JPH0563567A - D/aコンバ−タのオフセツト・ドリフト補償回路 - Google Patents
D/aコンバ−タのオフセツト・ドリフト補償回路Info
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- JPH0563567A JPH0563567A JP22447191A JP22447191A JPH0563567A JP H0563567 A JPH0563567 A JP H0563567A JP 22447191 A JP22447191 A JP 22447191A JP 22447191 A JP22447191 A JP 22447191A JP H0563567 A JPH0563567 A JP H0563567A
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Abstract
るオフセットとそのドリフトの自動補償を行い、D/A
変換特性の改善を図る。 【構成】ディジタルデ−タを受けこれをアナログ信号に
変換するD/Aコンバ−タにおいて、前記デ−タに応じ
たデュ−ティ比のパルス密度又はパルス幅変調信号とそ
の共役信号とをそれぞれ入力とする2組の同一特性のバ
ッファ増幅器と、該両増幅器の出力差演算用差動増幅器
と該増幅器の出力を入力とするロ−パスフィルタとを設
け、該フィルタの出力信号を以て所要のアナログ信号と
なすか、或いは前記コンバ−タのクロック信号を入力と
する2分周回路と、該分周回路の出力と前記デ−タ変調
信号とをそれぞれ入力とするバッファ増幅器とロ−パス
フィルタとから成る2組の同一特性のカスケ−ド回路
と、該両回路の出力差演算用増幅器とを設け、該差動増
幅器の出力信号を以て所要のアナログ信号となすものと
する。
Description
セット・ドリフト補償回路に関する。
は、ディジタルデ−タのパルス密度変調演算を介するも
のを例とすれば、その構成を図5の回路図に示す如きも
のが知られている。図5において、1はディジタルデ−
タSd (D入力)を入力とし該デ−タSd に対応するデ
ュ−ティ比を有する矩形波状のパルス密度変調信号を出
力するパルス密度変調器であり、前記のデ−タSd をク
ロック信号CLKに同期化するデ−タラッチDL1 と、
前回の加算デ−タを前記信号CLKに同期化するデ−タ
ラッチDL2 と、該両デ−タラッチDL1 とDL2 との
出力デ−タを加算する加算器ADDと、該ADDの加算
デ−タとキャリ信号とを前記信号CLKに同期化するデ
−タラッチDL3 と、入力信号反転素子NOTとから構
成されている。又2は前記パルス密度変調信号を入力信
号とし信号Vb を出力する出力段バッファ増幅器、5は
該出力信号Vb をアナログ信号に復調するロ−パスフィ
ルタ、4はそのデュ−ティ比50%時の前記パルス密度
変調信号に対応する前記アナログ信号の値を設定値Sas
として前記ロ−パスフィルタの出力より減算し該アナロ
グ信号をその中間値を零となす正負両振れの所要信号S
a (D/A出力)として出力するための差動増幅器であ
る。なお前記設定値Sasは制御用定電圧Vsの抵抗R1
とR2 とによる分圧電圧として与えられる。
ビットのパルス密度変調器を例に説明する。なお入力デ
−タは00〜0F(hex) までのものとし、動作クロック
信号CLKの周期はTとしている。今、入力デ−タが1
の場合には加算器ADDにて1ずつ積算されて周期16
Tのパルス出力を得る。また入力デ−タが2の場合には
同様に2ずつ積算されて周期8Tのパルス出力を得る。
更にまた例えば入力デ−タが8の場合には同様に8ずつ
積算されて周期2T、従ってデュ−ティ比50%のパル
ス出力を得る。以上の如く変調されたパルス密度変調信
号は前記の出力段バッファ増幅器2を介して出力され、
更にロ−パスフィルタ5によりアナログ信号に復調され
る。
成をなすD/Aコンバ−タにおけるD/A変換の直線性
は前記出力段バッファ増幅器2の特性に左右される。図
