JPH02183627A - D/a converter - Google Patents

D/a converter

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JPH02183627A
JPH02183627A JP254589A JP254589A JPH02183627A JP H02183627 A JPH02183627 A JP H02183627A JP 254589 A JP254589 A JP 254589A JP 254589 A JP254589 A JP 254589A JP H02183627 A JPH02183627 A JP H02183627A
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Hitoshi Morisawa
森澤 等
Yota Furukawa
陽太 古川
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Abstract

PURPOSE:To improve response speed without losing the resolution by extracting the high-order prescribed bit of an added data obtained by an adder means and outputting the data of prescribed bit to a pulse width signal conversion means. CONSTITUTION:The converter consists of a microprocessor 10 composed of a digital circuit 1, a random number signal generating means 2, an adder means 3 and a prescribed bit extraction means 4, a pulse width signal generating means 5 and a smoothing circuit 6. When a random number signal is added to a data to be converted, the data to be converted is minutely fluctuated in the range of fluctuation of the random number signal. When the high-order prescribed bit of the data adding the minute fluctuation is extracted and converted into a pulse width signal, even if the data to be converted is the same, the converted pulse width is slightly fluctuated at every period. Plural pulse width signals arranged in time series are smoothed by the smoothing circuit 6. Thus, it is possible to quicken the response speed without losing the resolution.

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、マイクロプロセッサによって演算して得られ
たディジタル信号をパルス幅信号に変換した後、平滑回
路を経てアナログ信号とするD/A変換装置に関する。
[Detailed Description of the Invention] <Industrial Application Field> The present invention is a D/A conversion method in which a digital signal obtained by calculation by a microprocessor is converted into a pulse width signal, and then converted into an analog signal through a smoothing circuit. Regarding equipment.

〈従来の技術〉 第3図は、従来のこの種のD/A変換器の一例を示す構
成概念図である。図において、10はディジタル信号を
出力するマイクロプロセッサ、20はディジタル信号を
パルス幅信号(アナログ信号)に変換するl)/A変換
器、30はパルス幅信号を平滑してアナログ信号を得る
平滑回路である。
<Prior Art> FIG. 3 is a conceptual diagram showing an example of a conventional D/A converter of this type. In the figure, 10 is a microprocessor that outputs a digital signal, 20 is an l/A converter that converts the digital signal into a pulse width signal (analog signal), and 30 is a smoothing circuit that smoothes the pulse width signal to obtain an analog signal. It is.

このように構成される装置において、得られるアナログ
信号の分解能は、D/A変換器20におりるパルス幅分
解能(最小パルス幅)に依存する。
In the device configured in this way, the resolution of the obtained analog signal depends on the pulse width resolution (minimum pulse width) that enters the D/A converter 20.

したがってアナログ分解能を上げるためには、パルス周
期を長くするか、パルスの分解能を上げる( D / 
A変換器内部の基準タロツク周波数を上げる)かの2通
りがある。
Therefore, to increase analog resolution, either lengthen the pulse period or increase the pulse resolution (D/
There are two ways to do this: (increase the reference tarok frequency inside the A converter).

〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、パルス周期を長くすると、平滑回路での
時定数が増加して応答特性が悪くなるという問題点があ
り、D/A変換器内部の基準クロツク周波数を上げるこ
とは、使用する回路素子により、動作限界かある。
<Problems to be Solved by the Invention> However, when the pulse period is lengthened, the time constant in the smoothing circuit increases and the response characteristics worsen, so it is necessary to increase the reference clock frequency inside the D/A converter. This means that there are operating limits depending on the circuit elements used.

本発明は、これらの点に鑑みてなされたもので、その目
的は、分解能を損なうことなく、応答速度の早いD/A
変換装置を実現することにある。
The present invention has been made in view of these points, and its purpose is to provide a D/A with fast response speed without impairing resolution.
The objective is to realize a conversion device.

