単位で分割し得るように両
回路へのビツトの割付けを行えばよい。
変換する構成のものとしたが、本発明は2進化10
進のデータ、その他n進のデータの変換用に広く
適用できる。例えば2進化10進のデータの場合、
入力データのデコーダ11,21をそれに適合す
るように構成すればよく、例えばA0〜A7の下位
8ビツトを第2のD/A変換回路2で、また上位
6ビツトを第1のD/A変換器1で変換する如
く、下位側を4ビツト単位で分割し得るように両
回路へのビツトの割付けを行えばよい。
第1図は本発明に係るD/A変換器の基本的構
成を示すブロツク図、第2図は具体的構成例を示
す略示回路図、第3図は従来公知のR―2R抵抗
ラダーを用いたD/A変換器の模式的回路図であ
る。 11,21…デコーダ、12,22…分圧回
路、13,23…スイツチング回路、31,32
…オペアンプ。
成を示すブロツク図、第2図は具体的構成例を示
す略示回路図、第3図は従来公知のR―2R抵抗
ラダーを用いたD/A変換器の模式的回路図であ
る。 11,21…デコーダ、12,22…分圧回
路、13,23…スイツチング回路、31,32
…オペアンプ。
Claims (1)
- 1 Nビツトのデイジタルデータの上位Mビツト
をデコードする手段、第1の基準電位と第2の基
準電位との間を2M個の抵抗により分圧する手段、
及び該分圧手段から前記デコード手段の出力に応
じた近接2電位を選択的に取出す手段を備えた第
1のD/A変換回路と、下位(N−M)ビツトの
ために設けられ、前記近接2電位を基準電位とす
るように構成された第2のD/A変換回路とを具
備することを特徴とする、NビツトのD/A変換
器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5081880A JPS56146326A (en) | 1980-04-16 | 1980-04-16 | Digital-to-analog converter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5081880A JPS56146326A (en) | 1980-04-16 | 1980-04-16 | Digital-to-analog converter |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS56146326A JPS56146326A (en) | 1981-11-13 |
JPS636170B2 true JPS636170B2 (ja) | 1988-02-08 |
Family
ID=12869335
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5081880A Granted JPS56146326A (en) | 1980-04-16 | 1980-04-16 | Digital-to-analog converter |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS56146326A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8830103B2 (en) | 2012-02-27 | 2014-09-09 | Fujitsu Semiconductor Limited | D/A converter |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5944125A (ja) * | 1982-09-07 | 1984-03-12 | Toshiba Corp | デジタル−アナログ変換器 |
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- 1980-04-16 JP JP5081880A patent/JPS56146326A/ja active Granted
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Also Published As
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JPS56146326A (en) | 1981-11-13 |
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