JPH05122080A - デイジタル−アナログ変換器 - Google Patents

デイジタル−アナログ変換器

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JPH05122080A
JPH05122080A JP28123391A JP28123391A JPH05122080A JP H05122080 A JPH05122080 A JP H05122080A JP 28123391 A JP28123391 A JP 28123391A JP 28123391 A JP28123391 A JP 28123391A JP H05122080 A JPH05122080 A JP H05122080A
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JP
Japan
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resistor
ref
value
analog output
output terminal
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JP28123391A
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English (en)
Inventor
Osamu Kudo
修 工藤
Shigeru Nishio
茂 西尾
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】チップ内抵抗素子の製造誤差に伴う調整作業を
不要にすることを目的とする。 【構成】電流モニター用の抵抗両端に生ずる電圧に基づ
いてR−2Rラダー抵抗網への供給電流を安定化する安
定化回路を備えたディジタル−アナログ変換器におい
て、前記電流モニター用抵抗やR−2Rラダー抵抗網を
形成した共通基板の外部に前記電流モニター用抵抗の両
端を引き出し、該引き出し端に所定の外付け抵抗を接続
するとともに、該外付け抵抗の大きさを、前記モニター
用抵抗の値やアナログ出力端子からみたR−2Rラダー
抵抗網のインピーダンス値およびアナログ出力端子に繋
がる回路のインピーダンス値に応じて設定したことを特
徴とし、好ましくは、モニター用抵抗の値をRREF、ア
ナログ出力端子からみたR−2Rラダー抵抗網のインピ
ーダンス値をRO、アナログ出力端子に繋がる回路のイ
ンピーダンス値をRLとした場合に、外付け抵抗の値R
REF’を、RREF’=(RR EF/RO)×RLの関係式に従
って設定することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ディジタル−アナログ
変換器に関する。ディジタル処理技術の発展に伴い、幅
広い分野でアナログ信号をマイクロプロセッサによって
制御するケースが増えている。こうしたケースではディ
ジタル信号からアナログ信号への変換にディジタル−ア
ナログ変換器(Digital-Analog Converter 以下、D/
A変換器)が不可欠であり、かかる用途のD/A変換器
には、きわめて高い変換精度が要求される。
【0002】
【従来の技術】D/A変換器は、大きく分類して、ラ
ダー抵抗型、重み抵抗型、パルス幅変調型、周波
数変調型があるが、は変換時間が長くかかるために
用途が限定され、また、の重み抵抗型はビットごとの
重み(20、21、……、2n)に対応して値の異なる多
種類の抵抗が必要であり、集積化に不向きであるととも
にコスト的に不利である。
【0003】これに対して、のラダー抵抗型は、抵抗
の種類が第1の値(R)と第2の値(2×R、以下2
R)の2種類で済み、2RはRを2個直列接続して得ら
れるから、あるいは、Rは2Rを2個並列接続して得ら
れるから、抵抗のマッチング性がよく、集積化やコスト
の面で有利である。図2は、ラダー抵抗型の従来回路
(1チップの3ビットD/A変換器)である。ディジタ
ル信号の各ビット論理に応じて3個のスイッチS1〜S3
をオン/オフし、これらのスイッチを介してR−2Rラ
ダー抵抗網10に電流I1〜I3を流し込む。アナログ出
力端子11に現れるアナログ電圧VOは、I1だけを流し
込んだときに最小、I1からI3までの全てを流し込んだ
場合に最大となり、例えば最大のVOは次式(1)で与
えられる。
【0004】 VO=(I3×RO/20)+(I2×RO/21)+(I1×RO/22) ……(1) 但し、ROはアナログ出力端子11から見たラダー抵抗
網10の合成抵抗値であり、R×2/3に相当する値で
ある。RREFは、電流モニター用の抵抗(以下、モニタ
ー抵抗)であり、このモニター抵抗RREFの両端電圧V
12と所定の基準電圧VRとをオペアンプ13に与え、オ
