JPH0616590B2 - D−a変換回路 - Google Patents

D−a変換回路

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JPH0616590B2
JPH0616590B2 JP60084825A JP8482585A JPH0616590B2 JP H0616590 B2 JPH0616590 B2 JP H0616590B2 JP 60084825 A JP60084825 A JP 60084825A JP 8482585 A JP8482585 A JP 8482585A JP H0616590 B2 JPH0616590 B2 JP H0616590B2
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Description

【発明の詳細な説明】 (イ) 産業上の利用分野 本発明は、複数のD−A変換回路を備え、異なるビット
数の分解能でPWM(パルス幅変調)のD−A変換出力
を得るD−A変換回路に関する。
(ロ) 従来の技術 一般にD−A変換回路には、ラダー抵抗回路網を用いた
電流加算型や積分型などのように電流あるいは電圧のア
ナログ信号に直接変換する方式のものと、一定期間内に
発生するパルスの数あるいはパルスの幅に変換するPW
M(パルス幅変調)方式のものがある。PWM方式のD
−A変換回路はデジタル回路の構成によって作成できる
ため、複数のD−A変換回路を1つの半導体チップ上に
集積することが可能となる。倒えば「ナショナル半導体
ハンドブック」の「半導体集積回路〈デジタルIC
編〉」の1981年版の第495頁には、12ビットD
−A変換回路と6ビットD−A変換回路が内臓されたL
SIが記載されている。
また、PWM方式のD−A変換回路、ワンチップマイク
ロコンピュータ内にも複数内蔵させることも可能であ
る。
(ハ) 発明が解決しようとする問題点 しかしながら、複数のD−A変換回路を1つの半導体チ
ップ上に集積する場合には、各々のD−A変換回路を独
立して構成する必要がある。従って、各回路が占有する
面積が大きくなり、全体的な半導体チップサイズも大き
くなる欠点がある。
(ニ) 問題点を解決するための手段 本発明は上述した点に鑑みて為されたものであり、クロ
ックパルスの計数に基いてmビットのデジタルデータに
対応するパルス幅あるいはパルス数を出力するmビット
D−A変換回路と、クロックパルスの計数に基いてnビ
ットのデジタルデータに対応するパルス幅あるいはパル
ス数を出力するnビットD−A変換回路とを少なくとも
備えたD−A変換回路に於いて、m+nビットのD−A
変換回路を構成するための制御信号に基づいて、前記ク
ロックパルスと前記nビットD−A変換回路が前記クロ
ックパルスを計数することによって出力されるキャリー
とを切換えて前記mビットD−A変換回路に印加する切
換え回路と、前記制御信号に基づいて、前記mビットD
−A変換回路のパルス出力を出力する動作と前記nビッ
トD−A変換回路のパルス出力に前記mビットD−A変
換回路のパルス出力に応じて最小ビットに相当するパル
スを加算する動作が切換えられる合成回路とを設けるこ
とにより、m+nビットのD−A変換を行うものであ
る。
(ホ) 作用 本発明によれば、mビットD−A変換回路はmビットの
デジタルデータを独立してPWM出力波形を出力し、n
ビットD−A変換回路はnビットのデジタルデータを独
立してPWM出力波形を出力する動作を行い、更に、n
ビットD−A変換回路から出力されるキャリーをmビッ
トD−A変換回路のクロックパルスとして印加すること
により、nビットD−A変換回路はm+nビットの上位
nビットをD−A変換し、mビットD−A変換回路は下
位mビットのD−A変換を行い、これらのPWM出力が
合成回路で加算される。この場合、下位mビット分の重
み付けは、mビットD−A変換回路がD−A変換を1サ
イクル行う間に、nビットのD−A変換を2回行うこ
とにより実現される。
(ヘ) 実施例 第1図は本発明の実施例を示すブロック図であり、6ビ
ットD−A変換回路(1)と、8ビットD−A変換回路(2)
と、切換回路(3)と、合成回路(4)とから構成されてい
る。6ビットD−A変換回路(1)とから構成されてい
