JPH042013B2 - - Google Patents

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JPH042013B2
JPH042013B2 JP58055963A JP5596383A JPH042013B2 JP H042013 B2 JPH042013 B2 JP H042013B2 JP 58055963 A JP58055963 A JP 58055963A JP 5596383 A JP5596383 A JP 5596383A JP H042013 B2 JPH042013 B2 JP H042013B2
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resistor
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M1/00Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
    • H03M1/66Digital/analogue converters
    • H03M1/74Simultaneous conversion
    • H03M1/78Simultaneous conversion using ladder network
    • H03M1/785Simultaneous conversion using ladder network using resistors, i.e. R-2R ladders
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M1/00Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
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    • H03M1/74Simultaneous conversion
    • H03M1/742Simultaneous conversion using current sources as quantisation value generators
    • H03M1/745Simultaneous conversion using current sources as quantisation value generators with weighted currents

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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】 〔発明の技術分野〕 本発明は並列展開型D/A(デジタル/アナロ
グ)変換器に係り、特にデジタル入力を中間的に
アナログ信号に変換して並列展開ビツトデータに
変換するためのデコーダに関する。
〔発明の技術的背景〕
たとえばテレビジヨン信号をデジタル処理する
場合などに用いられる並列展開型D/A変換器
は、周知の如くnビツトのデジタル入力に対して
電流源・スイツチのペアを2n−1個並列に接続し
ておき、上記デジタル入力の10進表示の個数だけ
上記スイツチをオンさせるものである。この場
合、上記nビツトのデジタル入力に応じて2n−1
個のスイツチを制御するのに必要な並列展開ビツ
トデータを生成するためにデコーダが用いられ
る。この種のデコーダとしては、たとえば「電子
通信学会技術研究報告(信学技報)vol.82No.13、
SSD 82−1」に報告されている。即ち、このデ
コーダは、第1図に示すように4ビツトB1(:
MSB)〜B4のデジタル入力を入力バツフア11
4、第1のラダー抵抗部2、第2のラダー抵抗
部3、8個の差動増幅器41〜48により16個のア
ナログ信号V21〜V36(第2図参照)に交換し、こ
れらの信号のうち所定の組合せの2信号(16通
り)についてそれぞれ対応するラツチ回路(図示
せず)により2信号間の大小関係を判定してラツ
チすることによつて並列展開ビツトデータを生成
している。
〔背景技術の問題点〕
ところで、上記デコーダにおいては、デジタル
入力が(0000)から(1111)まで変化すると、ア
ナログ信号V21はあるレベルVBから最高レベルVD
まで変化し、アナログ信号V22はあるレベルVC
ら最低レベルVAまで変化する。この場合、上記
最高レベルVDと最低レベルVAとのレベル差は非
常に大きいけれども、上記レベルVC,VB間のレ
