JPS60185429A - Da変換器における直線性誤差補正回路 - Google Patents
Da変換器における直線性誤差補正回路Info
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- JPS60185429A JPS60185429A JP4106684A JP4106684A JPS60185429A JP S60185429 A JPS60185429 A JP S60185429A JP 4106684 A JP4106684 A JP 4106684A JP 4106684 A JP4106684 A JP 4106684A JP S60185429 A JPS60185429 A JP S60185429A
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-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
- H03M1/00—Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
- H03M1/10—Calibration or testing
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Analogue/Digital Conversion (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〈発明の属する分野〉
この発明は、上位ビットに対して直線性誤差を補正する
必要がある高分解能なデジタルアナログ(DA)変換器
における直線性誤差補正回路に関するものである。
必要がある高分解能なデジタルアナログ(DA)変換器
における直線性誤差補正回路に関するものである。
〈従来技術の説明〉
高分解能ODA変換器、例えば16ビツト思上のDA変
換器において、温度変化、経時変化に対しても直線性誤
差を±1/2 L S B (L S Bは最下位ビッ
ト)以下に常に作っためには、何らかの補正機能により
直線性誤差を補正する必要がある。
換器において、温度変化、経時変化に対しても直線性誤
差を±1/2 L S B (L S Bは最下位ビッ
ト)以下に常に作っためには、何らかの補正機能により
直線性誤差を補正する必要がある。
第1図は上位−Nビットに対して補正を必要とするMビ
ットのDA変換器を示し、従来は以下に述べる方式によ
って上位ビットの直線性誤差を検出し、この検出結果を
もとに補正していた。補正動作は次のように行われる。
ットのDA変換器を示し、従来は以下に述べる方式によ
って上位ビットの直線性誤差を検出し、この検出結果を
もとに補正していた。補正動作は次のように行われる。
1)まず補正モードにセントする。即ち制御部11から
の制御信号12によってマルチプレクサ13′ff:切
り換え、端子Bの信号を端子Cに出力するようセットす
る。
の制御信号12によってマルチプレクサ13′ff:切
り換え、端子Bの信号を端子Cに出力するようセットす
る。
II)はじめに制御部11から誤差検出用パターンデー
タ14として、上位Nビットが全てOである信号をマル
チプレクー9−13の端子Bに入力する。この誤差検出
用パターンデータ14はマルチプレクサ13を経由(〜
てDA変換回路15に入力され、アナログ信号に変換さ
れる。このアナログ信号は加算増幅器16で電圧に変換
され、その電圧は高精度デジタルボルトメータ17でデ
ジタル値り。utに変換され制御部11に入力される。
タ14として、上位Nビットが全てOである信号をマル
チプレクー9−13の端子Bに入力する。この誤差検出
用パターンデータ14はマルチプレクサ13を経由(〜
てDA変換回路15に入力され、アナログ信号に変換さ
れる。このアナログ信号は加算増幅器16で電圧に変換
され、その電圧は高精度デジタルボルトメータ17でデ
ジタル値り。utに変換され制御部11に入力される。
次ぎに誤差検出用パターンデータ14の上位Nビットの
最下位ピントに1を加え、同様にデジタル値Doutk
得る。以上の動作が」三位Nビットの2Nケのビットパ
ターンに対して繰り返され 2N個のデジタル値り。旧
が得られる。各ビットパターンに対して期待される電流
値からデジタル値Doutを減算した値が誤差であるか
ら、制御部11においてこの減算を行い 2N個の補正
データが作成される。これが補正用データDcalに相
当しメモリ18に格納される。
最下位ピントに1を加え、同様にデジタル値Doutk
得る。以上の動作が」三位Nビットの2Nケのビットパ
ターンに対して繰り返され 2N個のデジタル値り。旧
が得られる。各ビットパターンに対して期待される電流
値からデジタル値Doutを減算した値が誤差であるか
ら、制御部11においてこの減算を行い 2N個の補正
データが作成される。これが補正用データDcalに相
当しメモリ18に格納される。
通常のデジタルアナログ変換動作時には、まず制御部1
1により制御信号12.19を通じてマルチプレクサ1
3.21をそれぞれ制御して端子A1端子りの信号をそ
れぞれ端子C1端子Fvc出力するようにセットする。
1により制御信号12.19を通じてマルチプレクサ1
3.21をそれぞれ制御して端子A1端子りの信号をそ
れぞれ端子C1端子Fvc出力するようにセットする。
