JPH0378321A - D/a変換回路 - Google Patents

D/a変換回路

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JPH0378321A
JPH0378321A JP21553389A JP21553389A JPH0378321A JP H0378321 A JPH0378321 A JP H0378321A JP 21553389 A JP21553389 A JP 21553389A JP 21553389 A JP21553389 A JP 21553389A JP H0378321 A JPH0378321 A JP H0378321A
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JP
Japan
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pulse width
pwm
signal
circuit
output
Prior art date
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JP21553389A
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English (en)
Inventor
Akira Toyama
明 遠山
Minoru Takeda
稔 竹田
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Nippon Precision Circuits Inc
Original Assignee
Nippon Precision Circuits Inc
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明はPWM(パルス幅変調)方式のD/A変換回路
に関するものである。
[従来の技術] デジタル信号をアナログ信号に変換する方式、すなわち
D/A変換方式として、PWM(パルス幅変調)方式が
ある。この方式は、種々のパルス幅を有した2値信号を
ローパスフィルタに通してアナログ信号を得るものであ
る。
第6図は、上記PWM方式のD/A変換方式におけるP
WM信号系列を表したものである。ここで重要なことは
、互いにとなり合ったPWM信号の中心軸同志は、常に
一定の周期Tfとなっていることである。中心軸の位置
が変動すると、アナログ信号に歪が生じるからである。
第7図は、従来のPWM方式のD/A変換方式における
各PWM信号の関係を示したものである。
中心軸の位置を常に一定に保つため、レベルが1段階増
加する毎に、PWM信号のパルス幅が左右に1クロツク
(Tc )ずつ広がっている。従って、ルベルの増加に
対して2クロツク(2Tc)が必要となる。
[解決しようとする課題] PWM方式を用いて高精度のD/A変換回路を実現しよ
うとする場合、PWM信号のルベルの変化に対して、パ
ルス幅の増加分を少なくする必要がある。このためには
、基準クロックの周波数を高くするか、ルベルの変化に
対してクロック数の増加分を少なくする必要がある。基
準クロックの周波数を高くする場合には、回路を構成す
る素子の特性で決まる周波数の上限がある。従って、基
準クロックの周波数を高くすることができないときには
、ルベルの変化に対するクロック数の増加分を少なくす
ることが好ましい。しかしながら、上記従来のD/A変
換方式では、ルベルの変化に対して2クロツク(2TC
)が必要であり、高精度化に対する障害となっていた。
本発明の目的は、PWM方式を用いて高精度のD/A変
換回路を構成する場合、PWM信号がルベル変化したと
きに必要となるクロック数の増加分を少なくすることで
ある。
[課題を解決するための手段] 本発明におけるD/A変換回路は、記憶回路から出力さ
れるパルス幅データに基いて、一対のPWM信号を出力
し、この一対のPWM信号を加減算およびフィルタリン
グしてアナログ信号を生成するものである。
[実施例〕 以下、添付図面に基いて本発明の実施例について説明す
る。
実施例1 第1図は本発明の第1の実施例を示した電気回路図、第
2図は第1図の動作説明のためのタイムチャートである
まず、第1図の各構成要素の説明をする。
BCは基準クロック発生回路であり、発振回路および波
形整形回路で構成されている。この基準クロック発生回
路BCからは、発振周波数と同一周波数の基準クロック
信号が出力される。
CRは制御信号発生回路であり、基準クロック発生回路
BCからの基準クロック信号を受けて、後述のシフトレ
ジスタSRIおよびSR2への制御信号を送出するもの
である。
MRは記憶回路であり、PWM信号に対するパルス幅デ
ータを記憶するものである。本実施例では、この記憶回
路MRはり一ドオンリメモリで構成されている。
SRIおよびSR2はシフトレジスタであり、記憶回路
MRから出力される並列データを受け、このデータを順
次シフトして直列出力するものである。シフト方向はシ
フトレジスタSRIとシフトレジスタSR2とで互いに
逆になっている。
IVI 1はインバータであり、シフトレジスタSR2
の出力を反転するものである。
DFlおよびDF2はD型フリップフロップであり、シ
フトレジスタSRIからの直列出力と、シフトレジスタ
SR2からの直列出力を反転した信号を、それぞれ1ク
ロツク分遅延するものである。
上記シフトレジスタSRIおよびシフトレジスタSR2
、インバータIVI 1、D型フリップフロップDPI