ベル差は非常に小さいので、特に電源電圧が低い
と両信号V21,V22間の大小関係を判定するに必
要なレベル差が十分得られないという欠点があ
る。また、前述したように8個の差動増幅器41
〜48を用いているため、その分だけデコーダの
使用素子数が増加するのでコストアツプの要因に
なるだけでなく、高速性も犠牲になる欠点があつ
た。
〔発明の目的〕
本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、
電源電圧の利用効率を高め、使用素子数を減少さ
せ、高速化を図ることが可能な並列展開型D/A
変換器用デコーダを提供するものである。
〔発明の概要〕
即ち、本発明の並列展開型D/A変換用デコー
ダは、複数の抵抗が直列接続されたD/A変換用
の抵抗群と、複数個の定電流源と、デジタル入力
の各ビツトの論理レベルに応じてそれぞれ前記複
数個の定電流源と前記抵抗群の各抵抗との接続を
スイツチ制御する複数個のスイツチと、前記抵抗
群の出力端電圧がベースに導かれたトランジスタ
と、このトランジスタのエミツタに接続された定
電流源と、前記抵抗群の電源電圧供給端電圧がベ
ースに導かれたトランジスタと、このトランジス
タのエミツタに一端が接続され直列接続された複
数の抵抗を有する基準電圧群発生用の抵抗群と、
この抵抗群の他端に接続された定電流源とを具備
することを特徴とするものである。
上記デコーダによれば、トランジスタのエミツ
タからD/A変換出力電圧を取り出し、この出力
電圧の階段波変化の各遷移領域のほぼ中点に相当
する基準電圧群を正確に発生させてこの基準電圧
群とD/A変換出力電圧とを後段のラツチ回路で
安定に比較判定させることが可能となり、この比
較判定のための入力電圧レベル範囲は前記D/A
変換出力電圧の変化範囲以内であり、電源電圧の
利用効率が非常に良い。また、回路構成が至つて
簡単であり、使用素子数が少なくて済み、高速化
が可能となる。
〔発明の実施例〕
以下、図面を参照して本発明の一実施例を詳細
に説明する。第3図はたとえば4ビツトのデジタ
ル入力B1,B2,B3,B4を16(:24)ビツトデータ
に並列展開するデコーダを示している。ここで、
高い方の電源電位および低い方の電源電位を各対
応して+VCCおよびGND(接地電位)で表わして
いるが、負電源を使用する場合には+VCC
GND、GND→−VEEとすればよい。そして、3
1は直列抵抗群を使用したD/A変換回路であ
り、32は直列抵抗群を使用した基準電圧群発生
回路であり、L1〜L15は電圧比較判定・ラツチ用
のラツチ回路である。上記D/A変換回路31
は、デジタル入力B1〜B4の論理レベルに応じて
スイツチ制御される電流スイツチS1〜S4と、それ
ぞれ電流値がIの定電流源A1〜A4と、それぞれ
の抵抗値が対応してR、R、2R、4Rの直列接続
された抵抗R1〜R4と、NPN形トランジスタQ1
からなる。ここで、上記トランジスタQ1は、コ
レクタが+VCC端に接続され、エミツタが定電流
源A5を介して接地されている。また、+VCC端と
上記トランジスタQ1のベースとの間に前記抵抗
R1〜R4が接続され、上記ベースは前記スイツチ
S1および定電流源A1を直列に介して接地され、
上記抵抗R4,R3の接続点はスイツチS2および定
電流源A2を介して接地され、前記抵抗R3,R2
接続点にスイツチS3および定電流源A3を介して
接地され、前記抵抗R2,R1の接続点はスイツチ
S4および定電流源A4を介して接地されている。
また、前記基準電圧群発生回路32において
は、NPN形のトランジスタQ2のコレクタ・ベー
スが+VCC端に接続され、エミツタは抵抗値が
R/2の抵抗r1およびそれぞれ抵抗値Rの抵抗r2
〜r15を直列に介したのち電流値がIの定電流源
A6を介して接地されている。
また、前記ラツチ回路L1〜L15は、それぞれ一
方の入力として上記抵抗r1〜r15の低電位側一端
の基準電圧V1〜V15が対応して導かれ、それぞれ
他方の入力として前記D/A変換回路31の出力
端(トランジスタQ1のエミツタと定電源A5との
接続点)からのD/A変換出力電圧V0が共通に
導かれる。なお、ラツチ回路L1〜L15はクロツク
入力により動作が制御される。
次に、上記デコーダの動作を第4図を参照して
説明する。前記スイツチS1〜S4は、それぞれ対応
するビツト入力B1〜B4が“1”のときに直列抵
抗群側を選択し、“0”のときに+VCC端側を選
択するものであり、デジタル入力の(0000)〜
(1111)の変化に対してD/A変換回路31の出
力電圧V0は第4図に示すように段階状に変化す
る。この段階状の変化の1ステツプの電位差は
