KR19990026127A - Digital-to-analog conversion circuit for high integration - Google Patents
Digital-to-analog conversion circuit for high integration Download PDFInfo
- Publication number
- KR19990026127A KR19990026127A KR1019970048110A KR19970048110A KR19990026127A KR 19990026127 A KR19990026127 A KR 19990026127A KR 1019970048110 A KR1019970048110 A KR 1019970048110A KR 19970048110 A KR19970048110 A KR 19970048110A KR 19990026127 A KR19990026127 A KR 19990026127A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- bits
- signals
- group
- resistors
- decoder
- Prior art date
Links
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)
Abstract
본 발명은 디지털-아날로그 변환 회로에 관한 것으로서, 더 구체적으로는 면적을 최소화하기 위한 디지털-아날로그 변환 회로에 관한 것으로서, 외부로부터 인가되는 N비트의 디지털신호를 받아들여 이를 아날로그 신호로 변환하는 디지털-아날로그 변환 회로에 있어서, 상기 N비트의 디지털신호 중 제 1 그룹의 비트들을 디코딩하여 스위치 구동 신호들을 발생하는 제 1 디코더와; N비트의 디지털 신호 중 상기 제 1 그룹의 비트들을 제외한 나머지 제 2 그룹의 비트들을 디코딩하여 선택 신호와 비선택신호들을 발생하는 제 2 디코더와; 상기 제 1 디코더로부터의 스위치 구동 신호에 응답하여 제 1 전압들을 발생하는 전압발생부와; 상기 제 2 디코더로부터의 선택 신호와 비선택신호들에 응답하여 상기 제 1 전압들을 동등한 비율로 분배하는 전압분배부와: 상기 제 2 디코더의 선택 신호와 비선택신호들에 응답하여 상기 분배 전압들 중 하나를 선택하여 출력하는 선택부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이와 같은 회로에 의해서 디지털-아날로그 변환 회로의 면적을 줄일 수 있다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a digital-analog conversion circuit, and more particularly, to a digital-analog conversion circuit for minimizing an area. An analog conversion circuit, comprising: a first decoder for decoding switch bits of a first group of the N-bit digital signals to generate switch driving signals; A second decoder for decoding the bits of the second group except for the first group of bits of the N-bit digital signal to generate a selection signal and non-selection signals; A voltage generator generating first voltages in response to a switch driving signal from the first decoder; A voltage divider for dividing the first voltages in equal proportions in response to the select signal and the unselected signals from the second decoder: the divided voltages in response to the select signal and the unselected signals of the second decoder; It characterized in that it comprises a selection unit for selecting one of the output. Such a circuit can reduce the area of the digital-analog conversion circuit.
Description
본 발명은 디지털-아날로그 변환 회로(digital analog converter)에 관한 것으로서, 더 구체적으로는 고집적을 위한 디지털-아날로그 변환 회로에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to digital analog converters and, more particularly, to digital to analog converter circuits for high integration.
디지털-아날로그 변환 회로는 시스템이 고성능화 되면서, 변환기의 특성을 나타내는 해상도가 높은 수준을 요구하고 있는 추세이다.Digital-to-analog conversion circuits are demanding higher levels of resolution that characterize the converter as the system becomes more efficient.
도 1은 종래 기술에 따른 디지털-아날로그 변환 회로의 구성을 보여주는 회로도이다.1 is a circuit diagram showing the configuration of a digital-analog conversion circuit according to the prior art.
도 1을 참고하면, 디지털-아날로그 변환기는 디코더(10), 전압 분배 회로(20), 그리고 선택 회로(30)를 구비한다. 상기 디코더(10)는 외부로부터 N비트의 디지털 신호를 인가받아 이를 디코딩함으로써 2N개의 선택 신호 및 비선택신호들을 출력하며, 상기 선택 신호는 전압 분배 회로의 분배전압들 중 하나를 선택하기 위한 신호이다. 전압 분배 회로(20)는 상위 기준 전압(VREFT)과 하위 기준 전압(VREFB)이 인가되는 제 1 및 제 2 입력 단자들 사이에 직렬로 접속되는 복수개의 저항들(R1∼Rn)을 포함하여 상기 기준 전압들을 저항비에 따라 분배한다. 그리고 선택 회로(30)는 상기 선택 신호와 비선택신호들에 응답하여 여러 분배 전압들 중 하나를 선택하는데, 이는 상기 각 저항의 접속점에 연결되는 스위치들{sw0∼sw(n-1)}로 인해 결정된다. 그리고 선택 회로의 출력단에 접속되는 op amp는 선택된 상기 분배전압의 레벨을 증폭하여 N비트의 디지털 입력 신호에 대응하는 아날로그 신호를 출력한다. 상기와 같은 구성을 갖는 디지털-아날로그 회로는 해상도(resolution)의 측면에서 저항이나 스위치같은 수동 소자의 정밀도에 의해 민감하게 반응하며, 또 상기 해상도는 변환기의 특성을 나타내는 지표로서 이를 높일수록 제품의 질은 향상된다.Referring to FIG. 1, the digital-to-analog converter includes a decoder 10, a voltage distribution circuit 20, and a selection circuit 30. The decoder 10 receives an N-bit digital signal from the outside and decodes it to output 2 N selection signals and non-selection signals, and the selection signal is a signal for selecting one of the distribution voltages of the voltage distribution circuit. to be. The voltage divider circuit 20 includes a plurality of resistors R1 to Rn connected in series between the first and second input terminals to which the upper reference voltage VREFT and the lower reference voltage VREFB are applied. The reference voltages are divided according to the resistance ratio. The selection circuit 30 selects one of several distribution voltages in response to the selection signal and the non-selection signals, which are connected to the switches {sw0 to sw (n-1)} connected to the connection points of the respective resistors. Is determined due to. The op amp connected to the output terminal of the selection circuit amplifies the level of the selected divided voltage and outputs an analog signal corresponding to the N-bit digital input signal. The digital-analog circuit having the above configuration reacts sensitively by the precision of passive elements such as resistors and switches in terms of resolution, and the resolution is an indicator of the characteristics of the transducer. Is improved.