およびDF2により第1のPWM信号出力回路DS11
が構成され、D型フリップフロップDPIからの出力が
第1のPWM信号となり、D型フリップフロップDF2
からの出力が第2のPWM信号となる。
LPIIおよびLP12はローパスフィルタであり、第
1のPWM信号および第2のPWM信号をアナログ信号
に変換するものである。
APIIは演算増幅器である。この演算増幅器AP11
と、抵抗R11、R12、R13およびR14とにより
減算回路が構成される。
上記ローパスフィルタLPIIおよびLP12、演算増
幅器APII、抵抗R11、R12、R13およびR1
4により第1のアナログ信号生成回路ASIIが構成さ
れる。
つぎに、第2図に示したタイムチャートを用いて、本実
施例の動作説明をする。
基準クロック発生回路BCからは、基準クロック信号(
a)(周期Tc)が出力される。
制御信号発生回路CRでは、基準クロック信号(a)を
受けて、後述のシフトレジスタSRIおよびSR2へ制
御信号を送出する。
記憶回路MRからは、6ビツト並列のパルス幅データが
出力される。第2図に示した例では、PWM信号のパル
ス幅3Tc、4Tcおよび5Tcに対応して、順次、(
011100)、(011110)および(11111
0)なる並列パルス幅データが出力される。この並列パ
ルス幅データは、シフト/ラッチ信号(b)が“O″の
期間において、シフトレジスタSRIおよびSR2にそ
れぞれラッチされる。その結果、シフトレジスタSRI
およびSR2のそれぞれのデータ端子D1〜D6には、
順次上記データが入力される。
シフトレジスタSRIおよびSR2にそれぞれラッチさ
れたパルス幅データは、シフト/ラッチ信号(b )が
“1°の期間において、基準クロック信号(a)の立下
りで順次シフトされる。ここで重要なことは、シフトレ
ジスタSRIとシフトレジスタSR2とでは、シフト方
向が互いに逆になることである。シフトレジスタSRI
では、上記並列パルス幅データの前から順に出力される
第2図に示した例では、PWM信号のパルス幅3Tc、
4Tcおよび5Tcに対応して、順次、(011100
)、(011110)および(111110)と出力さ
れる。一方、シフトレジスタSR2では、上記並列パル
ス幅データの後ろから順に出力される。第2図に示した
例では、PWM信号のパルス幅3Tc、4Tcおよび5
−’r cに対応して、順次、(OO1110)、(0
11110)および(011111)と出力される。こ
のようにして、シフトレジスタSRIおよびSR2のそ
れぞれの出力端子OUTからは、第2図に示す信号(C
)および信号(d)がそれぞれ出力される。
シフトレジスタSRIから出力される信号(C)は、D
型フリップフロップDPIで1基準クロツクTcだけ遅
延され、第1のPWM信号(f)が得られる。一方、シ
フトレジスタSR2から出力される信号(d)は、イン
バータINIIで反転され(e)、D型フリップフロッ
プDF2で1基準クロツクTcだけ遅延され、第2のP
WM信号(g)が得られる。第1のPWM信号(f)と
第2のPWM信号(g)とは、中心軸CENに対して互
いに対称となっている。また、各中心軸CEN同志の間
隔は、言うまでもなく、一定の値(8Tc)である。
D型フリップフロップDPIおよびDF2から出力され
る第1のPWM信号(f)および第2のPWM信号(g
)は、ローパスフィルタLPIIおよびLP12に入力
され、アナログ出力が得られる。
ローパスフィルタLPIIからの出力信号は、抵抗R1
1を通して演算増幅器APIIの反転入力に入力され、
一方、ローパスフィルタLP12からの出力信号は、抵
抗R12を通して演算増幅器APIIの非反転入力に入
力される。演算増幅器APIIでは、両信号の減算処理
が行なわれ、その出力からはD/A変換されたアナログ
信号が得られる。
本実施例では、第2図から明らかなように、PWM信号
がルベル変化したときのパルス幅の増加分が1クロツク
(Tc )分ですむ。
実施例2 第3図は本発明の第2の実施例を示した電気回路図、第
4図は第3図の動作説明のためのタイムチャートである
まず、第3図の各構成要素の説明をする。
基準クロック発生回路BC,制御信号発生回路CR,記
憶回路MR,シフトレジスタSRIおよびSR2、D形
フリップフロップDPIおよびDF2は、上記第1の実
施例と同様である。また、シフトレジスタSRIおよび
シフトレジスタSR2、D型フリップフロップDPIお
よびDF2により第2のPWM信号出力回路DS12が
構成され、D型フリップフロップDPIからの出力が第
3のPWM信号となり、D型フリップフロップDF2か
らの出力が第4のPWM信号となる。
AS21は第2のアナログ信号生成回路であり、D形フ
リップフロップDPIおよびDF2から出力される第3
のPWM信号および第4のPWM信号を加算およびフィ
ルタリングして、アナログ信号を生成するものである。
この第2のアナログ信号生成回路AS21は、演算増幅
器AP21、抵抗R21、R22、R23、R24およ
びR25、キャパシタC21から構成されている。
つぎに、第4図に示したタイムチャートを用いて、本実
施例の動作説明をする。
基準クロック発生回路BC,制御信号発生回路CR,記
憶回路MR,シフトレジスタSRIおよびSR2での各
動作は、上記第1の実施例と同様である。
シフトレジスタSRIから出力される信号(n)は、D
型フリップフロップDPIで1基準クロツクTcだけ遅
延され、第3のPWM信号(p)が得られる。一方、シ
フトレジスタSR2から出力される信号(0)は、D型
フリップフロップDF2で1基準クロツクTcだけ遅延