6は前記出力段バッファ増幅器2における出力信号Vb
の動作波形図の例示であり、また図7は該出力信号Vb
を入力とするロ−パスフィルタ5により復調されたアナ
ログ出力から前記零点の設定値Sasを減算して得た所要
の正負両振れのアナログ信号Sa (D/A出力)の前記
ディジタルデ−タSd (D入力)に対する特性図の例示
である。
電圧値VH ,時間幅t2 −t1 の矩形波を入力した場合
の出力波形は該矩形波から歪んだものとなり、その電圧
立上がり速度と電圧立下がり速度とが異なって図示斜線
部の如き面積差を生ずる。なお電圧値VL は前記バッフ
ァ増幅器2の無入力時のオフセット電圧であり電圧値V
HOは該両電圧の和VH +VL である。またその面積をS
H とSL とする図示斜線部はそれぞれ前記矩形波の面積
に対する減算成分と加算成分として作用し、入力信号の
積分値をその出力値となす前記ロ−パスフィルタ5に前
記バッファ増幅器2の歪波出力を入力すれば該歪波にお
ける前記の如き両面積の差SH −SL が前記のディジタ
ルデ−タSd のアナログ信号Sa への変換誤差として出
力されることになる。前記面積差SH −SL は前記デ−
タSd に対応する前記パルス密度変調器1の出力変調信
号がそのデュ−ティ比50%の時に最大となり、この時
の前記アナログ信号Sa の出力値を零として該信号Sa
を正負両振れの信号となす場合には、前記面積差に対応
してD/A変換の誤差をなすオフセットは図7に示す如
く前記零点にて最大値Voff となる。なお図7の零点近
辺における点線部は前記D/A変換誤差が零の場合の理
想的な直線特性を示すものである。また前記オフセット
は前記の如きその生成原因から前記バッフア増幅器の特
性に大きく依存するが、該増幅器の特性自体が周囲温度
或いは制御電源電圧の変動により変化し、また前記の零
点設定値を与える抵抗分圧回路の特性も制御電源電圧の
変動或いは抵抗体の温度特性により変化するため、前記
の入力デ−タSd とアナログ信号Sa 間のD/A変換特
性の直線性とその零点位置とについては前記の制御電源
電圧変動或いは周囲温度変動の影響を受けドリフトが発
生する。
よるD/A変換誤差に対する補償は図5に例示する如き
従来のD/Aコンバ−タにおいてはなされていなかっ
た。上記に鑑み本発明は、前記のアナログ信号Sa のデ
ィジタルデ−タSd に対するD/A変換特性の直線性と
その零点位置の保持とに関する改善を簡易な回路構成に
て行い得るD/Aコンバ−タのオフセット・ドリフト補
償回路の提供を目的とするものである。
に、本発明のD/Aコンバ−タのオフセット・ドリフト
補償回路は、ディジタルデ−タを入力信号とし該入力信
号に対応したパルス密度変調信号を出力するパルス密度
変調回路または該入力信号に対応したパルス幅変調信号
を出力するパルス幅変調回路と、前記のパルス密度変調
信号またはパルス幅変調信号を入力となす第1の出力段
バッファ増幅器と、該バッファ増幅器の出力信号を入力
としてこれをアナログ信号に復調するロ−パスフィルタ
とから成るD/Aコンバ−タにおいて、前記のパルス密
度変調信号又はパルス幅変調信号の共役信号演算回路
と、前記第1の出力段バッファ増幅器と同一特性を有し
且つ前記共役信号演算回路の出力信号を入力となす第2
の出力段バッファ増幅器と、該第2の出力段バッファ増
幅器の出力を前記第1の出力段バッファ増幅器の出力か
ら減算する差動増幅器又は差動フィルタ回路とを設け、
該差動増幅器の出力信号を入力とする前記ロ−パスフィ
ルタの出力信号或いは前記差動フィルタ回路の出力信号
を以て所要のアナログ信号となすものとし、或いは、前
記D/Aコンバ−タにおいて、前記変調回路のクロック
信号を入力とし前記アナログ信号を正負両振れの信号と
なした場合の零点相当の前記ディジタルデ−タに対応す
るデュ−ティ比の変調信号を出力する分周回路と、該分
周回路の出力信号を入力とし且つ前記第1の出力段バッ
ファ増幅器と同一特性を有する第2の出力段バッファ増
