JPS6029059A - Digital/analog converter - Google Patents
Digital/analog converterInfo
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- JPS6029059A JPS6029059A JP13170983A JP13170983A JPS6029059A JP S6029059 A JPS6029059 A JP S6029059A JP 13170983 A JP13170983 A JP 13170983A JP 13170983 A JP13170983 A JP 13170983A JP S6029059 A JPS6029059 A JP S6029059A
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- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
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- H03M1/00—Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
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- Theoretical Computer Science (AREA)
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はディジタル・アナログ変換器(以下D/Aコン
バータと称す)に関1.、特に電荷再配分方式のI)/
Aコンバータに関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a digital-to-analog converter (hereinafter referred to as a D/A converter). , especially the charge redistribution method I)/
Regarding A converter.
所定ビット数の2進法のディジタル信号をアナログ信号
とするためのD/Aコンバータの1つとして、いわゆる
電荷再配分方式のコンバータがある。One type of D/A converter for converting a binary digital signal of a predetermined number of bits into an analog signal is a so-called charge redistribution type converter.
第1図はこの電荷再配分方式のD/Aコンバータの1例
力回路ブロック図であり、1端が共に所定基準電位点く
例えばアース)に接続された等容量の第】及び第2コン
デンサC1及びC2が設けられ、これらコンデンサの充
放電等の制御がスイッチ素子1〜3のオンオフ動作によ
り行われるようになっている。FIG. 1 is a circuit block diagram of an example of a D/A converter using this charge redistribution method, in which a capacitor C1 and a second capacitor C1 of equal capacitance each have one end connected to a predetermined reference potential point (for example, ground). and C2 are provided, and control such as charging and discharging of these capacitors is performed by on/off operations of the switch elements 1 to 3.
具体的には、コンデンサC,への充電制御のためのスイ
ッチ1が設けられており、またこのコンデンサC1の充
電電荷をコンデンサc2へ再分配制御するためにスイッ
チ2が設けられている。そして、コンデンサC1の電荷
を放電してリセフトするために哀イノチ3が設けられて
おり、これら各スイッチ1〜3が、ディジタル入力信号
(A)に応じて制御回路5から発生される制御信号(B
)〜(D)により夫々オンオフ制御される。1連の所定
ピントのディジクル入力信号の最後における第2コンデ
ンサc2の充電電荷がサンプルホールド回路4において
サンプルホールドされ、このホールド出方がディジタル
入力信号に対応したアナログ信号となるのである0
第2,3図は第1図の回路におけるディジタル信号(A
)に対する制御信号(B)〜(D)のタイミングを示す
図である。第2図はディジタル入力信号(A)の所定ビ
ットが” i ”の場合のものであり、第3図は” o
”の場合のものである。Specifically, a switch 1 is provided to control the charging of the capacitor C, and a switch 2 is provided to control the redistribution of the charge in the capacitor C1 to the capacitor C2. A switch 3 is provided to discharge and reset the charge of the capacitor C1, and each of these switches 1 to 3 receives a control signal (A) generated from a control circuit 5 in response to a digital input signal (A). B
) to (D) are respectively on/off controlled. The charge charged in the second capacitor c2 at the end of a series of digital input signals of a predetermined focus is sampled and held in the sample and hold circuit 4, and the output of this hold becomes an analog signal corresponding to the digital input signal. Figure 3 shows the digital signal (A
) is a diagram showing the timing of control signals (B) to (D) with respect to FIG. Figure 2 shows the case where the predetermined bit of the digital input signal (A) is "i", and Figure 3 shows the case where the predetermined bit of the digital input signal (A) is "o".
”.
第2図を参照するに、入力信号のビット符号が図(A)
の如(パl″′の場合には、先ず制御信号(B)が所定
期間例えば高レベルとなってスイッチ1をオンとする。Referring to Figure 2, the bit sign of the input signal is shown in Figure (A).
In the case of 1'', the control signal (B) is first at a high level for a predetermined period, turning on the switch 1.
この間コンデンサC1は、
Ql−C1・V ・・・・・・・・・・(])なる電荷
な有するように充電される。尚、■は充電電圧である。During this time, the capacitor C1 is charged to have a charge of Ql-C1.V (]). Note that ■ is the charging voltage.