され、第4のPWM信号(q)が得られる。
D型フリップフロップDPIおよびDF2から出力され
る第3のPWM信号(p)および第4のPWM信号(q
)は、それぞれ抵抗R21および抵抗R22を通して、
演算増幅器AP21の反転入力に入力される。すなわち
、演算増幅器AP21では両信号の加算処理が行なわれ
る。また、演算増幅器AP21の入出力間にはキャパシ
タ21が挿入されているため、同時にローパスフィルタ
リングが行われる。このようにして、演算増幅器AP2
1の出力からは、D/A変換されたアナログ信号が得ら
れる。
本実施例でも、上記第1の実施例と同様に、PWM信号
がルベル変化したときのパルス幅の増加分が1クロツク
(Tc )分ですむ。
実施例3 第5図は本発明の第3の実施例を示した電気回路図であ
る。
まず、第5図の各構成要素の説明をする。
基準クロック発生回路BC1制御信号発生回路CR5記
憶回路MR1第2のPWM信号出力回路DS31は、上
記第2の実施例と同様である。
第2のアナログ信号生成回路AS31およびAS32も
、上記第2の実施例と同様な構成となっている。ただし
、第2のアナログ信号生成回路AS31とAS32とで
は、互いに逆位相のデジタル信号が人力されるため、出
力されるアナログ信号も互いに逆位相となる。
OPは出力回路であり、第2のアナログ信号生成回路A
S31およびAS32から出力される互いに逆位Fll
のアナログ信号を、減算およびローパスフィルタリング
するものである。
つぎに、本実施例の動作説明をする。
基準クロック発生回路BC,制御信号発生回路CR,記
憶回路MR,第2のPWM信号出力回路DS31での動
作は、上記第2の実施例と同様である。従って、D型フ
リップフロップDPIおよびDF2のそれぞれの出力“
Q“からは、第4図に示した第3のPWM信号(p)お
よび第4のPWM信号(q)がそれぞれ出力される。
第2のアナログ信号生成回路AS31およびAS32で
は、上記第2の実施例における第2のアナログ信号生成
回路AS21での動作と同様な動作が行われる。すなわ
ち、加算処理およびローパスフィルタリングが行われる
。ただし、第2のアナログ信号生成回路AS31とAS
32とでは、互いに逆位相のPWM信号が入力されるた
め、出力されるアナログ信号も互いに逆位相となる。
出力回路OPでは、第2のアナログ信号生成回路AS3
1およびAS32から出力される互いに逆位相のアナロ
グ信号に対して、減算処理およびローパスフィルタリン
グが行われる。
本実施例でも、上記第1の実施例および第2の実施例と
同様に、PWM信号がルベル変化したときのパルス幅の
増加分が1クロツク(Tc )分ですむ。
さらに本実施例では、互いに逆位相のPWM信号を加算
処理およびローパスフィルタリングし、その結果得られ
た互いに逆位相のアナログ信号に対して減算処理をして
いるので、電源やグランドの雑音の影響を小さくするこ
とができる。
[効果] 本発明では、PWM信号がルベル変化したときのパルス
幅の増加分が1クロツク分ですむため、高精度のD/A
変換回路を得ることができる。
した波形図である。
MR・・・・・・・・・記憶回路 DSII・・・第1のPWM信号出力回路AS11・・
・第1のアナログ信号生成回路DS21・・・第2のP
WM信号出力回路AS21・・・第2のアナログ信号生
成回路DS31・・・第2のPWM信号出力回路AS3
1・・・第2のアナログ信号生成回路AS32・・・第
2のアナログ信号生成回路以上
【図面の簡単な説明】

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)パルス幅データを記憶する記憶回路と、上記パル
    ス幅データに基いて、同一のパルス幅でかつ互いに異な
    った論理値を有する第1のPWM(パルス幅変調)信号
    と第2のPWM信号とを出力する第1のPWM信号出力
    回路と、 上記第1のPWM信号および上記第2のPWM信号に基
    いて減算およびフィルタリングを行ない、アナログ信号
    を生成する第1のアナログ信号生成回路と からなるD/A変換回路。
  2. (2)パルス幅データを記憶する記憶回路と、上記パル
    ス幅データに基いて、同一のパルス幅でかつ同一の論理
    値を有する第3のPWM(パルス幅変調)信号と第4の
    PWM信号とを出力する第2のPWM信号出力回路と、 上記第3のPWM信号および上記第4のPWM信号に基
    いて加算およびフィルタリングを行ない、アナログ信号
    を生成する第2のアナログ信号生成回路と からなるD/A変換回路。
JP21553389A 1989-08-22 1989-08-22 D/a変換回路 Pending JPH0378321A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003264465A (ja) * 2002-03-07 2003-09-19 Nippon Precision Circuits Inc パルス幅変調装置およびdaコンバータ

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JPS5827430A (ja) * 1981-08-11 1983-02-18 Nakamichi Corp デジタル/アナログ変換法
JPS60100830A (ja) * 1983-11-05 1985-06-04 Sony Corp デジタル・アナログ変換装置
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