幅器と、前記ロ−パスフィルタをその第1のものとなし
た場合に、前記第2の出力段バッファ増幅器の出力信号
を入力とし且つ前記第1のロ−パスフィルタと同一特性
を有しその入力信号をアナログ信号に復調する第2のロ
−パスフィルタと、該第2のロ−パスフィルタの出力を
前記第1のロ−パスフィルタの出力から減算する差動増
幅器または前記第1と第2の両出力段バッファ増幅器そ
れぞれの出力信号を入力とする差動フィルタ回路とを設
け、該差動増幅器または差動フィルタ回路の出力信号を
以て所要のアナログ信号となすものとする。
第1のものに対しt1 <t2 <t3 なる時刻t1 にて電
圧値VH ,時間幅ΔT(ΔT=t2 −t1 )の矩形波パ
ルス信号を印加すれば、前記第1のバッファ増幅器にお
ける出力信号Vb1の過渡応答は時刻t1 においては立上
がり応答であり時刻t2 においては立下がり応答とな
り、例えば図6に示す動作波形図の如くなる。なお前記
立下がり応答は次の矩形波パルス信号が印加される時刻
t3 までには終了しているものとする。また前記バッフ
ァ増幅器の第2のものに対し時刻t1 にて前記矩形波パ
ルス信号の共役信号を印加すれば該バッファ増幅器2に
おける出力信号Vb2の過渡応答は時刻t1 においては立
下がり応答であり時刻t2 においては立上がり応答とな
る。
状態にある2組の信号とは、共に同極性状態にあり且つ
その電圧変動域が同一であり、例えば電圧VH をレベル
H,電圧VL をレベルLとすればともに該レベルHとL
との何れかをとるものとし、一方の信号がレベルHであ
れば他方はレベルLとなる如く,該レベルHとLとに関
し互いに逆の状態をとる2組の信号を意味する。
同一のものとなせば前記過渡応答時の該両バッファ増幅
器における立上がり応答と立下がり応答とはそれぞれ同
一の時間経過をなす。従って前記図6を参照して、前記
信号Vb1の立上がり部が時刻t1 を起点の縦軸と囲む面
積と前記信号Vb2の立上がり部が時刻t2 を起点の縦軸
と囲む面積とは同一となり、共に図示SH となる。同様
にして前記信号Vb1の立下がり部が時刻t2 を起点の縦
軸と囲む面積と前記信号Vb2の立下がり部が時刻t1 を
起点の縦軸と囲む面積とは同一となり、共に図示SL と
なる。従って、前記両信号Vb1とVb2との電圧差信号V
b (Vb =Vb1−Vb2)を演算すれば、該信号Vb の立
上がり部が時刻t1を起点の縦軸と囲む面積とその立下
がり部が時刻t2 を起点の縦軸と囲む面積とは同一とな
り、共に前記両面積の和SH +SL となり、前記信号V
b を入力とするロ−パスフィルタの出力においては、前
記バッファ増幅器における出力波形歪の原因となってい
た前記の両面積SH とSL とは共にその和において相殺
され除去される。本発明の第1のものは、前記バッファ
増幅器の入力信号となる矩形波パルス信号として前記の
パルス密度変調信号又はパルス幅変調信号を用い、前記
の如き回路構成により前記バッファ増幅器の出力波形歪
に起因するD/Aコンバ−タの変換誤差をそのドリフト
も含めて除去させるものである。
は、それぞれ1組のバッファ増幅器とロ−パスフィルタ
とのカスケ−ド接続をその復調部となす場合には、該復
調部の入力信号となる前記のパルス密度変調信号または
パルス幅変調信号がそのデュ−ティ比50%の時に最大
となる如く変化し、更に制御電源電圧変動或いは温度変
動の影響を受けてそのドリフトが発生する。本発明の第
2のものは、前記コンバ−タのディジタルデ−タ変調部
クロック信号を2分周回路へ入力してデュ−ティ比50
%の変調信号を得ると共に該変調信号を、前記復調部を
その第1のものとし該第1の復調部と同一構成,同一特
性の第2の復調部に加え、該第2の復調部の出力を前記
第1の復調部の出力より減じた結果を所要のアナログ出
力信号となすことにより、そのデュ−ティ比50%の変
調信号に対応するアナログ出力値を零となす正負両振れ
の信号として出力する場合における前記アナログ出力信