IRである。また、トランジスタQ1のベースエミ
ツタ間電圧をVBEQ1で表わすと、デジタル入力が
(0000)のときの出力電圧レベルは+VCC−VBEQ1
である。
一方、基準電圧源発生回路32は、上記段階状
の出力電圧V0の各遷移領域の中点電位を持つ基
準電圧V1〜V15を発生する。即ち、トランジスタ
Q2のベースエミツタ間電圧をVBEQ2で表わすと、
基準電圧V0は+VCC−VBEQ2−0.5IRであり、VBEQ1
=VBEQ2=VBEとなるように定電流源A5,A6の電
流値を等しくしているので、上記基準電圧V1
+VCC−VBE−0.5IRであつてデジタル入力が
(0000)、(0001)に対応するD/A変換出力電圧
レベル(+VCC−VBE)、(+VCC−VBE−IR)の中
点電位に相当する。また、たとえば基準電圧V3
は+VCC−VBE−2.5IRであり、デジタル入力が
(0010)、(0011)に対応するD/A変換出力電圧
レベル(+VCC−VBE−2IR)、(+VCC−VBE
3IR)の中点電位に相当する。そして、最も低い
基準電圧V15は+VCC−VBE−14.5IRであり、デジ
タル入力(1111)に対応する最も低いD/A変換
出力電圧レベルは+VCC−VBE−15IRである。
一方、ラツチ回路L1〜L15はそれぞれ対応する
基準電圧入力よりD/A変換出力電圧レベルが低
いか否かをクロツク入力時に判定して“1”デー
タが“0”データをラツチする。即ち、たとえば
D/A変換出力電圧レベルが+VCC−VBE−3IRの
ときには、ラツチ回路L1〜L3はそれぞれ“1”
データをラツチし、残りのラツチ回路L4〜L15
それぞれ“0”データをラツチする。なお、ラツ
チ回路L1〜L15の入力電圧は、D/A変換出力電
圧V0の最低レベル(+VCC−VBE−15IR)よりは
低くならず、D/A変換出力電圧V0の最高レベ
ル(+VCC−VBE)よりは高くならず、その入力
電圧レベル範囲は(+VCC−VBE)−(+VCC−VBE
−15IR)=15IRである。
上記実施例のデコーダによれば、ラツチ回路
L1〜L15の入力電圧レベル範囲は上述したように
15IR、つまりD/A変換回路31の出力電圧V0
の変化範囲内であつて電源電圧の利用効率が良
く、しかも比較すべき2入力電圧間には少なくと
も0.5IRのレベル差が設定されているので、この
レベル差を検知可能な範囲で動作電源電圧を小さ
くすることも可能である。また、回路構成は至つ
て簡単であり、従来例のようなアナログ信号用の
差動増幅器(第1図41〜48)を必要とせず、使
用素子数が少なくて済み、高速性も増す。
第5図は、本発明の他の実施例を示している。
D/A変換回路51は前述したように接続される
抵抗R1〜R4、トランジスタQ1、定電流源A5と、
同様に接続される抵抗R1′〜R4′、トランジスタ
Q1′、定電流源A5′とを設け、前述したような電流
スイツチS1〜S4により前記2組の抵抗R1〜R4
R1′〜R4′の一方を選択して前述したように定電流
源A1〜A4を接続するものである。これによつて、
一方の組のトランジスタQ1のエミツタおよび他
方の組のトランジスタQ1′のエミツタから互いに
対称的に変化するD/A変換出力電圧V0,V0′が
得られるようになる。ここで、デジタル入力B1
〜B4と上記出力電圧V0,V0′との関係を第6図に
示す。一方、基準電圧源発生回路52は、NPN
形トランジスタQのコレクタ・ベース間に抵抗値
が4Rの補正用抵抗R5を接続し、コレクタを+VCC
端に接続し、エミツタを直並列抵抗群および電流
値が2Iの定電流源A7を介して接地している。上
記直並列抵抗群は、抵抗値が1/2R、2R、2R、
2Rの抵抗r1〜r4の直列回路と、抵抗値が3/2R、
2R、2R、2Rの抵抗r5〜r8の直列回路とを並列接
続したものである。したがつて、上記抵抗r1,r2
の接続点の電圧(+VCC−VBE−0.5IR)は基準電
圧V1となり、抵抗r5,r6の接続点の電圧(+VCC
−VBE−1.5IR)は基準電圧V2となる。以下同様
に抵抗r2,r3の接続点は基準電圧V3となり、抵抗
r6,r7の接続点は基準電圧V4となり、抵抗r3,r4
の接続点は基準電圧V5となり、抵抗r7,r8の接続
点は基準電圧V6となり、抵抗r4,r8の接続点は基
準電圧V7となる。これらの基準電圧V1〜V7は、
第6図中に示すようにD/A変換出力電圧V0
うちデジタル入力(0000)〜(0111)に対応する
出力電圧の各遷移領域の中点電位に相当すると共
にD/A変換出力電圧V0′のうちデジタル入力
(1000)〜(1111)に対応する出力電圧の各遷移