る。6ビットD−A変換回路(1)に於いて、6ビットレ
ジスタ(5)は変換すべき6ビットのデジタルデータがデ
ータバス(6)からプリセットされるものであり、各ビッ
トの出力は一致検出回路(7)に印加される。6ビットカ
ウンタ(8)は、6ビットのバイナリーカウンタであり、
クロックパルスCLを入力として計数し、2個計数し
て各ビットがすべて“1”となったとき、クロックパル
スCLの周期と等しい幅のキャリーを出力する。また、
6ビットカウンタ(8)の各ビット出力は一致検出回路(7)
に印加され、一致検出回路(7)は6ビットレジスタ(5)に
プリセットされたデータと6ビットカウンタ(8)の計数
値が一致したとき、その一致している期間、即ちクロッ
クパルスCLの周期だけ一致パルスを出力する。D−F
F(9)は6ビットカウンタ(8)のキャリーcarをクロッ
クパルスCLの一周期分遅延するものであり、D−FF
(9)の出力car′はNORゲート(10)の入力に印加さ
れる。また、NORゲート(10)と一致検出回路(7)の一
致パルスが印加されるNORゲート(10)とD−FF(12)
は、リセット優先のR−Sフリップフロップを形成して
いる。このフリップフロップは、6ビットカウンタ(8)
のキャリーcarの遅延されたパルスによってセットさ
れ、一致検出回路(7)の一致パルスによってリセットさ
れる。そして、セット出力“1”及びリセット出力
“0”はD−FF(12)によってクロックパルスCLの一
周期分遅延されて6ビットD−A変換出力PWMから
出力される。
切換回路(3)はORゲート(13)、ANDゲート(14)(15)
及びインバータ(16)から構成され、クロックパルスCL
と6ビットカウンタ(8)のキャリーcarとを制御信号
CHに基いて切換えて8ビットD−A変換回路(2)の8
ビットカウンタ(17)に出力するものである。6ビットD
−A変換回路(1)と8ビット変換回路(2)を独立して動作
させる場合には制御信号CHを“0”としてクロックパ
ルスCLを出力させ、14ビットのD−A変換を行う場
合には制御信号CHを“1”として6ビットカウンタ
(8)のキャリーcarを出力させる。
8ビットD−A変換回路(2)に於いて、8ビットレジス
タ(18)は変換すべき8ビットのデジタルデータがデータ
バス(6)からプリセットされるものであリ、各ビットの
出力はPWM回路(19)に印加される。8ビットカウンタ
(17)は8ビットのバイナリーカウンタであり、切換回路
(3)から出力されるパルスを計数する。また、8ビット
カウンタ(17)の各ビット出力はPWM回路(19)に印加さ
れる。PWM回路(19)は、8ビットレジスタ(18)の各ビ
ットに対応して8ビットカウンタ(17)の状態が所定値に
なったことを検出するゲートが各ビット毎に設けられ、
各ゲートの出力の和がPWM波形として出力される。具
体的には、8ビットレジスタ(18)の最下位ビットB0に対
応するゲートはB0が“1”のとき計数値が「01111
11」となったことを検出し、ビットBに対応するゲ
ートはBが“1”のとき計数値が「X011111
1」(Xは“1”又は“0”のいずれでも良い)を検出
し、ビットBに対応するゲートはBが“1”のとき
計数値が「XX011111」となったことを検出し、
更に、上位ビットになるに従ってその各ゲートは順次2
倍の検出回路となるように設定され、最上位ビットB
に対応するゲートはBが“1”のとき「XXXXXX
X0」を検出する。これらのゲートの出力の和を取るこ
とにより、8ビットカウンタ(17)が一周する間に、8ビ
ットレジスタ(18)にプリセットされたデジタルデータが
表わす数のパルスがPWM回路(19)の出力POから出力
される。
合成回路(4)は、制御信号CHによって制御され、制御
信号CHが“0”の場合には8ビットD−A変換回路
(2)の出力POを8ビットデータの変換出力として出力
し、制御信号CHが“1”の場合には8ビットD−A変
換回路(2)の出力POと6ビットD−A変換回路(1)の出
力PWMとを合成して、14ビットのD−A変換出力
としてPWM8/14から出力するものであり、制御信号
CHを反転するインバータ(20)の出力が印加され一致検
出回路(7)の一致パルスDEが印加されるORゲート(2
1)と、ORゲート(21)の出力、及び、8ビットD−A変