号における零点のオフセット補償を自動的に行わせるも
のである。
る。図1と図2とはそれぞれ本発明の第1の実施例を示
す回路図とその動作波形図であり、図3と図4とはそれ
ぞれ本発明の第2の実施例を示す回路図とそのD/A変
換特性図である。なお図1と図3とにおいては図5に示
す従来技術の実施例の場合と同一機能の構成要素に対し
ては同一の表示符号を付している。先ず図1は、図5に
示す回路において、バッファ増幅器2と同一の入力信号
を受け該入力信号の共役信号を演算すると共に該共役信
号に対し前記バッファ増幅器2と同一の特性を有して演
算動作するバッファ増幅器3を設け、該増幅器3の出力
信号Vb2を差動増幅器4において前記バッファ増幅器2
の出力信号Vb1より減算し、該差動増幅器4の出力信号
Vb をロ−パスフィルタ5へ入力し、該フィルタ5の出
力信号Sa を以て所要のアナログ信号となしたものであ
り、回路各部の動作結果は図2の各動作波形図に示す如
くなる。
出力信号波形を示し,時刻t1 にて電圧値VH ,時間幅
ΔT(ΔT=t2 −t1 )の矩形波パルス電圧をなすパ
ルス密度変調器1の出力信号を入力とした場合の出力信
号Vb1の波形を示すものであり、該信号Vb1の立上がり
部が時刻t1 を起点の縦軸と囲む面積をSH1,その立下
がり部が時刻t2 を起点の縦軸と囲む面積をSL1,その
オフセット電圧をVL1,電圧値VH1を前記のVH とVL1
との和としている。次に図2(ロ)は,前記バッファ増
幅器3の入出力信号波形を示し,前記バッファ増幅器2
の入力矩形波パルス信号の共役信号を入力信号とした場
合の出力信号Vb2の波形を示すものであり、該信号Vb2
の立下がり部が時刻t1 を起点の縦軸と囲む面積を
SL2,その立上がり部が時刻t2 を起点の縦軸と囲む面
積をSH2,オフセット電圧をVL2,電圧値VH2を前記の
VH とVL2との和としている。ここで前記の如くバッフ
ァ増幅器2と3との入力信号は相互に共役のものとなさ
れ且つ該両バッファ増幅器の特性は同一のものとなされ
ていることから、図示諸量に関しては、VL1=VL2,V
H1=VH2,SH1=SH2,SL1=SL2の各関係が成り立
つ。なお図2(イ)と図2(ロ)両図において、時刻t
2 からの前記両信号の立下がり及び立上がり状態は時刻
t3 までには終了しているものとする。
Vb (Vb =Vb1−Vb2)を前記差動増幅器4において
演算すれば該信号Vb の波形は図2(ハ)の如くなり、
その立上がり部が時刻t1 を起点の縦軸と囲む面積SH
(SH =SH1+SL2)とその立下がり部が時刻t2 を起
点の縦軸と囲む面積SL (SL =SH2+SL1)とは前記
諸関係に従って等しくなる。従ってその入力信号の時間
積分値を出力値となす前記ロ−パスフィルタ5に前記信
号Vb を入力すれば該フィルタの出力においては互いに
符号極性の異なる前記両面積SH とSL とは相殺除去さ
れ、その振幅をVH ,時間幅をΔT(ΔT=t2 −
t1 )となす交番矩形波パルス信号が出力されることに
なり、前記パルス密度変調器1の出力信号を正確に再現
させることができる。
一特性のものとなす如く選択し且つ同一パッケ−ジに収
納構成することにより、周囲温度と制御電源電圧とに対
する影響を同一となすことができ、前記入力デ−タSd
に対応したデュ−ティ比の変調パルス列を共通入力とな
す前記両バッファ増幅器の出力差から前記ロ−パスフィ
ルタ5を介して前記のオフセットとそのドリフトとの影
響を完全に除いた所要のアナログ信号Sa を得ることが
できる。
抗R1 とR2 とから成り定電圧Vs を分圧して前記のア
ナログ出力信号Sa をその中間値を零とする正負両振れ
の信号となすための設定値Sasを与える抵抗分圧回路に
代え、前記D/Aコンバ−タのクロック信号を入力とし
デュ−ティ比50%の変調信号を出力する2分周回路7
1と該分周回路の出力を入力とし且つバッファ増幅器2
と同一特性を有するバッファ増幅器72とから成る零点
補償回路7と、該補償回路の出力を入力とし且つロ−パ