領域の中点電位に相当する。そこで、ラツチ回路
L1〜L15においては、前記基準電圧V1〜V7が各対
応してラツチ回路L1〜L7の一方の入力およびラ
ツチ回路L15〜L9の一方の入力として導かれ、上
記ラツチ回路L1〜L7の他方の入力として前記
D/A変換出力電圧V0が導かれ、上記ラツチ回
路L15〜L9の他方入力として前記D/A変換出力
電圧V0′が導かれている。そして、中間のラツチ
回路L8には、D/A変換出力電圧V0,V0′が導か
れており、これによつてデジタル入力が(0000)
〜(0111)の間は一方の出力電圧V0′を基準電圧
として使用し、デジタル入力が(1000)〜
(1111)の間は他方の出力電圧V0を基準電圧とし
て使用している。
したがつて、上記デコーダによれば、前記実施
例に比べて少数の基準電圧V1〜V7で済み、ラツ
チ回路L1〜L15の入力電圧レベル範囲はデジタル
入力の(0000)〜(0111)に対応するD/A変換
出力電圧レベル範囲で済むので、電源電圧利用効
率が一層向上している。また、基準電圧群発生回
路52の抵抗群としてr1〜r4およびr5〜r8に2分
割して並列接続しているのは、ラツチ回路L1
L15の使用トランジスタのベース電流によつて電
圧比較点の電位がなるべく影響を受けないように
するためである。また、補正用の抵抗R5は、ト
ランジスタQ1のベース電流と抵抗R1〜R4群とに
よる電圧降下およびトランジスタQ1′のベース電
流と抵抗R1′〜R4′群とによる電圧降下によりD/
A変換出力電圧V0,V0′に生じる電位誤差に見合
うように、トランジスタQ2のベース電流により
電圧降下を生じさせて基準電圧V1〜V7を補正す
るためのものである。
〔発明の効果〕
上述したように本発明の並列展開型D/A変換
器用デコーダによれば、電源電圧の利用効率を高
め、使用素子数を減少させ、高速化を図ることが
できる利点がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の並列展開型D/A変換器用デコ
ーダを示す構成説明図、第2図は第1図の動作を
説明するために示す電圧波形図、第3図は本発明
に係る並列展開型D/A変換器用デコーダの一実
施例を示す回路図、第4図は第3図の動作説明の
ために示す電圧波形図、第5図は本発明の他の実
施例を示す回路図、第6図は第5図の動作説明の
ために示す電圧波形図である。 A1〜A7,A1′〜A5′……定電流源、R1〜R4,r1
〜r15,R1′〜R4′……抵抗、S1〜S4……スイツチ、
Q1,Q2,Q1′……トランジスタ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 複数の抵抗が直列接続されたD/A変換用の
    抵抗群と、複数個の定電流源と、デジタル入力の
    各ビツトの論理レベルに応じてそれぞれ前記複数
    個の定電流源と前記抵抗群の各抵抗との接続をス
    イツチ制御する複数個のスイツチと、前記抵抗群
    の出力端電圧がベースに導かれたトランジスタ
    と、このトランジスタのエミツタに接続された定
    電流源と、前記抵抗群の電源電圧供給端電圧がベ
    ースに導かれたトランジスタと、このトランジス
    タのエミツタに一端が接続され直列接続された複
    数の抵抗を有する基準電圧群発生用の抵抗群と、
    この抵抗群の他端に接続された定電流源とを具備
    することを特徴とする並列展開型D/A変換用デ
    コーダ。
JP58055963A 1983-03-31 1983-03-31 並列展開型d/a変換器用デコ−ダ Granted JPS59181822A (ja)

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US06/595,439 US4578668A (en) 1983-03-31 1984-03-30 Decoder for a D/A converter

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JPS59181822A JPS59181822A (ja) 1984-10-16
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EP0121234A2 (en) 1984-10-10
US4578668A (en) 1986-03-25
EP0121234B1 (en) 1989-12-20
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