く課題を解決するための手段〉 前記しな課題を解決する本発明は、変換ずべきディジタ
ル信号をパルス幅信号に変換するパルス幅信号変換手段
と、このパルス幅信号を平滑してアナログ信号を得る平
滑回路を備えたD / A変換装置において、 乱数信号を発生する乱数信号発生手段と、変換すべきデ
ィジタルデータと前記乱数信号発生手段からの乱数信号
を加算する加算手段と、この加算手段で得られた加算デ
ータの上位所定ビットを抽出し、当該所定ビットのデー
タを前記パルス幅信号変換手段に出力する所定ビット抽
出手段と を設けて構成される。
Means for Solving the Problems> The present invention to solve the above problems provides a pulse width signal converting means for converting a digital signal to be converted into a pulse width signal, and a means for smoothing the pulse width signal to generate an analog signal. A D/A converter equipped with a smoothing circuit that generates a random number signal, a random number signal generating means for generating a random number signal, an adding means for adding digital data to be converted and a random number signal from the random number signal generating means, and a and a predetermined bit extracting means for extracting a predetermined upper bit of the obtained addition data and outputting the data of the predetermined bit to the pulse width signal converting means.

<n:用〉 変換すべきデータに乱数信号か加算されると、変換ずべ
きデータは乱数信号の変動範囲で微少変動する。この微
少変動分を加算したデータの上位所定のピッ1へを抽出
してパルス幅信号に変換すると、変換されたパルス幅は
変換すべきデータか同じであっても各周期毎に僅かに変
動したものとなる。これらの時系列的に並ぶ複数のパル
ス幅信号を平滑回路で平均化することにより、分解能を
損なうこと無く応答速度を早めることが可能となる。
<For n:> When a random number signal is added to the data to be converted, the data to be converted slightly fluctuates within the variation range of the random number signal. When the data obtained by adding up this minute variation is extracted to the upper predetermined pitch 1 and converted into a pulse width signal, the converted pulse width varies slightly every cycle even if the data to be converted is the same. Become something. By averaging these plurality of pulse width signals arranged in time series using a smoothing circuit, it becomes possible to increase the response speed without impairing the resolution.

〈実施例〉 以十図面を用いて、本発明の実施例を詳細に説明する。<Example> Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the ten drawings.

第1図は、本発明の一実施例を示す構成ブロック図であ
る。図において、1は変換すべきディジタル信号を出力
するディジタル回路、2は乱数信号発生手段、3はディ
ジタル回路1から出力されるディジタル1言号と、乱数
信号発生手段2からの乱数信号とを加算する加算手段、
4は加算手段3からの加算データの上位所定ピッ1〜を
抽出する所定ピッl−抽出手段である。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention. In the figure, 1 is a digital circuit that outputs a digital signal to be converted, 2 is a random number signal generation means, and 3 is a summation of one digital word output from the digital circuit 1 and a random number signal from the random number signal generation means 2. addition means to
Reference numeral 4 denotes a predetermined pick l-extracting means for extracting upper predetermined picks 1 to 1 of the addition data from the adding means 3.

5は抽出された所定ビットのディジタルデータをパルス
幅信号に変換するパルス幅信号発生手段、6は変換され
たパルス幅信号を平滑してアナログ信号にする平滑回路
である。
Reference numeral 5 represents a pulse width signal generating means for converting the extracted predetermined bits of digital data into a pulse width signal, and 6 represents a smoothing circuit for smoothing the converted pulse width signal into an analog signal.

ここで、前記したディジタル回路1、乱数信号発生手段
2、加算手段3、所定ピッl−抽出手段4はいずれも、
マイクロプロセッサ10内のプログラムによって実現さ
れるものとする。
Here, the digital circuit 1, the random number signal generation means 2, the addition means 3, and the predetermined pitch extraction means 4 all have the following characteristics:
It is assumed that this is realized by a program within the microprocessor 10.

このように構成した装置の動作を次に説明する。The operation of the device configured in this way will be described next.