しかる後に、制御信号(C)が所定期間高レベルとなり
スイッチ2をオンとする。この時、既にC6なる電荷が
コンデンサC2に充電されているとすれば、スイッチ2
のオンによる再分配によりコンデンサC2の新電荷Q2
は、
C2−(C2/(C1+C2月”(Q4+CIV) −
、、、、、、、(2)となる。しかる後に制御信号(D
)が高レベルとなってスイッチ3がオンとなり、コンデ
ンサC1は放電されてリセフトされる。After that, the control signal (C) becomes high level for a predetermined period of time, turning on the switch 2. At this time, if the capacitor C2 is already charged with a charge C6, the switch 2
The new charge Q2 of capacitor C2 is redistributed by turning on Q2.
is C2-(C2/(C1+C2 month)(Q4+CIV)-
, , , , (2). After that, the control signal (D
) becomes high level, switch 3 is turned on, and capacitor C1 is discharged and reset.
次に、第3図を参照するに、入力信号のビット符号が図
(A)の如<”o”の場合には、制御信号(B)は低レ
ベルを維持するから、スイッチ1はオフのままでありコ
ンデンサC1への充電は行われない。次に制御信号(C
)が所定期間高レベルとなりスイッチ2をオンとして電
荷の再配分が行われる。この時のコンデンサC2の電荷
は、
C2=(C,、/(C4+C2) )・Q′2 ・・・
・・・・・・・・・(3)となる。しかる後に、制御信
号(D)が高レベルとなってスイッチ3がオンとなり、
コンデンサC1は放電されてリセフトされる。Next, referring to FIG. 3, when the bit sign of the input signal is <"o" as shown in FIG. As it is, the capacitor C1 is not charged. Next, the control signal (C
) becomes high for a predetermined period of time, turning on switch 2 and redistributing the charge. The charge on capacitor C2 at this time is C2=(C,,/(C4+C2))・Q'2...
......(3). After that, the control signal (D) becomes high level and the switch 3 is turned on.
Capacitor C1 is discharged and reset.
いま、入力ディジタル信号(A)かにビットの信号(k
は自然数)の場合は、各ビットの内容(1又は0を相称
する)に対応して、各ビット毎に第2図又は第3図を用
いて説明した手順をもって制御回路5から各制御信号C
B)〜(D)が発生されて、最終ビットにおける制御動
作が終了した時点のコンデンサC2に蓄積された電荷Q
2がサンプルボールド回路4にてホールドされる。この
ホールド出方がディジタル入力信号に対応したアナログ
信号となるのである。Now, the input digital signal (A) is a crab bit signal (k
is a natural number), each control signal C is output from the control circuit 5 according to the procedure explained using FIG.
Charge Q accumulated in capacitor C2 at the time when B) to (D) are generated and the control operation in the final bit is completed.
2 is held in the sample bold circuit 4. This hold output becomes an analog signal corresponding to the digital input signal.
上記(2) 、 (3)式を用いて、最終的に得られる
にビットディジタル信号による充電電荷Q2は次式とな
る0
C2= 、Σ Ql ”Z4 (C2/(c、 十02
)) k−”1−(4)$=1
ここに、Ziはi番目のビットが“1″′の時ば1、”
O”の時は0であるものと規定する。(4)式の意味す
るところは、を番目のピントによりコンデンサc2に充
電された電荷はその後のlビットの動作が行われる毎に
C2/(c、+02)倍の等比級数で漸減して行くこと
である。Using the above equations (2) and (3), the charge Q2 due to the bit digital signal finally obtained is as follows: 0 C2= , Σ Ql ''Z4 (C2/(c,
)) k-"1-(4)$=1 Here, Zi is 1 if the i-th bit is "1"',"
0", the value is 0. Equation (4) means that the electric charge charged in the capacitor c2 by the th pin is C2/( c, +02) times in a geometric series.
いま、QlはC1とVとにより定まる定数であるから、
QoとしまたC1−C2という理想状態の下では、(4
)式は
C2=QO、x Z< 6 (1/2)kt” ・、−
・−−−−(s)$−1
となり、コンデンサC2の出力によりアナログ信号が得
られるのである。Now, since Ql is a constant determined by C1 and V,
Under the ideal state of Qo and C1-C2, (4
) formula is C2=QO, x Z< 6 (1/2)kt" ・, -
・---(s)$-1, and an analog signal is obtained from the output of capacitor C2.