その後入力デジタルデータDinの上位Nビットのビッ
トパターン22に対応した補正データD。alがマルチ
プレクサ21を通じてメモリ18より読み出され、補正
用DA変換回路23に入力され、この補正データD。、
■はアナログ値に変換され、このアナログ値はDA変換
回路15からの出力と共に加算増幅器16で加算され、
補正が実行され、出力端子24へ出力される。なお補正
用データD。alのメモリ18への書込みは、制御信号
19によりマルチプレクサ21を端子Eの信号が端子F
に出力されるようにし、この状態で制御部11からアド
レス信号25をマルチプレクサ21を通じてメモリ18
に与え、また補正用データ26をメモリ18に与えて書
込む。
トパターン22に対応した補正データD。alがマルチ
プレクサ21を通じてメモリ18より読み出され、補正
用DA変換回路23に入力され、この補正データD。、
■はアナログ値に変換され、このアナログ値はDA変換
回路15からの出力と共に加算増幅器16で加算され、
補正が実行され、出力端子24へ出力される。なお補正
用データD。alのメモリ18への書込みは、制御信号
19によりマルチプレクサ21を端子Eの信号が端子F
に出力されるようにし、この状態で制御部11からアド
レス信号25をマルチプレクサ21を通じてメモリ18
に与え、また補正用データ26をメモリ18に与えて書
込む。
しかしこの方式では加算増幅器16の出力をそのままデ
ジタルポル]・メータ17で測定するため、デジタルボ
ルトメータ17にはDA変換器出力と同様の広いダイナ
ミックレンジが必要とされる。
ジタルポル]・メータ17で測定するため、デジタルボ
ルトメータ17にはDA変換器出力と同様の広いダイナ
ミックレンジが必要とされる。
DA変換器の分解能が17〜18ビット以上になると、
デジタルボルトメータ17vC1〜数ppmの精度が要
求される。このよう々性能を有するデジタルボルトメー
タは、技術的に困難性が高いと共に、実現し得たとして
も高価であり、このようなデジタルボルトメータを必要
とする従来の方式は高価となる欠点を有していた。
デジタルボルトメータ17vC1〜数ppmの精度が要
求される。このよう々性能を有するデジタルボルトメー
タは、技術的に困難性が高いと共に、実現し得たとして
も高価であり、このようなデジタルボルトメータを必要
とする従来の方式は高価となる欠点を有していた。
〈発明の目的〉
この発明は、誤差検出動作において、特定のビットパタ
ーンを順次繰り返し発生させ、さらにDA変換器の出力
アナログ信号の直流分をカットする簡易なアナログ回路
を用いることに」=9、前記アナログ回路から出力され
る電圧信号を測定するデジタルボルトメータあるいはA
、 D変換器に要求されるダイナミックレンジを大幅に
狭くすることができること、あるいは簡単なウィンドコ
ンパレータで電圧信号を測定できることにあるDA変換
器の直線性誤差補正回路を提供することにある。
ーンを順次繰り返し発生させ、さらにDA変換器の出力
アナログ信号の直流分をカットする簡易なアナログ回路
を用いることに」=9、前記アナログ回路から出力され
る電圧信号を測定するデジタルボルトメータあるいはA
、 D変換器に要求されるダイナミックレンジを大幅に
狭くすることができること、あるいは簡単なウィンドコ
ンパレータで電圧信号を測定できることにあるDA変換
器の直線性誤差補正回路を提供することにある。
〈発明の概要〉
一ト位Nビットに対して補IEを必要とするMビットの
DA変換器において、上位Nビットにより作られる2N
個のビットパターンのうちから全て零であるビットパタ
ーンを除いた2N−1個のビットパターンDi c r
= 1〜2N−1)と、下位(M−N)ビット内にの
み論理u I I+ 1もつ特定のビットパターンをD
lから減算し、かつその減算により上位ビットに桁下が
生じたビットパターンD1′とがビットパターン発生手
段により交互に発生され、これらビットパターンDi
、 Di’は前記DA変換器でアナログ信号に変換され
、これらアナログ信号は高域通過フィルタに】止されて
直流分が遮断され、この高域i重過フィルタの出力を利
用して、アナログデジタル変換手段により、上記ビット
パターンD1とDl“との変換アナログ出力の差がデジ
タル値に変換され、そのデジタル値により上記DA変換
器の直線性誤差が誤差演算手段により演算される。
DA変換器において、上位Nビットにより作られる2N
個のビットパターンのうちから全て零であるビットパタ
ーンを除いた2N−1個のビットパターンDi c r
= 1〜2N−1)と、下位(M−N)ビット内にの
み論理u I I+ 1もつ特定のビットパターンをD
lから減算し、かつその減算により上位ビットに桁下が
生じたビットパターンD1′とがビットパターン発生手
段により交互に発生され、これらビットパターンDi
、 Di’は前記DA変換器でアナログ信号に変換され
、これらアナログ信号は高域通過フィルタに】止されて
直流分が遮断され、この高域i重過フィルタの出力を利
用して、アナログデジタル変換手段により、上記ビット
パターンD1とDl“との変換アナログ出力の差がデジ
タル値に変換され、そのデジタル値により上記DA変換
器の直線性誤差が誤差演算手段により演算される。
〈実施例1〉
第2図にこの発明の実施例1を第1図と対応する部分に
同一の符号を付けて示す。加算増幅器16の出力側に明