換回路(2)の出力POが印加されるANDゲート(22)
と、ANDゲート(22)の出力をクロックパルスCLの一
周期分遅延するD−FF(23)と、6ビットD−A変換回
路(1)の出力PWM及び制御信号CHが印加されるA
NDゲート(24)と、D−FF(23)の出力PO′及びAN
Dゲート(24)の出力が印加されるORゲート(26)とから
構成されている。ORゲート(21)及びANDゲート(22)
は、14ビットD−A変換時に、8ビットカウンタ(17)
が一周する間に2個出力される一致パルスDEを8ビ
ットレジスタ(18)にプリセットされたデジタルデータが
示す個数だけ選択する。その選択された個数のパルスが
D−FF(23)で遅延され、ANDゲート(24)を介して印
加される6ビットD−A変換回路(1)の出力PWM
ORゲート(26)に於いて加算される。
次に、第1図に示された実施例の動作を第2図を参照し
て説明する。第2図は、制御信号CHを“1”として1
4ビットのデジタルデータをD−A変換する場合であ
り、この場合には14ビットのデジタルデータのうち下
位8ビットが8ビットレジスタ(18)にプリセットされ、
上位6ビットが6ビットレジスタ(5)にプリセットされ
る。6ビットカウンタ(8)がクロックパルスCLを係数
することによってキャリーcarが出力されるとD−F
F(9)からは遅延されたキャリーcar′が出力され、NO
Rゲート(10)(11)及びD−FF(12)はクロックパルスC
Lの一周期遅れてセットされることになる。一方、6ビ
ットレジスタ(5)にプリセットされたデータが「00
H」(000000)(Hは16進数を示す)である場
合には、一致パルスDE(00H)は1個目のクロック
パルスCLで出力され、6ビットのデータが「00H」
(000001)の場合は一致パルスDE(01H)は
2個目のクロックパルスCLで出力され、6ビットのデ
ータが「02H」(000010)の場合は一致パルス
DE(02H)は3個目のクロックパルスCLで出力さ
れ、同様に6ビットのデータ「1」増加する毎に、一致
パルスDEは1クロックパルス期間づつ遅れて出力さ
れ、6ビットのデータが「3FH」(111111)の
場合は64個目のクロックパルスCLが出力される。そ
して、NORゲート(10)(11)及びD−FF(12)は一致パ
ルスDEによってリセットされるため、D−FF(12)出
力PWMは、6ビットのデータが「00H」の場合に
は常に「0」、6ビットのデータが「01H」の場合に
は2個目のクロックパルスCLの期間“1”となり、6
ビットのデータが「02H」の場合には、2個目及び3
個目のクロックパルスCLの期間“1”となる如く、6
ビットのデータが「1」増加する毎にクロックパルスC
Lの一周期分長く“1”が出力される。
ところで、8ビットカウンタ(17)は6ビットカウンタ
(8)のキャリーcarを係数するのであるから、8ビッ
トカウント(17)が1歩進する間に6ビットカウンタ(8)
は一周することになり、その一周を1フレームとすると
14ビットの変換周期は2フレームとなる。そこで、
8ビットレジスタ(18)にプリセットされた8ビットデー
タが「00H」であるときにはPOは8ビットカウンタ
(17)が一周する間“0”であり一致パルスDEはAND
ゲート(22)で遮断されるので、第2図のPO(0000
H)(上位2桁が6ビットデータ、下位2桁が8ビット
データを示す)、AND22(0000H)、及び、P
O′(0000H)は、全てのフレームで“0”とな
る。従って、出力PWM8/14からは、6ビットD−A変
換回路(1)の出力PWMが1フレームから2フレー
ムまで各々出力される。また、8ビットデータが「01
H」であるときには、出力POは128フレーム(「0
1111111」を検出するゲートのため)だけ“1”
となるパルスとなり、128フレームに於いて、一致パ
ルスDEがORゲート(21)及びANDゲート(22)を介し
てD−FF(23)に印加され、クロックパルスCLの一周
期分だけ遅延されてORゲート(26)に印加される。他え
ば、6ビットのデータが「00H」、「01H」、「0
2H」の場合には、128フレームの期間だけ、一致パ
ルスDEがAND(22)から出力され、AND22(00
01H)、AND22(0101H)、AND22(0
201H)に示されるパルスとなり、PO′には1クロ
ックパルスCL分だけ遅延されたパルスが現れる。従っ
て、128フレームでは出力PWMの“1”のパルス
が立ち下がった直後に、クロックパルスCLの一周期分
のパルスが加算されることになる。
同様に8ビットデータが「1」増加する毎に、出力PO
が“1”となるフレームが1個増加し、8ビットデータ
が「FFH」(11111111)になると、PWM回
路(19)は8ビットカウンタ(18)の計数値が「XXXXX
XX0」を検出することから、POが出力されないのは
256フレームだけとなる。このように順次増加した各
フレームに於いて一致パルスDEの遅延したパルスが6
ビットD−A変換回路(1)の出力PWMのパルス出力
に加算される。以上の動作により、14ビットデジタル
データに対応するパルス幅のPWM波形が出力PWM8
/14から出力される。
制御信号CHが“0”の場合には、6ビットD−A変換
回路(1)と8ビットD−A変換回路(2)は独立して動作す
る。特に8ビットD−A変換回路(2)は、クロックパル
スCLの1周期が1フレームなり、256フレームの期
間が変換期間となるため、8ビットレジスタ(18)に設定
された8ビットデータが示す数のフレームが“1”とな
ることによって変換が行われる。
(ト) 発明の効果 上述の如く本発明によれば、8ビットのD−A変換回路
と6ビットのD−A変換回路を備えたものに於いて、素
子数が少なくて構成できる合成回路を追加するだけで、
14ビットのD−A変換も行うことが可能となり、半導
体チップ上に占める面積を広げることなく、多数の分解
能を有するD−A変換回路が実現できる。特に、ワンチ
ップマイクロコンピュータに本発明のD−A変換回路を
内蔵した場合には、その効果は顕著である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例を示すブロック図、第2図第1
図に示された実施例の動作を示す波形図である。 主な図番の説明 (1)……6ビットD−A変換回路、(2)……8ビットD−
A変換回路、(3)……切換回路、(4)……合成回路、(6)
……データバス。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】mビットのデジタルデータを入力し、クロ
    ックパルスの計数に基づいて前記デジタルデータに対応
    するパルス幅あるいはパルス数のパルスを出力するmビ
    ットD−A変換回路と、nビットのデジタルデータを入
    力し、前記クロックパルスの計数により入力されたデジ
    タルデータに対応するパルス幅あるいはパルス数のパル
    スを出力するnビットD−A変換回路とを備えたD−A
    変換回路において、 m+nビットのD−A変換回路を構成するための制御信
    号に基づいて、前記クロックパルスと、前記mビットD
    −A変換回路が計数するために前記nビットD−A変換
    回路が前記クロックパルスを計数することによって出力
    されるキャリーとを切換えて前記mビットD−A変換回
    路に印加する切換え回路と、 前記制御信号に基づいて、前記mビットD−A変換回路
    のパルス出力を出力する動作と前記nビットD−A変換
    回路のパルス出力に前記mビットD−A変換回路のパル
    ス出力に応じて最小ビットに相当するパルスを加算する
    動作が切換えられる合成回路とを設け、 m+nビットのD−A変換を行うことを特徴とするD−
    A変換回路。
JP60084825A 1985-04-19 1985-04-19 D−a変換回路 Expired - Lifetime JPH0616590B2 (ja)

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JPS61242422A JPS61242422A (ja) 1986-10-28
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS56136028A (en) * 1980-03-27 1981-10-23 Toshiba Corp D-a converter

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