上記においては、C4−C2とした理想的な場合である
が、実際には容量値C1,C2には誤差が存在すること
から、C,−(]−β)corc2−<1+β)co
とおいて考察する。尚、oくβ〈1である。(4)式に
おいて、上記C1及びC2を代入すると、となる。理想
型である(5)式と(6)式とを比較すれば、絶対値に
おいて、(1−β2)の定数差は直線性には無関係であ
ってこれを無視すると、Σの項における(1+β) の
項が、2.にて規定されて存在したりしなかったりし、
またiビット目で規定される(k−j)乗により大きさ
が異なったりして、理想型に対しズレを生じ歪となって
雑音の発生を招来するのである。In the above, the ideal case is C4-C2, but in reality there is an error in the capacitance values C1 and C2, so C, -(]-β)corc2-<1+β)co
Let's consider this. Note that okuβ<1. In equation (4), substituting the above C1 and C2 results in the following. Comparing the ideal types of equations (5) and (6), the constant difference of (1-β2) is unrelated to linearity in absolute value, and if this is ignored, ( 1+β) is 2. may or may not exist as defined by
Furthermore, the magnitude may differ depending on the (k-j) power defined by the i-th bit, causing a deviation from the ideal type, resulting in distortion and noise.
ここで、標準化されたずれEを考えれば、と表わされ、
i番目のビットが最終のにビット目まで動作した時のズ
レΔEiは、
ΔF、i −(1/2 )k−”・(Aβ+Bβ2+・
・・ ) ・・・・曲(8)となる。ここに、β(lな
らばβ2以上の項は無視可能であるから、
k−t+1
ΔEi = (1/2 ) ・Aβ ・・曲・・・(9
)となる。(9)式により得られた値を表IK示す。Now, considering the standardized deviation E, it can be expressed as
The deviation ΔEi when the i-th bit operates up to the final bit is ΔF,i − (1/2)k-”・(Aβ+Bβ2+・
・・・ ) ・・・Song (8). Here, if β(l), the terms greater than β2 can be ignored, so k-t+1 ΔEi = (1/2) ・Aβ... Song... (9
). The values obtained by equation (9) are shown in Table IK.
−’ 7
表1において、最大歪はZ<がすべて“1#の場合であ
り、これが最小単位を越えないという条件の下にβにつ
いて考える。k=48及び16の各ビット数に対する最
小単位は、(1/2)’ 、 (1/2)8及び(1/
2 ) ”であるから、この各位を最大歪0688β。-' 7 In Table 1, the maximum distortion is when Z< is all "1#", and we will consider β under the condition that this does not exceed the minimum unit.The minimum unit for each bit number of k = 48 and 16 is , (1/2)' , (1/2)8 and (1/2)
2) ”, the maximum distortion for each part is 0688β.
0965β及び〕・βが夫々越えないものとして、βの
許容度は、夫々0.0909 、0.004及びO,0
OOO]’5と計算される。Assuming that 0965β and ]・β do not exceed, respectively, the tolerance of β is 0.0909, 0.004 and O,0, respectively.
OOO]'5 is calculated.
コンデンサC1とC2との差は2βであるから、この差
は4ビツトでは18%まで、8ピントでは08係まで夫
々許容される。しかし、16ビノトでは0.003チま
でしか許されず、従って、01チの誤差でコンデンサが
製造できたとしても10ピント程度のD/Aコンバータ
しか実現し得ないことになる。Since the difference between capacitors C1 and C2 is 2β, this difference is allowed up to 18% for 4 bits and up to 08% for 8 pins. However, with 16 bits, only 0.003 inch is allowed, so even if a capacitor could be manufactured with an error of 01 inch, it would only be possible to realize a D/A converter of about 10 pins.
第4図(A)はコンデンサCI及びC2の容量値のずれ
に起因するアナログ出力の歪の1例を示す図であり、実
線で示す曲線20が真のアナログ値であり、点線で示す
曲線21が歪な伴ったD/Aコンバータf7′)アナロ
グ出力である。尚、Toはサンプリング周期を示してい
る。このように、各サンプリング値に対応したアナログ
出力レベルは真のアナログ1ノベルに対して一方向(図
では正方向)のみにずれ、そのずれ幅は各サンプリング
値組に異なり一定とはならないことが知られており、こ
のずれが出力歪となるわけである。FIG. 4(A) is a diagram showing an example of analog output distortion caused by a difference in the capacitance values of capacitors CI and C2, where a curve 20 shown by a solid line is the true analog value, and a curve 21 shown by a dotted line. is the distorted D/A converter f7') analog output. Note that To indicates the sampling period. In this way, the analog output level corresponding to each sampling value shifts in only one direction (positive direction in the figure) with respect to a true analog novel, and the width of the shift differs for each sampling value set and may not be constant. This deviation results in output distortion.