ペアンプ13の出力電圧V13でトランジスタT0、T1
2、T3のコレクタ電流(すなわちI1〜I3)をコント
ロールする。モニター抵抗RREFは、ラダー抵抗網10
の各抵抗(以下、R、2R)とともに共通基板上に作り
込まれており、プロセス工程は同一である。また、使用
材料も同じで、同一の温度係数を持っている。なお、1
4〜17は共通基板に作り込まれた同じ値の抵抗であ
る。
【0005】ここで、RREFに流れる電流IREFは、オペ
アンプ13の動作から、次式(2)で求められる。 IREF=VR/RREF ……(2) 今、IREFと、R−2Rラダー抵抗網10に流し込まれ
る3つの電流(I1、I 2、I3)とのカレントミラー比
をK倍とし、例えばS3だけをオンとすると、この場合
のアナログ出力電圧VOは(但しVO→VO(MSB))、 VO(MSB)=I3×RO =(K×VR/RREF)×RO ……(3) で与えられる。
【0006】従来回路の優れた点は、モニター抵抗R
REFやラダー抵抗網10の各抵抗(R、2R)の誤差を
無視できる点にある。例えば誤差をA%とすると、この
誤差は、同一基板でしかも製造プロセスを共通とするR
REFおよびR、2Rに同様に発生するから、誤差(A
%)を前式(3)に代入すると、次式(4)が得られ
る。 VO(MSB)=〔K×VR/{RREF×(1+A)}〕×RO×(1+A) ……(4) すなわち、RO(1+A)/RREF(1+A)となって、
誤差(A)の大きさに拘らずRO/RREF=一定の定数と
することができ、アナログ電圧VOを安定化させること
ができる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
従来回路にあっては、アナログ出力端子11を低インピ
ーダンス(RL、例えば75Ω)の回路に接続すると、
前式(4)が次式(5)のようになって、 VO(MSB)’=〔K×VR/{RREF×(1+A)}〕×RO×(1+A)//RL ……(5) 抵抗誤差の影響でアナログ電圧VOが変化するようにな
る。このため、正しいVOの値(誤差0%の時の値)と
なるように基準電圧VRを微調整しなければならず、手
間がかかるといった問題点があった。
【0008】そこで、本発明は、チップ内抵抗素子の誤
差に伴う調整作業を不要にすることを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、電流モニター用の抵抗両端に生ずる電圧
に基づいてR−2Rラダー抵抗網への供給電流を安定化
する安定化回路を備えたディジタル−アナログ変換器に
おいて、前記電流モニター用抵抗やR−2Rラダー抵抗
網を形成した共通基板の外部に前記電流モニター用抵抗
の両端を引き出し、該引き出し端に所定の外付け抵抗を
接続するとともに、該外付け抵抗の大きさを、前記モニ
ター用抵抗の値やアナログ出力端子からみたR−2Rラ
ダー抵抗網のインピーダンス値およびアナログ出力端子
に繋がる回路のインピーダンス値に応じて設定したこと
を特徴とし、好ましくは、モニター用抵抗の値を
REF、アナログ出力端子からみたR−2Rラダー抵抗
網のインピーダンス値をRO、アナログ出力端子に繋が
る回路のインピーダンス値をRLとした場合に、前記外
付け抵抗の値RREF’を、 RREF’=(RREF/RO)×RL の関係式に従って設定することを特徴とする。
【0010】
【作用】本発明では、電流モニター用抵抗に外付け抵抗
が並列接続され、この外付け抵抗の値によって電流モニ
ター用抵抗の値が調節される。ここで、外付け抵抗の値
(RREF’)と、ディジタル−アナログ変換器の出力を
接続する回路インピーダンス(RL)とは比例関係にあ
り、比例係数は、電流モニター用抵抗の値とラダー抵抗
網の合成抵抗値の比(RREF/RO)で与えられる。すな
わち、比例係数は、プロセスを共通にする抵抗素子の比
であり、製造誤差の影響を受けない一定の係数である。
【0011】したがって、チップ内の抵抗素子に誤差が
あったとしても、後段の回路インピーダンスに対応した
正しいアナログ電圧を安定して出力することができる。
【0012】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図1は本発明に係るディジタル−アナログ変換器
の一実施例を示す図であり、4ビットD/A変換器への
適用例である。図1において、20はチップであり、チ
ップ20の共通基板上には、ビット毎のスイッチS11
14と、これらのスイッチS11〜S14を介して選択的に
電流I 11〜I14が流し込まれるR−2Rラダー抵抗網2
1と、電流I11〜I14を安定化する安定化回路22とが
形成されている。
【0013】公知のR−2Rラダー抵抗網21は、第1
の値R(例えばR=112.5Ω)を持つ5個の抵抗2