그러나, 상술한 바와 같은 디지털-아날로그 변환기는 해상도를 높일수록, 그리고 입력 디지털 신호의 비트수를 증가시킬수록 저항이 기하급수적으로 증가하게 되는 문제점이 발생된다. 그리고 전압 분배 회로의 저항열은 입력 디지털신호의 비트수에 의해 저항수가 2N개로 결정되는데, 4비트의 경우에는 24개의 저항만을 가지고도 동작이 가능하지만 20비트의 입력 디지털 신호의 경우에는 220개나 되는 저항들이 필요하다. 또 저항의 수가 기하급수적으로 증가하면, 이들의 각 접속점에 대응되는 스위치의 수도 증가하게 되고, 이들 스위치들을 구동하기 위한 신호들을 발생하는 디코더의 면적도 증가할 수밖에 없다. 상기와 같이 저항, 스위치, 디코더들의 수와 면적이 증가함에 따라 스위칭에 의한 노이즈 성분이 증가하여 디지털-아날로그 변환 회로의 특성이 저하되는 문제점이 발생하게 된다.However, the digital-to-analog converter described above has a problem in that the resistance increases exponentially as the resolution is increased and the number of bits of the input digital signal is increased. In addition, the resistance column of the voltage divider circuit is determined by the number of bits of the input digital signal to be 2 N. In the case of 4 bits, only 2 or 4 resistors can operate, but in the case of a 20 bit input digital signal, As many as 20 resistors are needed. In addition, as the number of resistors increases exponentially, the number of switches corresponding to their respective connection points increases, and the area of the decoder generating signals for driving these switches also increases. As described above, as the number and area of the resistors, the switches, and the decoders increase, the noise component due to the switching increases, resulting in a deterioration of the characteristics of the digital-analog conversion circuit.
본 발명의 목적은 디지털-아날로그 변환 회로의 저항 및 스위치들의 수를 줄여 면적의 최소화를 이루는 것과 동시에 해상도를 높이기 위함이다.It is an object of the present invention to reduce the number of resistors and switches in a digital-to-analog conversion circuit to minimize the area and to increase the resolution.
도 1은 종래 기술에 따른 디지털-아날로그 변환 회로의 구성을 보여주는 회로도:1 is a circuit diagram showing the configuration of a digital-analog conversion circuit according to the prior art:
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 디지털-아날로그 변환 회로의 구성을 보여주는 회로도:2 is a circuit diagram showing a configuration of a digital-analog conversion circuit according to an embodiment of the present invention:
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 디지털-아날로그 변환 회로 구성을 상세하게 보여주는 회로도:3 is a circuit diagram showing in detail a digital-analog conversion circuit configuration according to an embodiment of the present invention:
도 4a는 제 1 디코더의 구동 신호에 응답하는 스위치들의 동작 타이밍도:4A is an operation timing diagram of switches in response to a drive signal of a first decoder:
도 4b는 제 2 디코더의 선택 신호에 응답하는 스위치들의 동작 타이밍도:4B is an operation timing diagram of switches in response to a selection signal of a second decoder:
도 5는 디지털 신호들에 대응하는 아날로그 신호의 출력을 보여주는 도면:5 shows an output of an analog signal corresponding to digital signals:
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
100 : 제 1 디코더 200 : 제 2 디코더100: first decoder 200: second decoder
300 : 전압발생부 400 : 전압분배부300: voltage generator 400: voltage divider
500 : 선택부500: selection
(구성)(Configuration)
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 일 특징에 의하면, 외부로부터 인가되는 N비트(여기서, N은 양의 정수)의 디지털신호를 받아들여 이를 아날로그 신호로 변환하는 디지털-아날로그 변환 회로에 있어서, 상기 N비트의 디지털신호 중 제 1 그룹의 비트들을 디코딩하여 스위치 구동 신호들을 발생하는 제 1 디코더와; N비트의 디지털 신호 중 상기 제 1 그룹의 비트들을 제외한 나머지 제 2 그룹의 비트들을 디코딩하여 선택 신호와 비선택신호들을 발생하는 제 2 디코더와; 상기 제 1 디코더로부터의 스위치 구동 신호에 응답하여 제 1 전압들을 발생하는 전압발생부와; 상기 제 2 디코더로부터의 선택 신호와 비선택신호들에 응답하여 상기 제 1 전압들을 동등한 비율로 분배하는 전압분배부와: 상기 제 2 디코더의 선택 신호와 비선택신호들에 응답하여 상기 분배 전압들 중 하나를 선택하여 출력하는 선택부를 포함하며, 상기 전압발생부는 외부로부터 제 1 상위 기준 전압을 받아들이기 위한 제 1 입력 단자와; 외부로부터 제 1 하위 기준 전압을 받아들이기 위한 제 2 입력 단자와; 상기 제 1 입력 단자와 제 2 입력 단자사이에 직렬로 접속되는 저항들의 제 1 어레이와; 상기 제 1 디코더로부터의 스위치 구동 신호들에 응답하여 상기 저항들을 전기적으로 상호 절연 내지 접속시켜 제 1 저항열과 제 2 저항열로 분리하는 제 1 스위치군과; 상기 저항들이 상기 선택 신호들 및 비선택신호에 응답하여 상기 저항어레이가 제 1 저항열과 제 2 저항열로 분리될 때, 상기 전압분배부로 한 쌍의 제 1 전압들을 전달하는 제 2 스위치군을 포함하는 것을 특징으로 한다.According to one aspect for achieving the above object, in the digital-to-analog conversion circuit for receiving a digital signal of N bits (where N is a positive integer) applied from the outside and converting it to an analog signal, the A first decoder for decoding the first group of bits of the N-bit digital signal to generate switch driving signals; A second decoder for decoding the bits of the second group except for the first group of bits of the N-bit digital signal to generate a selection signal and non-selection signals; A voltage generator generating first voltages in response to a switch driving signal from the first