第4図(B) K各すンプリング値に対するアナログ出
力レベルのずれすなわちエラー成分を示している。FIG. 4(B) shows the shift in analog output level for each K sampling value, that is, the error component.
このエラー成分を補正するために、各サンプリング値に
対応するディジタル信号毎に、コンデンサC1及びC2
の役目を互いに切換えて上述したと同等の動作を行わせ
、同一ディジタル信号毎に2回のアナログ変換動作をな
し、両アナログ出力を加算する方法が考えられる。この
場合、第2回目の動作においては、第5図(A) 、
(B)に示すように真のアナログ値に対し負方向のみに
ずれ、そのずれ幅は第4図に示した第】回目の動作にお
けるそれと同一となることから、両動作により得られた
アナログ出力を加算することにより、エラー成分が互い
に打消し合って正確なアナログ信号が得られるのである
。In order to correct this error component, capacitors C1 and C2 are connected for each digital signal corresponding to each sampling value.
A conceivable method is to perform the same operation as described above by switching the roles of the two, perform two analog conversion operations for each same digital signal, and add the two analog outputs. In this case, in the second operation, FIG. 5(A),
As shown in (B), there is a deviation only in the negative direction from the true analog value, and the deviation width is the same as that in the]th operation shown in Figure 4, so the analog output obtained by both operations is By adding the error components, the error components cancel each other out and an accurate analog signal is obtained.
しかし、この方法では同一ディジタル信号毎に2回の制
御動作を必要としその制御が煩雑であると共に変換時間
の増大を招来する。However, this method requires two control operations for the same digital signal, which makes the control complicated and increases the conversion time.
本発明の目的は、変換時間を増大することな(2つのコ
ンデンサの容量差による出力歪を減少させた精度の良い
D/Aコンバータを提供することを目的としている。An object of the present invention is to provide a highly accurate D/A converter that reduces output distortion due to the difference in capacitance of two capacitors without increasing conversion time.
本発明のD/Aコンバータは、1端が基準電位点に共通
接続された第1及び第2コンバータと、これら第1及び
第2コンデンサの充放電をディジタル信号に応じて制御
する制御手段と、第1及び第2コンデンサの充電電荷に
応じてアナログ信号を導出する出力手段とを含むディジ
クル・アナログ変換器であって、制御手段は、ディジタ
ル信号の重みの犬なる第1ビット群とより小なる残余ビ
ット群とのうち第1ピント群の各ピント毎に、とのビッ
ト内容に応じて第1コンデンサへの充電のオンオフを行
ってこの充電電荷を第2コンデンサへ配分ししかる後に
第1コンデンサを放電制御し、次いで残余ビット群の最
上位ピントの更に上位に零ピントを付加してこの零ビツ
ト付加された第2ピント群の各ビット毎に第1ピント群
の制御動作と同一の制御動作をなし、再び第2ビット群
の各ビット毎に、このピント内容に応じて第2コンデン
サへの充電のオンオフを行ってこの充電電荷を第1コン
デンサへ配分ししかる後に第2コンデンサを放電制御す
るよう構成されており、出力手段は、制御手段による第
1ビット群の全ビット動作とそれに続く第2ビット群の
全ビット動作により得られた第2コンデンザの出力をサ
ンプルホールドし、また制御手段による2回目の第2ビ
ット群の全ビット動作により得られた第1コンデンサの
出力をサンプルホールドし、これら両ホールド出力を加
算してアナログ信号とするようにしたことを特徴とする
。The D/A converter of the present invention includes first and second converters whose one ends are commonly connected to a reference potential point, and a control means for controlling charging and discharging of these first and second capacitors according to a digital signal. and output means for deriving an analog signal in accordance with charges charged in the first and second capacitors, the control means comprising a first bit group which is a dog of the weight of the digital signal and a smaller one. For each focus in the first focus group among the remaining bit groups, the charge to the first capacitor is turned on and off according to the bit contents of and this charge is distributed to the second capacitor. The discharge is controlled, and then a zero focus is added above the most significant focus of the remaining bit group, and the same control operation as that of the first focus group is performed for each bit of the second focus group to which this zero bit has been added. None, again for each bit of the second bit group, charging to the second capacitor is turned on and off according to the focus content, and this charged charge is distributed to the first capacitor, and after that, the discharge of the second capacitor is controlled. The output means samples and holds the output of the second capacitor obtained by the operation of all bits of the first bit group by the control means and the subsequent operation of all bits of the second bit group, and The present invention is characterized in that the output of the first capacitor obtained by the operation of all bits of the second bit group is sampled and held, and these two held outputs are added to form an analog signal.