3〜27と、第2の値2R(例えば2R=225Ω)を
持つ2個の抵抗28、29を組み合せ、ビット毎に1/
2ステップで変化するアッテネータを構成する。例えば
11〜I14の全てが流し込まれると、チップ20のアナ
ログ出力端子30に現れる電圧VOが最大となる。
【0014】一方、安定化回路22は、チップ20の端
子31を介して外部電源VE(例えば+5V)に接続さ
れたビット毎の抵抗32〜35と、これらの抵抗32〜
35とスイッチS11〜S14との間に介在するトランジス
タT11〜T14と、チップ20の端子36を介して所定の
基準電圧VR(例えば+1V)が反転入力(−入力)に
与えられるオペアンプ37とを備えるとともに、電流モ
ニター用の抵抗RREF(以下、モニター抵抗)を備え
る。このモニター抵抗RREFの一端側は、トランジスタ
15および抵抗39を介して外部電源VEに接続される
とともに、オペアンプ37の非反転入力(+入力)に接
続され、他端側は、チップ20の端子40を介してグラ
ンドに接続されている。モニター抵抗RREFの値は例え
ば150Ωであり、また抵抗32〜35および39の値
は任意の同一値である。
【0015】ここで、本実施例の特徴点は、オペアンプ
37の非反転入力(したがってモニター抵抗RREFの一
端側)をチップ20の端子41に接続し、この端子41
とグランド間に、所定の外付け抵抗RREF’を接続した
ことにある。すなわち、モニター抵抗RREFと並列に外
付け抵抗RREF’を接続したことにある。外付け抵抗R
REF’の値は、RO:RREF=RL:RREF’の関係を満足
するように、次式(6)に従って設定するのが望まし
い。
【0016】 RREF’=(RREF/RO)×RL ……(6) ここで、ROはアナログ出力端子30からみたラダー抵
抗網21の合成抵抗値(回路インピーダンス)であり、
またRLはアナログ出力端子30に接続される回路のイ
ンピーダンス(または終端抵抗の値でもよい)である。
式(6)から理解されるようにRREF’はRLに比例し、
比例係数は、RREF/RO、すなわちモニター抵抗RREF
とラダー抵抗網21の合成抵抗値の「比」で与えられ
る。モニター抵抗RREFとラダー抵抗網21の各抵抗
(R、2R)は、共通基板上に同じプロセスで作り込ま
れるから、製造誤差は双方ともに同量づつ発生する。
【0017】したがって、RREFやROの製造誤差が例え
ばA%であった場合でも、{RREF(1+A)}//
REF’と{RO(1+A)}//RLの比が変化しないの
で、アナログ電圧VOを一定値にでき、安定化させるこ
とができる。
【0018】
【発明の効果】本発明によれば、電流モニター用抵抗の
両端をチップ外部に引き出し、該引き出し端に所定の外
付け抵抗を接続したので、チップ内抵抗素子の製造誤差
に拘らず、出力電圧を安定化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】一実施例の回路図である。
【図2】従来例の回路図である。
【符号の説明】
21:R−2Rラダー抵抗網 30:アナログ出力端子 40、41:端子(モニター抵抗の引き出し端子) RREF:モニター抵抗(電流モニター用の抵抗) RREF’:外付け抵抗

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】電流モニター用の抵抗両端に生ずる電圧に
    基づいてR−2Rラダー抵抗網への供給電流を安定化す
    る安定化回路を備えたディジタル−アナログ変換器にお
    いて、 前記電流モニター用抵抗やR−2Rラダー抵抗網を形成
    した共通基板の外部に前記電流モニター用抵抗の両端を
    引き出し、 該引き出し端に所定の外付け抵抗を接続するとともに、 該外付け抵抗の大きさを、前記モニター用抵抗の値やア
    ナログ出力端子からみたR−2Rラダー抵抗網のインピ
    ーダンス値およびアナログ出力端子に繋がる回路のイン
    ピーダンス値に応じて設定したことを特徴とするディジ
    タル−アナログ変換器。
  2. 【請求項2】モニター用抵抗の値をRREF、アナログ出
    力端子からみたR−2Rラダー抵抗網のインピーダンス
    値をRO、アナログ出力端子に繋がる回路のインピーダ
    ンス値をRLとした場合に、 外付け抵抗の値RREF’を、 RREF’=(RREF/RO)×RL の関係式に従って設定することを特徴とする請求項1記
    載のディジタル−アナログ変換器。
JP28123391A 1991-10-28 1991-10-28 デイジタル−アナログ変換器 Withdrawn JPH05122080A (ja)

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Effective date: 19990107