decoder; A voltage divider for dividing the first voltages in equal proportions in response to the select signal and the unselected signals from the second decoder: the divided voltages in response to the select signal and the unselected signals of the second decoder; A selector configured to select and output one of the first and second voltage generators, the voltage generator comprising: a first input terminal configured to receive a first upper reference voltage from an external source; A second input terminal for receiving a first lower reference voltage from the outside; A first array of resistors connected in series between the first input terminal and the second input terminal; A first switch group that electrically isolates and connects the resistors in response to switch drive signals from the first decoder to separate the first resistor string and the second resistor string; And a second switch group configured to transfer a pair of first voltages to the voltage divider when the resistors are divided into a first resistor string and a second resistor string in response to the selection signals and the non-selection signal. Characterized in that.
이 회로의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 전압분배부는 제 2 상위 기준 전압이 상기 전압발생부로부터 전달되는 제 1 노드와; 제 2 하위 기준 전압이 상기 전압발생부로부터 전달되는 제 2 노드와; 상기 제 1 노드와 제 2 노드사이에 직렬로 접속되는 저항들의 제 2 어레이를 포함하는 것을 특징으로 한다.In a preferred embodiment of the circuit, the voltage divider includes: a first node through which a second upper reference voltage is transmitted from the voltage generator; A second node through which a second lower reference voltage is transmitted from the voltage generator; And a second array of resistors connected in series between the first node and the second node.
이 회로의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 선택부는 선택된 분배 전압이 전달되는 제 3 노드와; 상기 저항들의 접속점과 제 3 노드사이에 접속되는 제 2 스위치군을 포함하는 것을 특징으로 한다.In a preferred embodiment of this circuit, the selector comprises: a third node to which the selected divided voltage is to be delivered; And a second switch group connected between the connection point of the resistors and the third node.
이 회로의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 제 1 전압들은 제 1 상위 기준 전압과 제 2 하위 기준 전압이 제 1 저항열과 제 2 저항열의 저항비만큼 강하된 전압들인 것을 특징으로 한다.In a preferred embodiment of the circuit, the first voltages are characterized in that the first upper reference voltage and the second lower reference voltage are lowered by the resistance ratio of the first resistance string and the second resistance string.
이 회로의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 제 1 스위치군은 상기 저항들 사이에 접속되는 접속 스위치들과; 상기 저항들의 제 1 어레이 양끝단과 상기 제 1 및 제 2 전원단자사이에 각각 접속되는 상하단 스위치들을 포함한다.In a preferred embodiment of this circuit, the first switch group comprises: connection switches connected between the resistors; Upper and lower switches connected between both ends of the first array of resistors and the first and second power terminals, respectively.
이 회로의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 제 2 스위치군은 상기 제 1 스위치군의 각 양단에 접속되는 2X개의 스위치쌍들을 포함한다.In a preferred embodiment of this circuit, the second switch group comprises 2 X switch pairs connected to each end of the first switch group.
이 회로의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 선택부는 선택된 분배전압이 전달되는 제 3 노드와; 상기 저항들의 상호 접속점과 상기 제 3 노드사이에 연결되는 (2Y)개의 스위치들을 포함하는 것을 특징으로 한다.In a preferred embodiment of this circuit, the selector comprises: a third node to which the selected divided voltage is transmitted; And (2 Y ) switches connected between the interconnection point of the resistors and the third node.
이 회로의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 N 비트의 디지털 신호 중 상위 X비트에 대응하는 제 1 그룹과, 하위 Y비트에 대응하는 제 2 그룹에 있어서, 상기 X비트들과 Y비트들의 합은 N비트인 것을 특징으로 한다.In a preferred embodiment of this circuit, in the first group corresponding to the upper X bits of the N bits of the digital signal and the second group corresponding to the lower Y bits, the sum of the X bits and the Y bits is N. It is characterized by being a bit.
이 회로의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 제 1 그룹의 X비트는 상기 N 비트를 N/2로 분할한 것 중 상위 N/2비트이며, 제 2 그룹의 Y비트는 나머지 하위 N/2비트인 것을 특징으로 한다.In a preferred embodiment of this circuit, the X bits of the first group are the upper N / 2 bits of the N bits divided by N / 2, and the Y bits of the second group are the remaining lower N / 2 bits. It is characterized by.