以下に本発明を図面を用いて説明する。The present invention will be explained below using the drawings.
第6図は本発明の実施例の回路ブロック図であり、第1
図と同等部分は同一符号により示されている。本例では
、第1図の回路構成の他に第2コンデン4c、の充放電
スイッチ6及び7と、第1コンデンサC1の電荷に対応
した出力をサンプルホールドする第2ホールド回路8と
を付加し、先の第1ホールド回路40ホールド出力と第
2ホールド回路8のホールド出力とを加算器9により加
算してアナログ出力としてなるものである。FIG. 6 is a circuit block diagram of an embodiment of the present invention.
Parts equivalent to those in the figures are designated by the same reference numerals. In this example, in addition to the circuit configuration shown in FIG. 1, charge/discharge switches 6 and 7 for the second capacitor 4c and a second hold circuit 8 that samples and holds the output corresponding to the charge of the first capacitor C1 are added. , the hold output of the first hold circuit 40 and the hold output of the second hold circuit 8 are added by an adder 9 to form an analog output.
本例における制御回路10においても、ディジタル入力
信号(A)に応じて制御信号(Bl〜(D)、及び(B
’) 。Also in the control circuit 10 in this example, control signals (Bl to (D) and (B
').
(D勺が夫々発生されるようになっており、信号(B′
)及び(D′)によりスイッチ6及び7が夫々オンオフ
制御1される。また、ホールド回路4及び8のサンプル
パ〃ス等も制御回路10から発生される。(D) is generated respectively, and the signal (B'
) and (D'), the switches 6 and 7 are controlled to be on/off, respectively. Further, sample paths for the hold circuits 4 and 8 are also generated from the control circuit 10.
ここで、kビットのディジタル入力信号のうち、コンデ
ンサC1,C2の容量差に起因する誤差を相対的により
大きく生ずるのは、重みづげの犬なるピント群よりもむ
しろ重みづけの小なるビット群である。そこで、例えば
に=]6の場合、重みづげの犬なる前半の第1ビット群
を11ビツト目までとし、重みづけの、J\なる後半の
残余ビット群を12ピント目以降として、第1ピント群
については従来通りの動作を行ない、残余ビット群につ
いては、コンデンサC1と02との機能を互いに逆とし
て2回動作させるようにしこれら演算動作により得られ
たコンデンサの充電電荷を加算してアナログ信号とする
ものである。Here, of the k-bit digital input signal, it is the bit group with small weighting that causes a relatively larger error due to the difference in capacitance of capacitors C1 and C2, rather than the focused group with higher weighting. It is. So, for example, in the case of = ] 6, the first bit group of the first half of the weighting is set to the 11th bit, and the remaining bit group of the second half of the weighting, which is J\, is set to the 12th and subsequent bits. The focus group operates as before, and for the remaining bit group, the functions of capacitors C1 and 02 are reversed and are operated twice, and the charges in the capacitors obtained by these calculation operations are added together to create an analog signal. It is used as a signal.
この場合、後半の残余ビットについては2回動作を行う
ために、これらを単純加算すれば、絶対値が2倍となり
、前半の第1ビット群の演算動作により得られた値と加
算することはできない。後半の残余ビットについての2
回に亘る演算結果について1/2ずればよいが、この1
/2の演算過程において再び誤差が生じることになる。In this case, the remaining bits in the second half are operated twice, so if they are simply added, the absolute value will be doubled. Can not. 2 for the remaining bits in the second half
It is sufficient to shift the calculation results by 1/2, but this 1
An error will occur again in the calculation process of /2.
そこで、本発明では、残余ビットの演算動作に際し、こ
の残余ビットの最上位ビットの更に上位に零(”0”
)ビットを付加して、各残余ビットを1/2づつ低位へ
シフトせしめ、12ビツト目〜16ビント目及び付加ビ
ットの合計6ビノトを第2ビット群とし、この第2ビッ
ト群につき2回の演算動作を行うようにするのである。Therefore, in the present invention, when performing an arithmetic operation on the remaining bits, a zero ("0") is placed further above the most significant bit of the remaining bits.
) bits are added, and each remaining bit is shifted down by 1/2, and a total of 6 bits, including the 12th to 16th bits and the additional bits, are made into a second bit group, and the second bit group is processed twice. This is to perform arithmetic operations.