スフィルタ5と同一特性を有するロ−パスフィルタ6と
を設け、該フィルタ6の出力を差動増幅器4を介し前記
フィルタ5の出力より減算した結果のアナログ信号Sa
を以て所要のアナログ信号となしたものであり、そのデ
ュ−ティ比50%の変調信号に対応するアナログ出力値
を常に零となすものである。
特性図であり、デュ−ティ比50%のディジタルデ−タ
Sd に対応するアナログ信号Saの値を零となす場合に
おいて、該アナログ信号Sa の零点におけるオフセット
Voff をそのドリフトをも含め自動的に補償し、前記零
点の位置確保を図るものである。
力信号としこれをパルス密度変調信号またはパルス幅変
調信号に変換のうえバッファ増幅器とロ−パスフィルタ
とを介してアナログ信号に復調するD/Aコンバ−タに
おいて、前記バッファ増幅器を第1のものとし該第1の
増幅器と同一の特性を有し且つ該第1の増幅器の入力信
号と共役の信号をその入力信号となす第2のバッファ増
幅器を設け、該第2の増幅器の出力を差動増幅器等を介
して前記第1の増幅器の出力より減じたものを前記ロ−
パスフィルタに加え、該フィルタの出力信号を以て所要
のアナログ信号となすことにより、前記ディジタルデ−
タの全入力域において、前記バッファ増幅器の出力電圧
における立上がり及び立下がり変化の速度差によるオフ
セットと周囲温度または電源電圧の変動等によるそのド
リフトとを原因とするD/A変換誤差を自動的に除去し
該ディジタルデ−タに対するD/A変換の直線性の改善
されたアナログ信号を得ることができる。
ンバ−タのクロック信号を入力とし前記アナログ信号を
正負両振れの信号となした場合の零点相当のデ−タに対
応するデュ−テイ比の変調信号を出力する分周回路と、
該分周回路の出力信号を入力とし且つ前記第1のバッフ
ァ増幅器と同一の入出力特性を有する第2のバッファ増
幅器と、前記ロ−パスフィルタをその第1のものとし該
第1のフィルタと同一特性を有しその入力信号をアナロ
グ信号に復調する第2のロ−パスフィルタと、該第2の
フィルタの出力を前記第1のフィルタの出力から減算す
る差動増幅器とを設け、該差動増幅器の出力信号を以て
所要のアナログ信号となすことにより、該アナログ信号
の零点におけるオフセットとそのドリフトとの自動的な
補償が可能となる。
ルス幅変調回路をディジタル回路で構成しゲ−トアレイ
中に組み込むことにより、回路構成のコンパクト化と低
廉化とを図ることができる。
Claims (2)
- 【請求項1】ディジタルデ−タを入力信号とし該入力信
号に対応したパルス密度変調信号を出力するパルス密度
変調回路または該入力信号に対応したパルス幅変調信号
を出力するパルス幅変調回路と、前記のパルス密度変調
信号またはパルス幅変調信号を入力となす第1の出力段
バッファ増幅器と、該バッファ増幅器の出力信号を入力
としてこれをアナログ信号に復調するロ−パスフィルタ
とから成るD/Aコンバ−タにおいて、前記のパルス密
度変調信号又はパルス幅変調信号の共役信号演算回路
と、前記第1の出力段バッファ増幅器と同一特性を有し
且つ前記共役信号演算回路の出力信号を入力となす第2
の出力段バッファ増幅器と、該第2の出力段バッファ増
幅器の出力を前記第1の出力段バッファ増幅器の出力か
ら減算する差動増幅器又は差動フィルタ回路とを設け、
該差動増幅器の出力信号を入力とする前記ロ−パスフィ
ルタの出力信号或いは前記差動フィルタ回路の出力信号
を以て所要のアナログ信号となすことを特徴とするD/
Aコンバ−タのオフセット・ドリフト補償回路。 - 【請求項2】ディジタルデ−タを入力信号とし該入力信
号に対応したパルス密度変調信号を出力するパルス密度
変調回路または該入力信号に対応したパルス幅変調信号
を出力するパルス幅変調回路と、前記のパルス密度変調
信号またはパルス幅変調信号を入力となす第1の出力段
バッファ増幅器と、該バッファ増幅器の出力信号を入力
としてこれをアナログ信号に復調する第1のロ−パスフ