이 회로의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 제 1 그룹은 상위 N/2비트보다 적은 비트수를 갖고, 상기 제 2 그룹은 하위 N/2비트보다 많은 비트수를 갖는 것을 특징으로 한다.In a preferred embodiment of this circuit, the first group has fewer bits than the upper N / 2 bits, and the second group has more bits than the lower N / 2 bits.
이 회로의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 제 1 그룹은 상위 N/2비트보다 많은 비트수를 갖고, 상기 제 2 그룹은 하위 N/2비트보다 적은 비트수를 갖는 것을 특징으로 한다.In a preferred embodiment of this circuit, the first group has more bits than the upper N / 2 bits, and the second group has fewer bits than the lower N / 2 bits.
이 회로의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 저항들의 제 1 어레이는 동일한 저항값을 갖는 (2X-1)개의 저항들을 포함하는 것을 특징으로 한다.In a preferred embodiment of this circuit, the first array of resistors comprises (2 X -1) resistors having the same resistance value.
이 회로의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 저항들의 제 2 어레이는 동일한 저항값을 갖는 (2Y)개의 저항들을 포함하는 것을 특징으로 한다.In a preferred embodiment of this circuit, the second array of resistors comprises (2 Y ) resistors having the same resistance value.
(실시예)(Example)
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 디지털-아날로그 변환 회로의 구성을 보여주는 블록도이다.2 is a block diagram showing the configuration of a digital-analog conversion circuit according to an embodiment of the present invention.
디지털-아날로그 변환 회로는 제 1 디코더(100), 제 2 디코더(200), 전압 발생 회로(300), 전압 분배 회로(400), 그리고 선택 회로(500)를 포함한다. 상기 제 1 디코더(100)는 N비트의 디지털 신호 중 최상위비트로부터 X비트 신호를 디코딩하여 스위치 구동 신호들을 발생하고, 제 2 디코더(100)는 최하위 비트로부터 Y비트 신호를 디코딩하여 선택 신호 및 비선택신호들을 발생한다. 그리고 전압 발생 회로(300)는 외부로부터 제 1 상위 기준 전압(VREFT1)과 제 1 하위 기준 전압(VREFB1)을 인가받고, 상기 구동 신호들에 의해 응답하여 발생되는 전압들을 전압 분배 회로(400)로 인가한다. 그리고 상기 전압 발생 회로(300)로부터 전달되는 전압들(VREFT2, VREFB2)은 전압 분배 회로(400)를 통해 일정 비율로 분배되고, 이렇게 분배된 전압들은 선택 회로(500)를 통해 출력된다.The digital-analog conversion circuit includes a first decoder 100, a second decoder 200, a voltage generator circuit 300, a voltage divider circuit 400, and a select circuit 500. The first decoder 100 decodes the X-bit signal from the most significant bit of the N-bit digital signal to generate switch driving signals, and the second decoder 100 decodes the Y-bit signal from the least significant bit to select and deselect the signal. Generate selection signals. In addition, the voltage generation circuit 300 receives a first upper reference voltage VREFT1 and a first lower reference voltage VREFB1 from the outside and transfers the voltages generated in response to the driving signals to the voltage distribution circuit 400. Is authorized. The voltages VREFT2 and VREFB2 delivered from the voltage generation circuit 300 are distributed at a predetermined rate through the voltage distribution circuit 400, and the divided voltages are output through the selection circuit 500.
도 3은 4비트의 디지털신호에 대한 디지털-아날로그 변환 회로의 구성을 상세하게 보여주는 회로도이다.3 is a circuit diagram showing in detail the configuration of a digital-analog conversion circuit for a 4-bit digital signal.
제 1 디코더(100)와 제 2 디코더(200)는 N비트의 디지털 신호를 상위 X비트와 하위 Y비트를 분할하여 인가받아 동작을 수행하며, 상기 상위 X비트와 하위 Y비트를 합한 것이 바로 N비트이다. 제 1 디코더(100)는 제 1 그룹의 비트들을 받아들여 (2X+1)개의 구동 신호들을 발생하고, 상기 구동 신호들은 제 1 구동 신호군과 제 2 구동 신호군으로 나누어진다. 제 2 디코더(200)는 제 2 그룹의 비트들을 받아들여 2Y개의 선택 신호 및 비선택신호들을 발생한다. 상기 구동 신호들은 스위치들(swi, swti, swbi)을 온으프 시키기 위한 것이며, 선택 신호들은 전압분배회로(400)의 분배전압들 중 하나를 선택하기 위한 신호이다.The first decoder 100 and the second decoder 200 receive an N-bit digital signal by dividing an upper X bit and a lower Y bit to perform an operation, and the sum of the upper X bit and the lower Y bit is N. Bit. The first decoder 100 receives the first group of bits to generate (2 X + 1 ) driving signals, and the driving signals are divided into a first driving signal group and a second driving signal group. The second decoder 200 receives the second group of bits and generates 2 Y select signals and non-select signals. The driving signals are for turning off the switches swi, swti, swbi, and the selection signals are signals for selecting one of the distribution voltages of the voltage distribution circuit 400.