こうすれば、第2ピント群の各1回の演算動作により得
られる絶対値は、付加ピントを加えない上記残余ビット
群の各1回の演算動作により得られるべき絶対値の1/
2となり、誤差の発生はなくなる。In this way, the absolute value obtained by each one calculation operation of the second focus group is 1/1/1 of the absolute value that should be obtained by each one calculation operation of the remaining bit group without adding additional focus.
2, and no error occurs.
以下に、第7図〜第10図を用いて上記動作につき説明
する。The above operation will be explained below using FIGS. 7 to 10.
先ず、16ビントのディジクル入力信号(A)の前半の
第1ビット群(第1ビツト目〜第11ビツト目まで)及
び後半の残余ビット群(第1ビツト目〜第11ビツト目
まで)を夫々分割し、残余ビット群の最上位ビットの更
に上位に°゛0″0″ビツトし第2ビット群とする。こ
の第1ビット群と第2ビット群とを1つのディジタル信
号として、各ピント毎にこのビット内容に応じて第7図
及び第8図に示す如き制御信号(B)〜(D)が順次発
生され、スイッチ]〜3がそれに応じて動作する。これ
は、従来例と同一の動作態様であり、第2図及び第3図
のタイミング波形と同一である。すべてのビット(16
ビント+伺加ビツト)につき上記動作が終了した時点に
おけろコンデンサC2の充電電荷がホールド回路4によ
りサンプリングされホールドされる。First, the first bit group (1st bit to 11th bit) in the first half of the 16-bin digital input signal (A) and the remaining bit group (1st bit to 11th bit) in the latter half are respectively The remaining bit group is divided into two groups, and the most significant bit of the remaining bit group is added with a ``0''0'' bit to form a second bit group. The first bit group and the second bit group are treated as one digital signal, and control signals (B) to (D) as shown in FIGS. 7 and 8 are generated sequentially according to the bit contents for each focus. and switches ]~3 operate accordingly. This is the same operation mode as in the conventional example, and is the same as the timing waveforms in FIGS. 2 and 3. All bits (16
At the time when the above operation is completed (bint + added bit), the charge charged in the capacitor C2 is sampled and held by the hold circuit 4.
ここで、特に図示しないが、制御回路10には上記第2
ビット群のビット内容を記憶するメモリが設けられてお
り、上記動作が終了した時点で、このメモリから第2ビ
ット群の信号が読出されて、この第2ビット群のみにつ
いて各ビット毎に、このビット内容に応じて第9図及び
第1O図に示す如き制御信号が発生されることになる。Although not particularly shown, the control circuit 10 includes the second
A memory is provided to store the bit contents of the bit group, and when the above operation is completed, the signal of the second bit group is read out from this memory, and this signal is read out for each bit only for the second bit group. Control signals as shown in FIG. 9 and FIG. 1O are generated depending on the bit contents.
第9図は各ビットが(A)の如(”■”の場合であり、
制御信号(B′)は高レベルとなるからスイッチ6はオ
ンであり、コンデンサC2への充電が行われる。Figure 9 shows the case where each bit is like (A) (“■”),
Since the control signal (B') is at a high level, the switch 6 is on, and the capacitor C2 is charged.
次に制御信号(C)が高レベルとなりスイッチ2がオン
どなって電荷配分が行われる。しかる後に、制御信号(
D勺が高レベルとなりスイッチ7がオンとなってコンデ
ンサC2の放電がなされる。Next, the control signal (C) becomes high level, the switch 2 is turned on, and charge distribution is performed. After that, the control signal (
The signal D becomes high level, the switch 7 is turned on, and the capacitor C2 is discharged.
第1O図は各ビットが(A)の如<”o”の場合であり
、制御信号(B′)は低レベルのままであってコンデン
サC2への充電はなされない。続いて、制御信号(C)
が高レベルとなり電荷配分h″−行われ、しかる後に制
御信号(D′)が高レベルとなってコンデンサC2の放
電がなされる。FIG. 1O shows the case where each bit is <"o" as shown in (A), and the control signal (B') remains at a low level and the capacitor C2 is not charged. Next, the control signal (C)
becomes a high level and charge distribution h''- is performed, and then the control signal (D') becomes a high level and the capacitor C2 is discharged.
以上の動作が第2ビット群のすべてのビットにつき行わ
れた時点におけるコンデンザc、力充電電荷がホールド
回路8によりサンプリングされホールドされる。このホ
ールド信号と先の第1ホールド回路4のホールド信号と
が加算されてアナログ信号出力とされるのである。The charge charged in the capacitor c at the time when the above operation is performed for all bits of the second bit group is sampled and held by the hold circuit 8. This hold signal and the hold signal of the first hold circuit 4 are added to form an analog signal output.