ィルタとから成るD/Aコンバ−タにおいて、前記変調
回路のクロック信号を入力とし前記アナログ信号を正負
両振れの信号となした場合の零点相当の前記ディジタル
デ−タに対応するデュ−ティ比の変調信号を出力する分
周回路と、該分周回路の出力信号を入力とし且つ前記第
1の出力段バッファ増幅器と同一特性を有する第2の出
力段バッファ増幅器と、該第2の出力段バッファ増幅器
の出力信号を入力とし且つ前記第1のロ−パスフィルタ
と同一特性を有する第2のロ−パスフィルタと、該第2
のロ−パスフィルタの出力を前記第1のロ−パスフィル
タの出力から減算する差動増幅器または前記第1と第2
の両出力段バッファ増幅器それぞれの出力信号を入力と
する差動フィルタ回路とを設け、該差動増幅器または差
動フィルタ回路の出力信号を以て所要のアナログ信号と
なすことを特徴とするD/Aコンバ−タのオフセット・
ドリフト補償回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3224471A JP2976610B2 (ja) | 1991-09-05 | 1991-09-05 | D/aコンバータのオフセット・ドリフト補償回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3224471A JP2976610B2 (ja) | 1991-09-05 | 1991-09-05 | D/aコンバータのオフセット・ドリフト補償回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0563567A true JPH0563567A (ja) | 1993-03-12 |
| JP2976610B2 JP2976610B2 (ja) | 1999-11-10 |
Family
ID=16814320
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3224471A Expired - Fee Related JP2976610B2 (ja) | 1991-09-05 | 1991-09-05 | D/aコンバータのオフセット・ドリフト補償回路 |
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|---|---|
| JP (1) | JP2976610B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006019818A (ja) * | 2004-06-30 | 2006-01-19 | Texas Instr Japan Ltd | 過渡応答特性を形成する方法および装置 |
| CN110896305A (zh) * | 2018-09-12 | 2020-03-20 | 半导体元件工业有限责任公司 | 脉冲宽度解调器 |
-
1991
- 1991-09-05 JP JP3224471A patent/JP2976610B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006019818A (ja) * | 2004-06-30 | 2006-01-19 | Texas Instr Japan Ltd | 過渡応答特性を形成する方法および装置 |
| CN110896305A (zh) * | 2018-09-12 | 2020-03-20 | 半导体元件工业有限责任公司 | 脉冲宽度解调器 |
| CN110896305B (zh) * | 2018-09-12 | 2024-05-28 | 半导体元件工业有限责任公司 | 脉冲宽度解调器 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2976610B2 (ja) | 1999-11-10 |
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