전압 발생 회로(300)는 상위 기준 전압(VREFT)을 인가받는 제 1 입력 단자(1)와 하위 기준 전압(VREFB)이 인가되는 제 2 입력 단자(2)사이에 직렬로 배열되는 저항들(RM1∼RM3)의 어레이를 구비하며, 상기 저항들(R) 사이에 그리고 제 1 및 제 2 입력 단자(1)(2)과 상기 저항 어레이 양끝단에 접속되는 제 1 스위치군(sw0, sw1, sw2, sw3)을 포함한다. 그리고 상기 제 1 스위치군(sw0, sw1, sw2, sw3)의 각 스위치 양단에 접속되는 제 2 스위치쌍들(swti, swbi)은 제 1 노드(N1)와 제 2 노드(N2)에 타단들이 공통으로 접속되어 있다. 즉 제 2 스위치쌍들(swt, swb)중 제 1 스위치군내 각 스위치(swi)의 상단에 접속되는 상단 스위치들(swt0, swt1, swt2, swt3)은 제 1 노드(N1)로 타단들이 공통 접속되고, 상기 각 스위치(swi)의 하단에 접속되는 하단 스위치들(swb0, swb1, swb2, swbB3)은 제 2 노드(N2)에 타단들이 모두 공통 접속된다.The voltage generation circuit 300 includes resistors RM1 arranged in series between the first input terminal 1 to which the upper reference voltage VREFT is applied and the second input terminal 2 to which the lower reference voltage VREFB is applied. A first switch group sw0, sw1, sw2 connected between the resistors R and at both ends of the first and second input terminals 1 and 2 and the resistor array; , sw3). The second switch pairs swti and swbi connected to both ends of each switch of the first switch group sw0, sw1, sw2 and sw3 have the other ends common to the first node N1 and the second node N2. Is connected. That is, the upper switches swt0, swt1, swt2 and swt3 connected to the upper end of each switch swi in the first switch group among the second switch pairs wt and swb are commonly connected to the first node N1. The lower switches swb0, swb1, swb2, and swbB3 connected to the lower ends of the switches swi are commonly connected to the other ends of the second node N2.
계속해서, 전압 분배 회로(400)는 상기 제 1 노드(N1)와 제 2 노드(N2)사이에 직렬로 접속되는 저항들(RL1∼RL4)을 포함하고, 선택 회로(500)는 상기 저항들(RL1∼RL4)의 상호 접속점에 대응되는 스위치들(swl1, swl2, swl3, swl4)을 구비한다. 상기 선택 회로(500)의 출력단에는 op amp가 구비되어 있으며, 상기 op amp는 이 분야의 통상적인 지식을 습득한 자들에게는 널리 알려진 기술이므로 이하 설명을 생략한다.Subsequently, the voltage distribution circuit 400 includes resistors RL1 to RL4 connected in series between the first node N1 and the second node N2, and the selection circuit 500 includes the resistors. Switches swl1, swl2, swl3, swl4 corresponding to the interconnection points of RL1 to RL4. An op amp is provided at the output terminal of the selection circuit 500. Since the op amp is well known to those skilled in the art, the following description is omitted.
이하 상술한 바와 같은 구성을 갖는 디지털-아날로그 변환 회로를 4비트의 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환할 경우에 구체적인 예를 참고 도면들 도 3내지 도 4a, 도 4b에 의거하여 설명하고자 한다.Hereinafter, a detailed example of converting a 4-bit digital signal into an analog signal in the digital-analog conversion circuit having the above-described configuration will be described with reference to FIGS. 3 to 4A and 4B.
도 4a는 제 1 스위치군의 동작 타이밍도이다.4A is an operation timing diagram of the first switch group.
도 4b는 제 2 스위치군의 동작 타이밍도이다.4B is an operation timing diagram of the second switch group.
도 3을 참고하면, 제 1 디코더(100)와 제 2 디코더(200)는 4비트의 입력 디지털 신호를 2비트씩 나누어 제 1 디코더(100)와 제 2 디코더(200)에 인가하는데, 이는 제 1 디코더(100)와 제 2 디코더(200)에 인가되는 입력 신호가 꼭 2비트가 아니더라도 제 1 디코더(100)에 인가되는 상위 X비트, 제 2 디코더(200)에 인가되는 하위 Y비트의 합이 N비트의 디지털 신호이기만 하면 된다. 여기서는 4비트의 디지털 입력 신호를 반비트씩 나누어 입력하는 경우이다. 한 예로 0110의 디지털신호를 아날로그 신호로 변환하고자 할 때, 제 1 디코더(100)는 상위 2비트의 01을 받아들여 이를 디코딩한 후 23개의 스위치 구동 신호들을 출력한다. 상기 구동 신호들 중 절반은 저항들(RMi)을 전기적으로 상호 절연 내지 접속시키는 제 1 스위치들(swi)에 인가되고, 나머지 절반은 상기 제 1 스위치들(swi)에 접속되는 제 2 스위치쌍들(swti, swbi)에 인가된다. 그리고 상기 저항 어레이는 제 1 디코더(100)에 입력되는 비트수에 따라 저항들의 수가 달라지는데, 상기에서 예를 든 바와 같이 2비트인 경우에는 22-1개가 필요하다.Referring to FIG. 3, the first decoder 100 and the second decoder 200 divide a 4-bit input digital signal into two bits and apply them to the first decoder 100 and the second decoder 200. The sum of the upper X bits applied to the first decoder 100 and the lower Y bits applied to the second decoder 200 even if the input signals applied to the first decoder 100 and the second decoder 200 are not necessarily 2 bits. The N-bit digital signal needs only to be used. In this case, the 4-bit digital input signal is divided into half bits for input. For example, when you want to convert the digital signal into an analog signal 0110, a first decoder 100 accepts the 01 of the upper two bits and outputs 23 of the switch drive signal after decoding it. Half of the drive signals are applied to first switches swi that electrically insulate or connect the resistors RMi, and the other half of the second switch pairs that are connected to the first switches swi. (swti, swbi). The number of resistors varies depending on the number of bits input to the first decoder 100. In the case of 2 bits as described above, 2 2-1 are required.