こうすることにより、誤差の発生が相対的に犬なる下位
ビット群に関しての2重の演算動作により、誤差が互い
に打消し合って消失することがら、従来例の如き単純1
回動作に比し、誤差は著しく小となる。また、全ビット
につき2重の演算動作を行う必要がないのでD/A変換
時間も著しく増大することはない。By doing this, the errors cancel each other out and disappear due to the double arithmetic operations on the lower bit groups, which are relatively similar to each other.
The error is significantly smaller than that of rotating motion. Further, since there is no need to perform double arithmetic operations for all bits, the D/A conversion time does not increase significantly.
上記の例すなわち16ビントの場合についての最終的に
得られる最大誤差E7MZは、(8)式な参照して次式
となる。The finally obtained maximum error E7MZ for the above example, that is, the case of 16 bins, is expressed by the following equation with reference to equation (8).
Emax=、Σ (1回動作によるβの項及びβ2の項
)%==]
十Σ (2重動作にょるβ2の項)・・・・・・(1o
)−12
第2項においてβの項がないのは、2重動作により互い
に打消されるからである。Emax=, Σ (β term and β2 term due to single operation) %==] 10 Σ (β2 term due to double operation)・・・・・・(1o
)-12 The reason why there is no β term in the second term is because they cancel each other out due to the double action.
ここで、表2に(10)式のβ及びβ2の項につき算出
して示している。Here, in Table 2, the terms β and β2 of equation (10) are calculated and shown.
表 2
この表2に基づき(lO)式の値をめると、Enmw
= (0,187β+0.5β2) + 0.657β
2=O,187β+1.157β2
となり、従来の1回動作のみにより得られるーX−1・
β十1・β2のβの項に対し略20%改良されているこ
とが判る。β2の項に対してはβ(1であるとすれば無
視可能となる。Table 2 Based on this Table 2, when we calculate the value of the formula (lO), Enmw
= (0,187β+0.5β2) + 0.657β
2=O, 187β+1.157β2, which is obtained by conventional one-time operation -X-1・
It can be seen that the β term of β11 and β2 is improved by approximately 20%. The term β2 can be ignored if β(1).
斜上の如(、本発明によれば変換時間をあまり増大させ
ることなく、精度の良いD/Aコンバータを得ることが
できるものである。According to the present invention, a highly accurate D/A converter can be obtained without significantly increasing the conversion time.
尚、上記のkの値や第1ビット群及び残余ビット群のピ
ント数はこれに限定されるものではない。Note that the value of k and the number of focuses of the first bit group and the remaining bit group are not limited to these.
特に、当該ビット数については、2つのコンデンサのズ
レβと目的とする精度との関係、1サンプリングタイム
内で行える演算数とコンバータの演算速度との関係等に
て決定すれば良い。また、制御回路はマイクロプロセッ
サ等のコンビーータを用いてそのプログラムにより容易
に実現可能である。In particular, the number of bits may be determined based on the relationship between the difference β between the two capacitors and the desired accuracy, the number of operations that can be performed within one sampling time, and the operation speed of the converter. Further, the control circuit can be easily realized by using a program using a converter such as a microprocessor.