第2図は、マイクロプロセッサ10か例えば2msごと
に行う動作の一例を示すフローチャートである。
FIG. 2 is a flowchart showing an example of an operation performed by the microprocessor 10, for example, every 2 ms.

はじめに、マイクロプロセッサ10は、例えば演算して
得られた16ビツ1〜のディジタルデータXL6を出力
する(ステップ1)、この動作は第1図におけるディジ
タル回路1が行う9次に、乱数信号発生手段2は、例え
ば0〜15の範囲のランダムなデータdiを出力する(
ステップ2)。
First, the microprocessor 10 outputs, for example, 16-bit digital data XL6 obtained by calculation (step 1). This operation is performed by the digital circuit 1 in FIG. 2 outputs random data di in the range of 0 to 15, for example (
Step 2).

加算手段3は、ディジタルデータX16と、ランタムデ
ータdiとを加算し、(1)式で示されるような加算デ
ータX○16(16ビツ1〜)を出力する(ステシブ3
)。
The adding means 3 adds the digital data X16 and the random data di, and outputs the added data
).

Xo16=X16モdi      ・・・(1)所定
ビy h抽出手段4は、この加算データX。
Xo16=X16modi (1) The predetermined biyh extraction means 4 extracts this addition data X.

16を人力し、このデータの上位12ビツトのデータX
12を抽出し、この12ピッ1−データX12をパルス
幅信号発生手段5に出力する(ステップ4.5)。
16 manually, and the upper 12 bits of this data
12 and outputs this 12-pips 1-data X12 to the pulse width signal generating means 5 (step 4.5).

パルス幅信号発生手段5は、2mSごとに出力される1
2ピッ1−データに基づいて、これを1周期12ビット
分解能のパルス幅信号に変換して、平滑回路6に出力す
る。
The pulse width signal generating means 5 outputs 1 pulse width signal every 2 mS.
Based on the 2-pi1-data, it is converted into a pulse width signal with a resolution of 12 bits per cycle and output to the smoothing circuit 6.

平滑回路6は、このパルス幅信号を平滑してアナログ信
号とするが、時系列上で隣り合う16個のパルス幅信号
を平均化することで、このアナログ信号は、1周期16
ビツトの分解能で出力したパルス幅信号と同様のものと
なる。
The smoothing circuit 6 smoothes this pulse width signal into an analog signal, but by averaging 16 pulse width signals adjacent to each other in time series, this analog signal has one cycle of 16 pulse width signals.
This is similar to the pulse width signal output with bit resolution.

例えは、ディジタル回路1から出力される16ビツトデ
ータをr 1234 H、で表ずらのとし、これに[0
〜FHjで表わされるランダムデータを加算し、その上
位12とットデータを抽出して、これらの抽出データを
16個加えるものとすれば、以下の通りとなる。
For example, suppose that the 16-bit data output from the digital circuit 1 is represented by r 1234 H, and then [0
If random data represented by ~FHj are added, the top 12 pieces of data are extracted, and 16 pieces of these extracted data are added, the result is as follows.

r1234H」→123H十124H十123H+12
3H+123H+123H +124H−+−123H+123H 十123H+123H+123H +124H+123H+124H +1238 1 2 3  Hx  CH+  1 2 4  Hx
  4  H= 1234 H 上記の式からも明らかなように、12ビツトデータr 
1231(Jとrl 24HJの分布は、ランタムにな
る。
r1234H” → 123H + 1124H + 123H + 12
3H+123H+123H +124H-+-123H+123H 123H+123H+123H +124H+123H+124H +1238 1 2 3 Hx CH+ 1 2 4 Hx
4 H= 1234 H As is clear from the above equation, 12-bit data r
1231 (The distribution of J and rl 24HJ will be random.

従って、パルス幅信号発生手段5は、12ピツ)・デー
タを入力してパルス幅信号に変換するにもかかわらず、
そこからの複数個のパルス幅信号を平均化したアナログ
信号は、16ビツ1−分解能に相当するものとなる。
Therefore, even though the pulse width signal generating means 5 inputs 12 bits data and converts it into a pulse width signal,
An analog signal obtained by averaging a plurality of pulse width signals therefrom corresponds to a 16-bit 1-resolution.

また、パルス幅信号発生手段5において、例えば出力パ
ルスの最小パルス幅が、0.5μsであるとずれは、1
6ピツトデータを入力しこのデータに基づいてパルス幅
信号を出力する場合、パルスの周期’I’ 16は、 T16=0.5μsx2”=32mS となるのに対して、本発明のように、16ビツトデータ
を12ビットデータにし、このデータに基づいてパルス
幅信号を出力すると、パルスの周期1′12は、 Tl2=0.5μsX2  =2mS となる。
Further, in the pulse width signal generating means 5, if the minimum pulse width of the output pulse is, for example, 0.5 μs, the deviation is 1
When inputting 6-bit data and outputting a pulse width signal based on this data, the pulse period 'I' 16 becomes T16 = 0.5 μs x 2'' = 32 mS. When the data is converted into 12-bit data and a pulse width signal is output based on this data, the pulse period 1'12 becomes Tl2=0.5 μsX2=2 mS.

従って、この場合、同じ分解能を維持しながら応答速度
を16倍程早くすることが可能となる。
Therefore, in this case, it is possible to increase the response speed by about 16 times while maintaining the same resolution.

〈発明の効果〉 以上詳細に説明したように、本発明によれば分解能を損
なうことなく、応答速度の早い、従って熊駄時間か低減
できるD/A変換装置が実現できる。
<Effects of the Invention> As described above in detail, according to the present invention, a D/A converter can be realized which has a high response speed without impairing resolution, and therefore can reduce the clock time.

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

第1図は、本発明の一実施例を示す構成ブロック図、第
2図は第1図におけるマイクロプロセッサか行う動作の
一例を示すフローチャート、第3図は従来のこの種のD
/A変換器の一例を示す構成概念図である。 第j囚 1・・・ディジタル回路、2・・・乱数信号発生手段、
3・・・加算手段、4・・・所定ビット抽出手段、5・
・・パルス幅信号発生手段、6・・・平滑回路、10・
・・マイフロスボッセッサ、
FIG. 1 is a configuration block diagram showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a flowchart showing an example of the operation performed by the microprocessor in FIG. 1, and FIG. 3 is a conventional D
FIG. 2 is a conceptual configuration diagram showing an example of a /A converter. Prisoner J 1...Digital circuit, 2...Random number signal generation means,
3... Adding means, 4... Predetermined bit extraction means, 5.
...Pulse width signal generating means, 6...Smoothing circuit, 10.
・My Floss Bossessa,

Claims (1)

【特許請求の範囲】 変換すべきディジタル信号をパルス幅信号に変換するパ
ルス幅信号変換手段と、このパルス幅信号を平滑してア
ナログ信号を得る平滑回路を備えたD/A変換装置にお
いて、 乱数信号を発生する乱数信号発生手段と、 変換すべきディジタルデータと前記乱数信号発生手段か
らの乱数信号を加算する加算手段と、この加算手段で得
られた加算データの上位所定ビットを抽出し、当該所定
ビットのデータを前記パルス幅信号変換手段に出力する
所定ビット抽出手段と を設けたことを特徴とするD/A変換装置。
[Scope of Claim] A D/A converter comprising a pulse width signal conversion means for converting a digital signal to be converted into a pulse width signal, and a smoothing circuit for smoothing the pulse width signal to obtain an analog signal, comprising: Random number signal generation means for generating a signal; Addition means for adding the digital data to be converted and the random number signal from the random number signal generation means; A D/A conversion device comprising: predetermined bit extraction means for outputting predetermined bit data to the pulse width signal conversion means.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55117319A (en) * 1979-03-02 1980-09-09 Matsushita Electric Ind Co Ltd Signal processor
JPS5772424A (en) * 1980-10-22 1982-05-06 Komatsu Ltd Digital-analogue converter

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