도 4a를 참고하면, 전압 발생 회로(300)는 상기 01에 대한 구동 신호들에 의해 응답하여 제 1 스위치들(swi)중 sw1만이 턴오프되고 나머지 sw0, sw2, sw3들은 턴온된다. 그러므로 상기 저항어레이는 상기 sw1을 기준으로 상위 기준 전압(VREFT)이 인가되는 제 1 입력 단자(1)에 직렬로 연결되는 제 1 저항열(RM3, RM4)과 하위 기준 전압(VREFB)이 인가되는 제 2 입력 단자(2)에 직렬 연결되는 제 2 저항열(RM1)로 분리된다. 그리고 상기 제 1 스위치들(swi)의 양단에 각각 접속되는 제 2 스위치쌍들(swti, swbi)은 상기 제 1 스위치들(swi)에 인가되는 구동 신호들을 제외한 나머지 구동 신호들에 응답하여 상기 sw1 양단에 접속되는 swt1, swb1을 제외한 나머지 스위치쌍들 swt0,swbO/ swt2,swb2/ swt3,swb3이 턴오프된다. 상기 제 2 스위치쌍 swt1, swb1이 턴온됨으로써 상위 기준 전압(VREFT)이 제 1 저항열의 저항비만큼 전압이 강하되어 swt1를 통해 제 1 노드(N1)로 전달되고, 하위 기준 전압(VREFB)은 제 2 저항열의 저항비만큼 전압이 강하되어 swb1를 통해 제 2 노드(N2)로 전달된다.Referring to FIG. 4A, in response to the driving signals for 01, only the sw1 of the first switches swi is turned off and the remaining sw0, sw2, sw3 are turned on in response to the driving signals for 01. Therefore, the resistor array is provided with the first resistance strings RM3 and RM4 and the lower reference voltage VREFB connected in series to the first input terminal 1 to which the upper reference voltage VREFT is applied. The second resistor string RM1 is connected to the second input terminal 2 in series. The second switch pairs swti and swbi respectively connected to both ends of the first switches swi are sw1 in response to the remaining driving signals except for the driving signals applied to the first switches swi. The remaining switch pairs swt0, swbO / swt2, swb2 / swt3 and swb3 are turned off except for swt1 and swb1 connected to both ends. As the second switch pairs swt1 and swb1 are turned on, the upper reference voltage VREFT is lowered by the resistance ratio of the first resistor string to be transferred to the first node N1 through swt1, and the lower reference voltage VREFB is set to the first voltage. The voltage drops by the resistance ratio of the two resistance strings, and is transferred to the second node N2 through swb1.
그리고 상위비트가 00, 01, 10, 11에 대해서 제 1 스위치들(sw0, sw1, sw2, sw3)은 순차적으로 턴오프되는데 00일 때는 sw0, 01일 때 sw1, 10일 때 sw2, 11일 때 sw3이 순차적으로 턴오프된다. 한 예로 sw0이 턴오프되면 제 1 입력 단자(1)와 상기 스위치들 사이에 모든 저항들(RM1∼RM3)이 접속된다. 그리고 상기 sw0양단에 접속되는 swt0, swb0쌍이 턴온되어 제 1 노드(N1)로는 상위 기준 전압(VREFT)이 저항비만큼 강하되어 전달되고, 제 2 노드(N2)로는 하위 기준 전압(VREFB)이 전달된다. 그리고 01은 상기 10일 때와 동작이 동일하고, 11인 경우에는 sw3가 턴오프되면 제 2 입력 단자(2)와 상기 스위치사이에 저항들이 모두 접속된다. 동시에 제 1 스위치쌍들(swti, swbi)중 상기 sw3양단에 접속되는 swt3,swb3만이 턴온됨으로써 제 1 노드(N1)로는 상위 기준 전압(VREFT)이 전달되고, 제 2 노드(N2)로는 기준 전압(VREFB)이 저항들의 비만큼 강하된 전압이 전달된다. 전압 발생 회로(300)는 제 1 디코더(100)에 인가되는 신호에 따라 각기 다른 4가지 레벨의 전압들을 발생한다. 그리고 하위 비트에 따른 선택 신호와 비선택신호들에 따라 선택 회로(500)의 분배 전압 선택도 달라진다. 예를 들면 00, 01, 10, 11의 하위비트들에 대한 선택 신호들에 응답하여 swl1, swl2, swl3, swl4가 순차적으로 턴온되어 상기 저항들(RL1∼RL4)에 분배된 전압들 중 하나를 선택하여 출력한다.When the upper bit is 00, 01, 10, 11, the first switches sw0, sw1, sw2, sw3 are sequentially turned off. When 00, sw0, 01, sw1, 10, sw2 and 11 sw3 is turned off sequentially. For example, when sw0 is turned off, all resistors RM1 to RM3 are connected between the first input terminal 1 and the switches. The swt0 and swb0 pairs connected to both ends of sw0 are turned on, and the upper reference voltage VREFT drops to the first node N1 by a resistance ratio, and the lower reference voltage VREFB is transferred to the second node N2. do. In the case of 01, the operation is the same as in the case of 10, and in case of 11, when sw3 is turned off, the resistors are all connected between the second input terminal 2 and the switch. At the same time, only swt3 and swb3 connected to both ends of sw3 among the first switch pairs swti and swbi are turned on, so that the upper reference voltage VREFT is transmitted to the first node N1, and the reference voltage is transmitted to the second node N2. The voltage at which VREFB drops by the ratio of resistors is delivered. The voltage generator 300 generates four different levels of voltages according to the signal applied to the first decoder 100. The division voltage selection of the selection circuit 500 also varies according to the selection signal and the non-selection signals according to the lower bits. For example, swl1, swl2, swl3, and swl4 are sequentially turned on in response to the selection signals for the lower bits 00, 01, 10, and 11 to divide one of the voltages distributed to the resistors RL1 to RL4. Select and print.