第1図は従来のD/Aコンバータの回路ブロック図、第
2図及び第3図は第1図のブロックの動作を説明するタ
イミングチャート、第4図及び第5図は第1図の回路動
作により得られる出力波形及びエラー波形の態様を示す
図、第6図は本発明の実施例の回路ブロック図、第7図
〜第10図は第6図の回路ブロックの動作を説明するタ
イミングチャートである。
主要部分の符号の説明
C1,C2・・・コンデンサ 1〜3,6.7・・・ス
イッチ4.8・・・ホールド回路 9・・・加算器10
・・・制御回路
出願人 パイオニア株式会社
代理人 弁理士 籐材 元彦
(外1名)
ヘ ヘ ヘ ヘ +′、′)++′
ヌ の Q Q ”Cω θ ○
++J+、、ν Qリリν
へ へ + ○ へ 、へ
39 し 0 ヌ の (QFigure 1 is a circuit block diagram of a conventional D/A converter, Figures 2 and 3 are timing charts explaining the operation of the blocks in Figure 1, and Figures 4 and 5 are circuit operations of Figure 1. FIG. 6 is a circuit block diagram of an embodiment of the present invention, and FIGS. 7 to 10 are timing charts explaining the operation of the circuit block in FIG. 6. be. Description of symbols of main parts C1, C2...Capacitors 1 to 3, 6.7...Switches 4.8...Hold circuit 9...Adder 10
...Control circuit applicant Pioneer Co., Ltd. agent Patent attorney Motohiko Satoshi (1 other person) He he he he +',')++'nu's Q Q "Cω θ ○ ++J+,,ν + ○ to , to 39 shi 0 nu (Q
Claims (1)
ンサと、前記第1及び第2コンデンサの充放電をディジ
タル信号に応じて制御する制御手段と、前記第1及び第
2コンデンサの充電電荷に応じてアナログ信号を導出す
る出力手段とを含むディジタル・アナログ変換器であっ
て、前記制御手段は、前記ディジタル信号の重みの犬な
る第1ビット群とより小なる残余ビット群とのうち前記
第〕ビット群の各ビット毎に、このピント内容に応じて
前記第1コンデンサへの充電のオンオフを行ってこの充
電電荷を前記第2コンデンサへ配分ししかる後に前記第
1コンデンサを放電制御し、次いで前記残余ビット群の
最上位ビットの更に上位に零ビットを付加してこの零ビ
ツト付加された第2ビット群の各ビット毎に前記第1ビ
ット群の制御動作と同一の動作制御をなし、再び前記第
2ビット群の各ビット毎に、このビット内容に応じて前
記第2コンデンサへの充電のオンオフを行ってこの充電
電荷を前記第1コンデンサへ配分ししかる後に前記第2
コンデンサを放電制御するよう構成されており、前記出
力手段は、前記制御手段による前記第1ビット群の全ビ
ット動作とそれに続く前記第2ビット群の全ビット動作
により得られた前記第2コンデンサの出力をサンプルホ
ールドし、また前記制御手段による2回目の前記第2ビ
ット群の全ビット動作により得られた前記第1コンデン
サの出力をサンプルホールドし、これら両ホールド出力
を加算してアナログ信号とするようにしてなるディジタ
ル・アナログ変換器。first and second capacitors each having one end commonly connected to a reference potential point; a control means for controlling charging and discharging of the first and second capacitors according to a digital signal; and charging of the first and second capacitors. and an output means for deriving an analog signal according to the electric charge, the control means being configured to select one of a first bit group, which is a weight dog, and a smaller residual bit group, of the digital signal. For each bit of the [first] bit group, charging of the first capacitor is turned on and off according to the focus content, and the charged charge is distributed to the second capacitor, and after that, discharging of the first capacitor is controlled. Then, a zero bit is added to the most significant bit of the remaining bit group, and the same operation control as that of the first bit group is performed for each bit of the second bit group to which the zero bit is added. , again for each bit of the second bit group, charging to the second capacitor is turned on and off according to the contents of this bit, and this charged charge is distributed to the first capacitor.
The output means is configured to control the discharge of the capacitor, and the output means outputs the output of the second capacitor obtained by the operation of all bits of the first bit group and the subsequent operation of all bits of the second bit group by the control means. Sample and hold the output, sample and hold the output of the first capacitor obtained by the second operation of all bits of the second bit group by the control means, and add these two hold outputs to obtain an analog signal. A digital-to-analog converter.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13170983A JPS6029059A (en) | 1983-07-19 | 1983-07-19 | Digital/analog converter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13170983A JPS6029059A (en) | 1983-07-19 | 1983-07-19 | Digital/analog converter |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6029059A true JPS6029059A (en) | 1985-02-14 |
| JPH0531853B2 JPH0531853B2 (en) | 1993-05-13 |
Family
ID=15064360
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13170983A Granted JPS6029059A (en) | 1983-07-19 | 1983-07-19 | Digital/analog converter |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6029059A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06236168A (en) * | 1992-10-30 | 1994-08-23 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | Data line driver |
| JP2010028379A (en) * | 2008-07-17 | 2010-02-04 | Nec Electronics Corp | Sample and hold circuit and digital-to-analog converter circuit |
-
1983
- 1983-07-19 JP JP13170983A patent/JPS6029059A/en active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06236168A (en) * | 1992-10-30 | 1994-08-23 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | Data line driver |
| JP2010028379A (en) * | 2008-07-17 | 2010-02-04 | Nec Electronics Corp | Sample and hold circuit and digital-to-analog converter circuit |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0531853B2 (en) | 1993-05-13 |
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