り換えスイッチ27が接続され、スイッチ27は制御部
11からの制御信号28によシ切り換えられて、出力端
子24は高域通過フィルタ29、又はウィンドコンパレ
ータ31と接続される。高域通過フィルタ29の出力側
はウィンドコンパレータ31に接続され、ウィンドコン
パレータ31の出力は制御部1.1. K接続される。
同一の符号を付けて示す。加算増幅器16の出力側に明
り換えスイッチ27が接続され、スイッチ27は制御部
11からの制御信号28によシ切り換えられて、出力端
子24は高域通過フィルタ29、又はウィンドコンパレ
ータ31と接続される。高域通過フィルタ29の出力側
はウィンドコンパレータ31に接続され、ウィンドコン
パレータ31の出力は制御部1.1. K接続される。
またメモリ18と補正用DA変換回路23との間にマル
チプレクサ32が挿入され、マルチプレクサ32は制御
部11から制御信号33によシ制御され、メモリ18か
らの補正用データD。alを端子Gを通じて端子■に供
給し、あるいは制御部11からの検出用デジタルデータ
Ddetを端子1■をJmじて端子■に供給する。誤差
検出分解能は0.01LSB程度を必要とし、ウィンド
コンパレータ31のウィンド幅はOvを中心に0.01
LSB分の電圧とし、これ′f:Eaとおく。ここでは
18ビツトODA変換器を考える。ビット電流源の誤差
を±0.01チとする。この場合各ビット電流源による
出力誤差は第3図に示すようになり、上位8ビツトに対
して補正が必要となる。またこのDA変換器は入力デジ
タルデータのMSB(最上位ビット)のみが1のとき0
〔V) k出力するように設計され、つまりオフセッ
トされているものとする。
チプレクサ32が挿入され、マルチプレクサ32は制御
部11から制御信号33によシ制御され、メモリ18か
らの補正用データD。alを端子Gを通じて端子■に供
給し、あるいは制御部11からの検出用デジタルデータ
Ddetを端子1■をJmじて端子■に供給する。誤差
検出分解能は0.01LSB程度を必要とし、ウィンド
コンパレータ31のウィンド幅はOvを中心に0.01
LSB分の電圧とし、これ′f:Eaとおく。ここでは
18ビツトODA変換器を考える。ビット電流源の誤差
を±0.01チとする。この場合各ビット電流源による
出力誤差は第3図に示すようになり、上位8ビツトに対
して補正が必要となる。またこのDA変換器は入力デジ
タルデータのMSB(最上位ビット)のみが1のとき0
〔V) k出力するように設計され、つまりオフセッ
トされているものとする。
この実施例の動作を第4図のフローチャートに従って以
下説明する。文中の番号1)〜×)は第4図中の番号に
対応している。
下説明する。文中の番号1)〜×)は第4図中の番号に
対応している。
I)補正モードに設定する。即ち制御部11からの制御
信号12.33によってマルチプレクサ13.32をそ
れぞれ切り換え、端子B。
信号12.33によってマルチプレクサ13.32をそ
れぞれ切り換え、端子B。
Hの信号をそれぞれ端子C,Iに出力するようにセット
する。またスイッチ27をa側(高域通過フィルタ29
側)にセットする。
する。またスイッチ27をa側(高域通過フィルタ29
側)にセットする。
11)補正用デジタル入カバターンを第5図に示す。こ
の第5図において■〜Oは補正を必要とする上位8ビツ
トにより作られる28−1個のビットパターンであシ、
下位(18−8)ビット内にのみ論理ゝ′1″′を有す
る特定ビットパターンとして最下位ビット(L S B
>のみが1のパターンooooo・・・・・・01’
!z用い、この特定ビットパターンをビットパターン■
〜@から減算し、その減算により上位ビットに桁下りが
生じたビットパターンが■1〜Gである。特定ビットパ
ターンは下位ビットのみに1があるものであればよく、
必ずしもLSBのみが1のものに限らない。なおこのビ
ットパターン■〜@とC−ぼけその上位8ビツトの差が
、上位ビット中の最下位ビットであり、下位ビットは互
に異なるがそれぞれ■〜@に、またd−ofに対して同
一のものである。
の第5図において■〜Oは補正を必要とする上位8ビツ
トにより作られる28−1個のビットパターンであシ、
下位(18−8)ビット内にのみ論理ゝ′1″′を有す
る特定ビットパターンとして最下位ビット(L S B
>のみが1のパターンooooo・・・・・・01’
!z用い、この特定ビットパターンをビットパターン■
〜@から減算し、その減算により上位ビットに桁下りが
生じたビットパターンが■1〜Gである。特定ビットパ
ターンは下位ビットのみに1があるものであればよく、
必ずしもLSBのみが1のものに限らない。なおこのビ
ットパターン■〜@とC−ぼけその上位8ビツトの差が
、上位ビット中の最下位ビットであり、下位ビットは互
に異なるがそれぞれ■〜@に、またd−ofに対して同
一のものである。
また第5図に示した各補正用デジタル入カバターンに対
する加算増幅器16のアナログ出力電圧を第6図に示し
、その1ステップ部分を拡大して第7図に示し、更に高
域通過フィルタ290通過前後の電圧波形34.35を
第8図に示す。第1番目にhロ正用デジタル入カバター
ン14と[7て第5図中のパターン■と■“とを交互に
加算槽1幅器1−6に入力する。
する加算増幅器16のアナログ出力電圧を第6図に示し
、その1ステップ部分を拡大して第7図に示し、更に高
域通過フィルタ290通過前後の電圧波形34.35を
第8図に示す。第1番目にhロ正用デジタル入カバター
ン14と[7て第5図中のパターン■と■“とを交互に
加算槽1幅器1−6に入力する。
これらに対応したアナログ出力電圧V2.V2’(第6
図)は、高域i重過フィルタ29によって直流分がカッ
トされ、第8図に示す」:うにU2.U2’になる。ま
た制御部11からより検出用デジタルデータDdetが
出力され、補正用DA変換回路23に入力される。検出
用デジタルデータDdetは初め補正用DA変換回路2
3からの出力が零と々る値にしておく。
図)は、高域i重過フィルタ29によって直流分がカッ
トされ、第8図に示す」:うにU2.U2’になる。ま
た制御部11からより検出用デジタルデータDdetが
出力され、補正用DA変換回路23に入力される。検出
用デジタルデータDdetは初め補正用DA変換回路2
3からの出力が零と々る値にしておく。
111)高域in通過ィルタ31の出力力lU:2−U
2’1≦E、であるか否かを5周べる。
2’1≦E、であるか否かを5周べる。
iv) 検出用デジタルデータDdetを変えることに
よりl U2−U2°Iを0〔V〕に近づける。
よりl U2−U2°Iを0〔V〕に近づける。
1U2−U2’l≦Eaとなるまで1ii) 、1v)
ff:繰り返す。
ff:繰り返す。
V) 1IJ2−U2’l≦E、となった[時の検出用
デジタルデータDtJ c tは11)の段階(Cおけ
るU 2−U 2’をデジタル値で表したものに等しく
、これをDout (2) = Ddelとし、制御1
1内のメモIJ f、’c格納する。同様の操作を第4
図のパターン■■’−@@’について繰り返し、それぞ
れについて得られた検出用デジタルデータDdet(f
:’それぞれl)Ou t (3)〜Dou、I: (
256)として制御部11内のメモリに格納する。
デジタルデータDtJ c tは11)の段階(Cおけ
るU 2−U 2’をデジタル値で表したものに等しく
、これをDout (2) = Ddelとし、制御1
1内のメモIJ f、’c格納する。同様の操作を第4
図のパターン■■’−@@’について繰り返し、それぞ
れについて得られた検出用デジタルデータDdet(f
:’それぞれl)Ou t (3)〜Dou、I: (
256)として制御部11内のメモリに格納する。
■i)第9図に示すように最−L位ビットのみを1とし
たパターン■とその最下位ビットを1にシタパターンの
とを交FLにマルチプレクサ13に入力し、11)〜i
v)と同様にして検出用デジタルデータDdetを得、
これをV L S Bとして制御部11のメモリに格納
する。
たパターン■とその最下位ビットを1にシタパターンの
とを交FLにマルチプレクサ13に入力し、11)〜i
v)と同様にして検出用デジタルデータDdetを得、
これをV L S Bとして制御部11のメモリに格納
する。
vll)制御部11からの制御信号28によって切り換
えスイッチ27を1)端子側(ウィンドコンパレータ3
1 g4!I )に接続する。第9図のパターン■をマ
ルチプレクー4)13に人力し、その時の加算増幅器1
6の出力アナログ値V。utがl Vout l≦Ea
であるか否かをウィンドコンパレータ31によ95周べ
る。検出用デジタルデータDdetを変えることにより
l Vout I≦EaVCシ、その時の検出用デジタ
ルデータDdetをV。ffと17で制御部11内のメ
モリに格納する。Vo f fはDA変換器の出力電圧
のオフセラl−に相当する。以上の動作によって制御部
11内のメモリにはDout (2) 〜Dout (
256) 。
えスイッチ27を1)端子側(ウィンドコンパレータ3
1 g4!I )に接続する。第9図のパターン■をマ
ルチプレクー4)13に人力し、その時の加算増幅器1
6の出力アナログ値V。utがl Vout l≦Ea
であるか否かをウィンドコンパレータ31によ95周べ
る。検出用デジタルデータDdetを変えることにより
l Vout I≦EaVCシ、その時の検出用デジタ
ルデータDdetをV。ffと17で制御部11内のメ
モリに格納する。Vo f fはDA変換器の出力電圧
のオフセラl−に相当する。以上の動作によって制御部
11内のメモリにはDout (2) 〜Dout (
256) 。
voff、VLSBが格納される。
viii) 制御部11において、その内部のメモリの
データから Dout’(’)=Dout (’)−VL S B=
△Vi (i=2〜256)を計算し、制御部11内の
メモリへ格納する。
データから Dout’(’)=Dout (’)−VL S B=
△Vi (i=2〜256)を計算し、制御部11内の
メモリへ格納する。
第5図に示したように交LTに入力する補正用デジタル
入カバターンはLSBの差であり、従って理想的にはり
。u t (’)は何れもL S 、Bと等L イモノ
トナ’) 、Dout’(])は誤差に相当する。
入カバターンはLSBの差であり、従って理想的にはり
。u t (’)は何れもL S 、Bと等L イモノ
トナ’) 、Dout’(])は誤差に相当する。
ix) 各ビットパターンでの誤差ε(i)(i=2〜
256)は、次の(a)式(導出は後述)で算出される
ため、制御部11において(a)式を実行しε(1)〜
ε(256)を算出する。
256)は、次の(a)式(導出は後述)で算出される
ため、制御部11において(a)式を実行しε(1)〜
ε(256)を算出する。
ε 0<)”vorr −△V+ : (’= 1−〜
128)ε (lく) = Voff ; (k=12
9 ) −・(a)ε0<)=vorf十△Vi :
(k=130〜256)×)制御部11においてε(1
)〜ε(256)がら補正データDcal (1) 〜
Dcal (256) f算出しメモリ18に格納する
。
128)ε (lく) = Voff ; (k=12
9 ) −・(a)ε0<)=vorf十△Vi :
(k=130〜256)×)制御部11においてε(1
)〜ε(256)がら補正データDcal (1) 〜
Dcal (256) f算出しメモリ18に格納する
。
通常ODA変換動作時には、制御部11から制御信号1
2,19.33によりマルチプレクサ13゜21.32
を切り換え端子A、D、Gの信号をそれぞれ端子C,F
、Iへ出力するようにセットする。これに」:リマルチ
プレクザ21がら入力デジタルデータDin中の上位ビ
ット22がメモリ18へ与えられ、対応する補正データ
D。alが補正用DA変換回路23に人力され、そのア
ナログ変換値は加算増幅器16でDA変換回路15のア
ナログ出力値と加算される。これにより補正が実行され
る。
2,19.33によりマルチプレクサ13゜21.32
を切り換え端子A、D、Gの信号をそれぞれ端子C,F
、Iへ出力するようにセットする。これに」:リマルチ
プレクザ21がら入力デジタルデータDin中の上位ビ
ット22がメモリ18へ与えられ、対応する補正データ
D。alが補正用DA変換回路23に人力され、そのア
ナログ変換値は加算増幅器16でDA変換回路15のア
ナログ出力値と加算される。これにより補正が実行され
る。
前記(a)式の導出について以下に述べる。vXを下位
10ピツ]・が全て1で、上位8ビツトが0の時のアナ
ログ出力電圧であるとすると第6図、第7図に示すよう
に理想的にはl Vi Vi−11=VXであり、次式
が成立つ。
10ピツ]・が全て1で、上位8ビツトが0の時のアナ
ログ出力電圧であるとすると第6図、第7図に示すよう
に理想的にはl Vi Vi−11=VXであり、次式
が成立つ。
V1=V2−△V2−Vx−VLSB
=Voff−△Vi−128Vx−128VLSB゛1
v[5=voff−△V129−V、−VLSBV12
9=VoH viao=v□B+△v1ao+v、+vr−、sB曝 V256=V255+△V256−1−V、+VLSB
”Voff+△Vi+127VX+127VLSB即ち Vk=Voff−△V7+(k−129)X(VX+V
LSB);(k = l〜128) Vk−Voff+△Vi+(ki 29)X(V、+V
LSB);(k=130〜256) となる。
9=VoH viao=v□B+△v1ao+v、+vr−、sB曝 V256=V255+△V256−1−V、+VLSB
”Voff+△Vi+127VX+127VLSB即ち Vk=Voff−△V7+(k−129)X(VX+V
LSB);(k = l〜128) Vk−Voff+△Vi+(ki 29)X(V、+V
LSB);(k=130〜256) となる。
ここでピッ(・電流源Ji(’=1〜8)vrC直線性
誤差がない場合、即ら△■2〜△V256が全て0のと
きDA変換器の出力をEkと表すと、Ek=(k−12
9)X(V、+VLSB) (k=1〜256 )−・
(C)となり、これは直線関係となる。従って直線性誤
差ε(′k)は次式(d)で表される。
誤差がない場合、即ら△■2〜△V256が全て0のと
きDA変換器の出力をEkと表すと、Ek=(k−12
9)X(V、+VLSB) (k=1〜256 )−・
(C)となり、これは直線関係となる。従って直線性誤
差ε(′k)は次式(d)で表される。
ε(”) −Vk Ek ・・・・・・・・(d)式(
(1)に式(b) 、 (C)を代入すると、前記の式
(a)が得られる。
(1)に式(b) 、 (C)を代入すると、前記の式
(a)が得られる。
〈実施例2〉
第10図にこの発明の実施例2を第1図、第21図と対
応する部分(C同一の符号を付けて示す。この構成の場
合、DA変換回路15は補正対象の上位8ピツI・の各
ビット′電l&源の出力電流値が、外部からの補正用デ
ジタルデータD1)1〜l) l) 8によって変化さ
せ得るように内部に補IL用DA変換回路CDA、Cr
n(”= 1〜8 ) (図示せず〕を持っている。第
10図において制御部11からの制御信号36によって
マルチプレクf37が制御され、(15) 制御部11からの補正用デジタルデータD l)はビッ
ト電流源調整用デジタル信号Dbl〜DI)8のうちい
ずれか一つとして出力される。このデジタル信号Dbl
〜Db8によpDA変換回路15中の対応する電流源の
電流値が変化させられる。
応する部分(C同一の符号を付けて示す。この構成の場
合、DA変換回路15は補正対象の上位8ピツI・の各
ビット′電l&源の出力電流値が、外部からの補正用デ
ジタルデータD1)1〜l) l) 8によって変化さ
せ得るように内部に補IL用DA変換回路CDA、Cr
n(”= 1〜8 ) (図示せず〕を持っている。第
10図において制御部11からの制御信号36によって
マルチプレクf37が制御され、(15) 制御部11からの補正用デジタルデータD l)はビッ
ト電流源調整用デジタル信号Dbl〜DI)8のうちい
ずれか一つとして出力される。このデジタル信号Dbl
〜Db8によpDA変換回路15中の対応する電流源の
電流値が変化させられる。
この実施例では実施例1と同様にして誤差ε(1)〜ε
(256) k得る。但しこの実施例の場合(・では補
正用デジタルデータ1DI)m)を補1’E 141
D A変換回路CDACm(m=1〜8)に入力し、各
ビット電流源の出力電流値を調節することにより102
−U2“1≦Eaとする。即ち検出用デジタルデータD
detとしてDbm(m−1〜8)を用イル。
(256) k得る。但しこの実施例の場合(・では補
正用デジタルデータ1DI)m)を補1’E 141
D A変換回路CDACm(m=1〜8)に入力し、各
ビット電流源の出力電流値を調節することにより102
−U2“1≦Eaとする。即ち検出用デジタルデータD
detとしてDbm(m−1〜8)を用イル。
論文1lAn NBS Ca1ibration 5e
rvice for A/’Dand D/A (:o
nverters ” T、 M+5ouders a
nd D、R。
rvice for A/’Dand D/A (:o
nverters ” T、 M+5ouders a
nd D、R。
F1a5b 、 IEEE ’l’est Confe
rence (1g B 1 )によれば、Walsh
関数系のサブセントであるRademacher関数を
用いることにより、DA変換の誤差をビット自身の誤差
とその池の誤差とに分離することができる。そこで制御
部11において次式(e)からRademacher係
数C4゜を算出する。(e)式は前記論文に(16) 記載されている通りである。
rence (1g B 1 )によれば、Walsh
関数系のサブセントであるRademacher関数を
用いることにより、DA変換の誤差をビット自身の誤差
とその池の誤差とに分離することができる。そこで制御
部11において次式(e)からRademacher係
数C4゜を算出する。(e)式は前記論文に(16) 記載されている通りである。
Crn−1/2N・εQO・ψmk −−−(e)ただ
しm−1〜8、C111はmピッ(・目)誤差ノ1/2
なので、これを2倍1〜だものの符号を反転し、n]ビ
ビッ目の補正用DA変換回路CD A Cmにセットす
る。以上の動作により補正が実行される。
しm−1〜8、C111はmピッ(・目)誤差ノ1/2
なので、これを2倍1〜だものの符号を反転し、n]ビ
ビッ目の補正用DA変換回路CD A Cmにセットす
る。以上の動作により補正が実行される。
〈実施例3〉
上述ではウィンドコンパ1/−夕31の出力に応じて検
出用デジタルデータを変化させてU 2−U 2゜のデ
ジタル変換全行ったが、高域通過フィルタ31の出力を
直接AD変換してもよい。即ち第11図にこの発明の実
施例3を第1図、第2図と対応する部分に同一の符号を
付けて示す。この実施例では、実施例1と同様に第5図
に示した補正用デジタル入カバターンを制御部11から
入力する。高域通過フィルタ29からの出力Uk、 U
k’ (k = 2〜256)eAD変換器38で測定
し、そのデジタル値39を制御部11に入力する。Uk
−Uk’が検出用デジタルデータDdetとなる。これ
より実施例1と同様にして補正データD。al (1)
〜Dcal(256)を計算しメモリ18に格納する。
出用デジタルデータを変化させてU 2−U 2゜のデ
ジタル変換全行ったが、高域通過フィルタ31の出力を
直接AD変換してもよい。即ち第11図にこの発明の実
施例3を第1図、第2図と対応する部分に同一の符号を
付けて示す。この実施例では、実施例1と同様に第5図
に示した補正用デジタル入カバターンを制御部11から
入力する。高域通過フィルタ29からの出力Uk、 U
k’ (k = 2〜256)eAD変換器38で測定
し、そのデジタル値39を制御部11に入力する。Uk
−Uk’が検出用デジタルデータDdetとなる。これ
より実施例1と同様にして補正データD。al (1)
〜Dcal(256)を計算しメモリ18に格納する。
通常ODA変換動作時には制御信号12によってマルチ
プレクサ13金切り換え、端子Aの信号を選択するよう
セットする。入力データDinの上位ビット22のパタ
ーンに応じた補正データ41がメモリ18より出力され
、デジタル加算器42において入力データDin中の下
位10ビツトと共に加算される。
プレクサ13金切り換え、端子Aの信号を選択するよう
セットする。入力データDinの上位ビット22のパタ
ーンに応じた補正データ41がメモリ18より出力され
、デジタル加算器42において入力データDin中の下
位10ビツトと共に加算される。
れる。このときの加算動作により生じるキャリーまたは
ボロー信号45はマルチプレクサ13に入力される。以
上のようにして補正が実行される。
ボロー信号45はマルチプレクサ13に入力される。以
上のようにして補正が実行される。
次ぎにAD変換器38に要求されるダイナミックレンジ
および分解能を考える。未補正のピッl−を流源の誤差
が±001%であるとする。この場合各ビット電流源の
誤差は第3図に示したようになる。第3図と第5図のビ
ットパターンとより高域通過フィルタ29に入力する電
圧の振幅が最大となるのはビットパターン0とGである
。即ちV129とV 129’の差は最悪の場合52.
4LSB(6ビツト)となる。一方AD変換器38の検
出分解能として0.01LSB程度は要求されるので、
AD変換器38としては13ビット程度のAD変換器で
よい。従来の場合はDA変換回路15の出力(2NLS
B)をそのままAD変換器38で測定するので25ビッ
ト程度のAD変換器を必要とした。
および分解能を考える。未補正のピッl−を流源の誤差
が±001%であるとする。この場合各ビット電流源の
誤差は第3図に示したようになる。第3図と第5図のビ
ットパターンとより高域通過フィルタ29に入力する電
圧の振幅が最大となるのはビットパターン0とGである
。即ちV129とV 129’の差は最悪の場合52.
4LSB(6ビツト)となる。一方AD変換器38の検
出分解能として0.01LSB程度は要求されるので、
AD変換器38としては13ビット程度のAD変換器で
よい。従来の場合はDA変換回路15の出力(2NLS
B)をそのままAD変換器38で測定するので25ビッ
ト程度のAD変換器を必要とした。
〈効果の説明〉
す、上説明したように、補正対象の上位Nビット以外の
ビットが全てOであるパターンと、このパターンから下
位(M−N)ビット内にのみ論理″l I+を有する特
定のビットパターンtm算したパターンとを交互にDA
変換器に入力し、アナログ出力を高域通過フィルタに通
して直流分をカットすることにより、小さな電圧の測定
によって高分解能で直線性誤差を得ることができる。こ
の結果DA変換器の誤差補正精度を向上させ得るととも
に、誤差検出回路の低価格化、小型化が実現し得る利点
がある。
ビットが全てOであるパターンと、このパターンから下
位(M−N)ビット内にのみ論理″l I+を有する特
定のビットパターンtm算したパターンとを交互にDA
変換器に入力し、アナログ出力を高域通過フィルタに通
して直流分をカットすることにより、小さな電圧の測定
によって高分解能で直線性誤差を得ることができる。こ
の結果DA変換器の誤差補正精度を向上させ得るととも
に、誤差検出回路の低価格化、小型化が実現し得る利点
がある。
第1図は従来の補正機能を持つDA変換器の概略回路構
成を示すブロック図、第2図はこの発明の実施例1の補
正機能を有するDA変換器の概略回路構成を示すブロッ
ク図、第3図は各上位ビットに対する±001%の誤差
値を示す図、第4図は実施例1における誤差補正動作の
例を示すフローチャート、第5図は補正用デジタル入カ
バターンを示す図、第6図は第5図に示した入カバター
ンの入力に対するアナログ出力電圧を示す図、第7図は
第6図中の1ステップ部分の拡大図、第8図は高域通過
フィルタ通過前後の出力波形を示す図、第9図は■。f
f測定のためのデジタル入カバターンを示す図、第10
図はこの発明の実施例2の補正機能を有するDA変換器
の概略回路構成を示すブロック図、第11図はこの発明
の実施例3の補正機能を有するDA変換器の概略回路構
成を示すブロック図である。 Din :入力デジタルデータ、11:制御部、12゜
19.33.36:マルチプレクサ制御信号、13.2
1.32,37:マルチプレクツ−,14:誤差検出用
パターンデータ、15:DA変換回路、16:加算増幅
器、18:メモリ、22:補正対象ビット、23:補正
用DA変換回路、24:出力端子、25ニアドレス信号
、26:メモリ用データ、27:切り換えスイッチ、2
8:スイッチ制御信号、29:高域通過フィルタ、31
:ウィンドコンパレータ、38:ADi換器、42:デ
ジタル加算器、41:補正用デジタルデータ、43:加
算結果、44:補正されたデジタルデータ、45:キャ
リーまたはボロー信号、Dcal:補正用デジタル信号
、Db、Dbl・・・・・・Db8:ビット電流源調整
用デジタル信号。 特許出願人 日本電信電話公社 代 理 人 草 野 卓 0 −0 −0 −0 α)−□−−−−−−□“−−−−−−−−−−−−一
−−□−−−−−−−−−和 。 。。 。。 −一 () −−−−00−−−−−00−−−−−−−−−
−−−−−−−−00000−− ”C) −eo ee −@@
成を示すブロック図、第2図はこの発明の実施例1の補
正機能を有するDA変換器の概略回路構成を示すブロッ
ク図、第3図は各上位ビットに対する±001%の誤差
値を示す図、第4図は実施例1における誤差補正動作の
例を示すフローチャート、第5図は補正用デジタル入カ
バターンを示す図、第6図は第5図に示した入カバター
ンの入力に対するアナログ出力電圧を示す図、第7図は
第6図中の1ステップ部分の拡大図、第8図は高域通過
フィルタ通過前後の出力波形を示す図、第9図は■。f
f測定のためのデジタル入カバターンを示す図、第10
図はこの発明の実施例2の補正機能を有するDA変換器
の概略回路構成を示すブロック図、第11図はこの発明
の実施例3の補正機能を有するDA変換器の概略回路構
成を示すブロック図である。 Din :入力デジタルデータ、11:制御部、12゜
19.33.36:マルチプレクサ制御信号、13.2
1.32,37:マルチプレクツ−,14:誤差検出用
パターンデータ、15:DA変換回路、16:加算増幅
器、18:メモリ、22:補正対象ビット、23:補正
用DA変換回路、24:出力端子、25ニアドレス信号
、26:メモリ用データ、27:切り換えスイッチ、2
8:スイッチ制御信号、29:高域通過フィルタ、31
:ウィンドコンパレータ、38:ADi換器、42:デ
ジタル加算器、41:補正用デジタルデータ、43:加
算結果、44:補正されたデジタルデータ、45:キャ
リーまたはボロー信号、Dcal:補正用デジタル信号
、Db、Dbl・・・・・・Db8:ビット電流源調整
用デジタル信号。 特許出願人 日本電信電話公社 代 理 人 草 野 卓 0 −0 −0 −0 α)−□−−−−−−□“−−−−−−−−−−−−一
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Claims (4)
- (1) 上位Nビットに対して補正を要するMビット(
N<M )のDA変換器において、上位Nビットにより
作られる2Nケのビットパターンのうらから全て零であ
るビットパターンを除いた2N−1ケのビットパターン
Di (1= 1〜2N−1)と下位(M−N)ビット
内にのみ論理+11 nを有する特定のビットパターン
をDlから減勢、シ、その減算により一ヒ位Nビットに
桁下りが生じたビットパターンD1′(l−1〜2”l
)とを交tgHに発生させるビットパターン発生手段と
、そのこれらビットパターンが上記DA変換器で変換さ
れた出力信号の直流成分を遮断する高域通過フィルタと
、その高域通過フィルタの出力を用いて」1記ビットパ
ターンI)l及びDiの各変換出力の差をデジタル値に
変換するアナログデジタル変換手段と、その変換された
デジタル値により上記DA変換器の直線性誤差を算出す
る誤差演算手段とを有するとと全特徴としたDA変換器
における直線性誤差補正回路。 - (2)上記アナログデジタル変換手段は、上記高域通過
フィルタがウィンドコンパレータへ供給され、そのウィ
ンドコンパレータの出力に応じて検出用デジタルデータ
f Lピッl−(’f、<IV’l)の補正用DA変換
器へ供給し、この補正用DA変換器の出力を上記Mビッ
トODA変換器の出力と加算して上記高域a過フィルタ
へ供給し、上記ウィンドコンパレータの出力が所定(直
り、下になるように上記検出用デジタルデータを制御す
る手段である特許請求の範囲第1項記載ODA変換器に
おける直線性誤差補正回路。 - (3)上記アナログデジタル変換゛手段は、上記高域通
過フィルタがウィンドコンパレータへ供給され、そのウ
ィンドコンパレータの出力に応じて上記DA変換器の上
位Nビットのビット電流諒の電流fitをデジタル信号
によって変化させ、」二記ウィンドコンパレータの出力
が所定値Iu下になるように上記電流値を制御する手段
である特許請求の範囲第1項記載のDA変換器における
直線性誤差補正回路。 - (4)上記アナログデジタル変換手段は上記高域通過フ
ィルタの出力を、上記AD変換器よりもダイナミックレ
ンジが小さいAD変換器でデジタル値に変換する手段で
ある特許請求の範囲第1項記載ODA変換器における直
線性誤差補正回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4106684A JPS60185429A (ja) | 1984-03-02 | 1984-03-02 | Da変換器における直線性誤差補正回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4106684A JPS60185429A (ja) | 1984-03-02 | 1984-03-02 | Da変換器における直線性誤差補正回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60185429A true JPS60185429A (ja) | 1985-09-20 |
Family
ID=12598060
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4106684A Pending JPS60185429A (ja) | 1984-03-02 | 1984-03-02 | Da変換器における直線性誤差補正回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60185429A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03182120A (ja) * | 1989-12-11 | 1991-08-08 | Yokogawa Electric Corp | D/a変換装置 |
| US5270716A (en) * | 1989-05-18 | 1993-12-14 | Deutsche Thomson-Brandt Gmbh | Digital-to-analog converter with high linearity |
| JP2013021599A (ja) * | 2011-07-13 | 2013-01-31 | Renesas Electronics Corp | データ処理システム |
-
1984
- 1984-03-02 JP JP4106684A patent/JPS60185429A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5270716A (en) * | 1989-05-18 | 1993-12-14 | Deutsche Thomson-Brandt Gmbh | Digital-to-analog converter with high linearity |
| JPH03182120A (ja) * | 1989-12-11 | 1991-08-08 | Yokogawa Electric Corp | D/a変換装置 |
| JP2013021599A (ja) * | 2011-07-13 | 2013-01-31 | Renesas Electronics Corp | データ処理システム |
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