계속해서, 전압 분배 회로(300)는 상기 제 1 노드(N1)와 제 2 노드(N2)로 전달된 전압들을 각 저항에 분배한다. 이때 상기 저항들(RMi)은 제 1 디코더(100)에 입력되는 비트수에 따라 그 수를 달리하는데, 상기에서 예를 든 바와 같이 2비트인 경우에는 22개가 필요하다. 그리고 제 2 디코더(200)는 상위 비트 01을 제외한 하위비트 10을 받아들여 이를 디코딩하여 22개의 상기 저항들(RLi)에 분배된 전압들을 선택하기 위한 선택 신호 및 비선택신호들을 출력한다. 도 4b에서와 같이 상기 선택 신호 및 비선택신호들에 응답하여 swl3만이 턴온됨으로써 이에 대응되는 분배 전압은 상기 스위치들(swl1∼swl4)이 공통으로 접속되는 제 3 노드(N3)로 전달된다. 그리고 상기 선택된 분배 전압은 op amp를 통해 증폭되어 아날로그 신호(DAout)로 출력된다.Subsequently, the voltage distribution circuit 300 distributes the voltages transmitted to the first node N1 and the second node N2 to each resistor. In this case, the resistors (RMi) was when the first contrast to the number according to the number of bits input to the decoder 100, the second bit as shown as an example in the above is required for the dog 22. The second decoder 200 decodes it to accept the lower bit 10 other than the upper bits 01 to 22 and outputs the selection signal and non-selection signal for selecting the divided voltage of the resistors (RLi). As shown in FIG. 4B, only swl3 is turned on in response to the selection signal and the non-selection signals, so that the corresponding distribution voltage is transferred to the third node N3 to which the switches swl1 to swl4 are commonly connected. The selected divided voltage is amplified by the op amp and output as an analog signal DAout.
여기서, 제 1 디코더(100)로부터 발생되는 구동 신호들에 대한 스위치들의 동작에 따라 전압 분배 회로(400)로 전달되는 전압의 범위가 달라진다. 즉, 전압 분배 회로(400)로 전달되는 전압들은 상위 비트에 의해 결정된 분배 전압범위내에서 하위 비트에 대한 전압이 선택되어 출력된다.Here, the range of the voltage delivered to the voltage distribution circuit 400 varies according to the operation of the switches for the driving signals generated from the first decoder 100. That is, the voltages transferred to the voltage divider circuit 400 are output after the voltage for the lower bit is selected within the divided voltage range determined by the upper bit.
도 5는 디지털신호들에 대응하는 아날로그 신호들의 출력을 보여주는 도면이다.5 is a diagram illustrating output of analog signals corresponding to digital signals.
4비트의 디지털신호들을 0000에서부터 1111까지 순차적으로 인가하면, 이들에 대해 계단 구조(step structure)로 아날로그 신호들이 출력된다. 상기에서와 같이, 4 비트의 디지털신호를 제 1 그룹과 제 2 그룹의 상하위 2비트들로 나누면 전압 발생 회로(300)에 22-1개의 저항들 그리고 전압 분배 회로(400)의 22개의 저항들이 본 발명의 디지털-아날로그 변환 회로에 필요한 저항수이다. 이는 종래 24개의 저항이 필요한 종래와 비교하면 거의 절반에 가깝게 그 수가 줄어들었음을 알 수 있다. 그런데 상기는 N비트를 N/2비트씩 분할하여 입력하는 경우이고, 5비트의 입력 디지털신호를 제 1 디코더(100)에 상위 2비트, 제 2 디코더(200)에 하위 3비트를 나누어 인가하여도 종래 25개보다 저항수는 줄어든다. 이는 N비트가 짝수 비트일 때 N/2비트씩 나누면 저항이 최대로 줄일 수 있다는 경우를 보여준 것으로서, 홀수 비트인 경우에는 N비트의 디지털 신호를 반비트씩만이 아니더라도 분할하여 인가하기만 하면 저항수를 줄일 수 있다.When the 4-bit digital signals are sequentially applied from 0000 to 1111, analog signals are output in a step structure to them. 2 2 2 2 -1 of the resistors and the voltage division circuit 400, a divide a digital signal of four bits into a first group of upper and lower two bits of the second group of voltage generating circuit 300, as in the Resistors are the number of resistors required for the digital-to-analog conversion circuit of the present invention. It can be seen that the number is reduced by almost half compared with the conventional need 2 2 4 conventional. However, the above is a case where N bits are divided and input by N / 2 bits, and a 5-bit input digital signal is divided into an upper two bits to the first decoder 100 and a lower three bits to the second decoder 200. Figure 2 reduces the number of conventional resistance than five. This shows that when N bits are even bits, the resistance can be reduced to the maximum by dividing by N / 2 bits. In the case of odd bits, the number of resistors can be obtained by simply dividing and applying the N bits of the digital signal even if they are not only half bits. Can be reduced.
상기에서와 같이 저항의 수가 줄어들면 이들에 접속점에 연결되는 스위치들의 수도 줄일 수 있으며, 이들을 구동시키기 위한 신호들을 발생하는 디코더의 회로의 구성이 간단해진다. 본 발명은 비트군에 따라 두 개의 저항열들이 구성됨으로써 해상도가 높을 경우에도 저항들이 기하급수적으로 증가하지 않는다.As described above, when the number of resistors is reduced, the number of switches connected to the connection point can be reduced, and the circuit configuration of the decoder for generating signals for driving them is simplified. According to the present invention, two resistance trains are configured according to the bit group, so that resistances do not increase exponentially even when the resolution is high.
본 발명에 따르면, 입력 디지털신호는 상하위비트로 나누어 인가함으로써 저항의 수와 함께 이에 접속되는 스위치의 수를 줄일 수 있다. 또, 상기 스위치들을 구동시키기 위한 디코더의 회로 구성이 간단해져 전체 면적 감소되는 효과가 있다.According to the present invention, the input digital signal is divided into upper and lower bits and applied to reduce the number of resistors and the number of switches connected thereto. In addition, the circuit configuration of the decoder for driving the switches is simplified, thereby reducing the total area.
Claims (13)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1019970048110A KR100304194B1 (en) | 1997-09-22 | 1997-09-22 | Digital-analog converter for high-integrated circuit |
JP10268705A JPH11186908A (en) | 1997-09-22 | 1998-09-22 | Digital/analog conversion circuit for high integration |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1019970048110A KR100304194B1 (en) | 1997-09-22 | 1997-09-22 | Digital-analog converter for high-integrated circuit |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR19990026127A true KR19990026127A (en) | 1999-04-15 |
KR100304194B1 KR100304194B1 (en) | 2001-11-22 |
Family
ID=19521500
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1019970048110A KR100304194B1 (en) | 1997-09-22 | 1997-09-22 | Digital-analog converter for high-integrated circuit |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH11186908A (en) |
KR (1) | KR100304194B1 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4565901B2 (en) * | 2004-06-17 | 2010-10-20 | 富士通セミコンダクター株式会社 | Digital-analog converter circuit |
JP2008160782A (en) * | 2006-01-31 | 2008-07-10 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Digital-to-analog converter |
-
1997
- 1997-09-22 KR KR1019970048110A patent/KR100304194B1/en not_active IP Right Cessation
-
1998
- 1998-09-22 JP JP10268705A patent/JPH11186908A/en active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR100304194B1 (en) | 2001-11-22 |
JPH11186908A (en) | 1999-07-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0102609B1 (en) | Digital-analog converter | |
US7375670B1 (en) | Digital-to-analog converter | |
US7420496B2 (en) | Digital/analog converting apparatus with high resolution | |
US8274417B2 (en) | Coarse digital-to-analog converter architecture for voltage interpolation DAC | |
EP0729233A1 (en) | Comparator-offset compensating AD-convertor | |
US6346899B1 (en) | Analog current mode D/A converter using transconductors | |
US8963757B2 (en) | D/A converter including higher-order resistor string | |
US7463177B2 (en) | Digital-to-analog converter with secondary resistor string | |
KR970013784A (en) | Digital-to-analog conversion circuit | |
KR20070077047A (en) | Digital-analog converter | |
JPH08237128A (en) | Digital to analogue converter with redused resistane number | |
US6166672A (en) | Digital/analog converter and method using voltage distribution | |
JPH07107981B2 (en) | Low noise switch capacitor digital / analog converter | |
US6509857B1 (en) | Digital-to-analog converting method and digital-to-analog converter | |
US7295142B2 (en) | Digital-to-analog converter with short integration time constant | |
US8237596B2 (en) | Apparatus and method for simplifying Digital-to-Analog Converter circuitry using gray code | |
US5162800A (en) | Digital-to-analog converting unit with improved linearity | |
KR100192429B1 (en) | Driving device of liquid crystal display element | |
EP0330367A2 (en) | Digital to analogue convertors | |
KR20020034832A (en) | Digital/analog conversion apparatus | |
KR19990026127A (en) | Digital-to-analog conversion circuit for high integration | |
US5673045A (en) | Digital-to-analog conversion circuit and analog-to-digital conversion device using the circuit | |
KR100723509B1 (en) | Digital-analog converting driver joining R-string DAC and capacitor DAC and method thereof | |
US4803461A (en) | R-2R type D/A converter circuit | |
KR19980065270A (en) | Digital-to-Analog Converter Using Resistive Heat |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20090714 Year of fee payment: 9 |
|
LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |