JPS6187431A - デジタル・アナログ変換回路 - Google Patents

デジタル・アナログ変換回路

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JPS6187431A
JPS6187431A JP20874984A JP20874984A JPS6187431A JP S6187431 A JPS6187431 A JP S6187431A JP 20874984 A JP20874984 A JP 20874984A JP 20874984 A JP20874984 A JP 20874984A JP S6187431 A JPS6187431 A JP S6187431A
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JP
Japan
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signal
analog
digital
bit
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JP20874984A
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English (en)
Inventor
Takayuki Kadaka
孝之 香高
Katsuhiko Ishida
勝彦 石田
Toshiyuki Takahashi
俊行 高橋
Takashi Ogata
尾形 隆志
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Gakki Co Ltd
Original Assignee
Nippon Gakki Co Ltd
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M1/00Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
    • H03M1/66Digital/analogue converters
    • H03M1/68Digital/analogue converters with conversions of different sensitivity, i.e. one conversion relating to the more significant digital bits and another conversion to the less significant bits
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M1/00Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
    • H03M1/66Digital/analogue converters
    • H03M1/74Simultaneous conversion
    • H03M1/78Simultaneous conversion using ladder network
    • H03M1/785Simultaneous conversion using ladder network using resistors, i.e. R-2R ladders

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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、例えばデジタルオーディオ回路等に用いて
好適なデジタル・アナログ変換回路に関する。
〔従来技術〕
コンパクトデづスフの再生回路のようなデジタル回路に
おいては、入力データが2進データであるため、使用さ
れるデジタル・アナログ変換回路C以下DA変換回路と
いう)としては、全ビット2進の入力データを重み付き
抵抗群やR−ZR様子型抵抗群を用いてその1まアナロ
グ俳号に変換するタイプのDA変換器が用いられていた
〔発明が解決しようとする問題点〕
ところで、デジタルオーディオ回路等においては、微少
信号時における歪を極カ押えることが重要な課題である
が、上述した従来のDA変換器では、以下に述べる理由
により、この課題の達成が極めて困難であった。すなわ
ち、例えば16ビット入力のDA変換回路において、−
60(IB(フルスケールが0ctB)の歪を11程度
に押えるには、その出力側において15〜16ビツトの
精度が必要となQ、この結果%OdB時の歪は0.00
1係に押えなければならなくなる。そして、この精度を
40るには製造上の条件が極めて厳しくなってし1う。
ここで%4′X4図は微少信号時の歪を低く押えること
ができるフローティングT)A変換回路の構成を糸す回
路図である。図においてり。−D、は。
各々出力の仮数部全作る10ビツト入力データであり、
各々2個の1ンバータを介した後にR−2R型低抵抗に
供給される、この場合、づンパータとR−2R型低抵抗
とで仮数DA変換部1が構成さnている。次に%2は出
力の指数部を作る指数DA変換部であり、仮数DA変換
部lの出力信号を指数関数的にアナログシフトさせる。
この指数DA変換部2は、FET(電界効果トランジス
タ)より成るアナログスイッチSWO〜SW6  (!
:%  r−r/2型の抵抗群とから成っており、アナ
ログスイッチSWO〜5W6Viデコーダ3の出力信号
により、いずれか1つのみがオン状態となる。デコーダ
3は、出力信号の指数部を作る3ビツトの入力信号SO
〜S2  をデコードして、スイッチswo〜SW6を
オンさせる信号PN(Nは0〜6)を出力する。このデ
コーダの変換式は次式の通りであり。
N=S −22+丁・21+「・・・・・曲1h上述し
た回路の出力電圧VouTti、vOuT=±VDD+
 −VDD C−1+D、 + D8−2−1+・・・
・・・D ・2−9 +2−IQ)、2−N・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・(2)なる式で表わさルることが知らnているう
そして、上記(21式から判るように、フローティング
DA変換回路においては、仮数部で10ピツ   。
部分、指数部で6ビツト分のダイナミックレンジがある
霞め、全体で16ビツトの分解能を有するという特徴が
ある。しかも、N=6の時すなわち最下位桁の時は、出
力信号VouTの誤差は2−6倍に小さくなるため、い
わゆる微小信号時における零りロス歪〔誤差)が、極め
て小さいという長所を持っている。
このように、フローティングDA変換回路は1倣小信号
時の歪が極めて小さいという長所を持っているが、入力
が指数部と仮数部とに分かれるため、全ビット2進の入
力データを扱う回路には使いすらいという欠点があった
この発明は上述した事情に鑑みてなさnfFものテ、入
力が全ビット2進で、しかも、微少信号時の歪が極めて
小さいDA変換回路を提供することを目的としている。
c問題点を解決するための手段〕 この発明は上記問題点を解決するために、供給されるデ
ジタルデータに基づいてアナログ出力信号の仮数部およ
び指数部を各々作成する仮数デジタル・アナログ変換部
および指数デジタル・アナログ変換部から成るフローテ
ィングデジタルアナログ変換部と、全ビット2進の入力
データに対応するアナログ値の絶対値が所定値より小さ
い場合はその最下位ビットから順に所定数のビットを選
択して前記仮数部へ供給し、全ビット2進の入力データ
に対応するアナログ値の絶対値が前記所定値を超えた場
合は、その超えた2進の桁数に対応する数だけ前記所定
数のビットを上位側へシフトして前記仮数部へ供給する
データシフト選択部とを具備するとともに、前記シフト
数に対応する信号を前記指数デジタル・アナログ変換部
の入力信号と゛している。
〔作用〕
上記構成をとったことにより、入力側を全ビット2進と
することができるとともに、フローティングDA変換回
路の利点がそのまま活かされるので、微小信号時の歪を
著しく低減させることができる。
〔実施例〕
以下、図面を参照してこの発明の実施例について説明す
る。
第1図は、この発明の一実施例の構成を示す回路図であ
り%第4図の各部と対応する部分には同一の符号?付し
その説明を省略する。
図に示すMO〜M15け全ビット2進【2の補数)の入
力データであり、最上位ビットであるデータM15  
(符号ビット)が、インバータ5を介して仮数DA変換
部1の入力端D9へ供給され。
1*、データMO〜M14がデータシフタ6の入力端に
各々供給されている。次に指数シフト数検出部7は、デ
ータM9〜M14の値に基づいて、信号PO〜P6  
のいずれか1つを出力し1スイツチSWO−SW6およ
びデータシスタロへ供給する、tXz図は指数・シフト
数検出部7の構成を示す回路図であり1図に示すように
、イクスクルーシプオアゲート9〜14の各々の一方の
入力端にデータM9〜M14 が供給され、また、イク
スクルーシプオアゲート9〜14の各々の他方の入力端
にはデータM15が供給される。16〜21は各々イク
スクルーシブオアゲート9〜14の出力端に接続される
インバータであり、このインバータ16〜21およびイ
クスクルーシプオアゲート9〜14の各出力信号は、ア
ンドゲートANO〜AN6の各入力端に適宜供給されて
いる。この場合、出力される信号PNのNの値は、デー
タM15が”0″の時(アナログ出力が正に対応)は、
データ値が”1”となっているビットがデータM14か
ら数えて下位側の何番目CO番目〜5番目)に最初に検
出されるかによって決まる。例えば、データM+5  
が@0″でデータM13  とMll  が@l”であ
ったとすると、データM14から数えて1−?tj目が
”1 ”であるから信号P1 が出力さnる。
また、データM1.が11“の時Cアナログ出力が負に
対応)に出力される信号へのNの値は、データ値が@ 
OITとなっているビットがデータM14から数えて何
番目に最初に検出さするかによって決まり、例えば、デ
ータMIOとM9が”0”であれば、データM14 か
ら数えて4番目が10”であるから信号P4が出力され
る。このように。
指数・シフト数検出部7け、データM15の値と異なっ
ているデータが、データM14から数えて下位側の何番
目に検出されるかによって、出力する信号PNのNの値
を決定する。また、データMtsの値と異なるデータが
検出されない場合は。
上記いずれの場合も、信号P6  を出力する。すなわ
ち%指数・シフト数検出部7けデータNO〜11i(I
Fi  に対応するアナログ値の絶対値が小さくなるに
従って、信号P。e Pl  * P2・・・P6  
を適宜出力する。
次に、データシフタ6は指数・シフト数検出部7の出力
信号PN (NはO〜6)に基づいて、データMO〜M
14  のうち連続する9ビツトのデータを選択し、こ
の選択した9ピツトのデータを仮数DA変換部の入力端
DO〜D8へ供給する。涼3図はデータシフタ6の構成
例を示す回路図であり%図示のようにマトリックス状に
配置されたスイッチ素子群から成っている。この場合%
7各スイッチ素子は縦に同列のものが各々連動するよう
になっており1図面左佃から順にボ1列%填2列・・・
第7列とすnば、各列にあるスづツチ素子は各々信号p
o I P’  *・・・P6 が出力さn、*時にオ
ン状態となる、そして1例えば信号POが出力さ扛たと
すると、1i1E1列目のスイッチ素子がオンとなり、
データM14  が端子D8へ、データM13が端子D
7へ、・・・・・・データM6が端子DOへ供給される
このように、信号pnが出力さ−rLk時はデータM1
4〜M6が端子D8〜DOへ各々供給され、また、信−
%p1  が出力された時はデータM13〜M5が端子
D8〜DOへ各々供給され、・・・・・・信号P6が出
力されt時はデータM8〜MOが端子D8〜DOへ各々
供給さ几る。
1へこのi?!怖例にかいては、上述した各搭成要素が
すべて同一のチップ内に集fflされており、高い堆積
密度をなっている^ 次に、この実施例の動作を説明する。
この実陶例においては%前述のようにデータMO〜M1
5に対応するアナログ値の絶対値に応じてデータシフタ
6のシフト数が決定されるとともに、スイッチSWO=
 SW6のいfnか一つがオンとなる。この動作を式で
示せば次式に示すようになる。
十−1I   ・ 2−”+M    +14−N  
     ts−N ・・・・・・十M  ・2−9+2−10)・2−N−
N ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・(3)そして、この式に
おけるNの値は、前述した指数・シフト数検出部7の動
作から判るように、データM15の値と異なる直のデー
タが、データM14から数えて下位側の何ビット目に最
初に検出されるかによって決まる。
そ1−て、上記(3)式から判るように、この実施例に
おいては、データNo〜M+sに対応するアナログ値の
絶対値が大きいときけ、下位側のビットが無視さrして
上位側のみが仮数DA変換部1に供給される。しかし、
この場合に無視されるビットの値は、データMO−M2
S  の値に較べて充分小さいから、出力電圧Vou、
Tはほとんど彩春を受けない、一方、データMo〜M1
5  に対応するアナログ値の絶対値が小さい場合は、
下位側のビットがDA変換部1に供給されるから、微小
データの精度が劣ることはない。例えば、N=6の時は
データMO−Mlllがそのまま仮数DA変換部lに供
給され、しかも%填(3)式から判るように誤差が2−
6倍さnるため零りロス歪が極めて小さくなる、このよ
うに、この実権例においては、微少信号時における誤差
を極めて小さく押えることができるとともに入力データ
さくo〜八へ15 を全ビット2進とすることができる
′!た、この実施例においては、構成要素をすべて同一
チップ上に集積しているので、雑音混入が低減されると
ともに、価格本低減さ:rL−さらに、入力めが全ビッ
ト2進となっているため、極めて使い易いデバイスとな
っている。
〔発明の効果〕
以上説明しtように、この発明によ几ば、供給されるデ
ジタルデータに晶づいてアナログ出力信号の仮数部およ
び指数部を各々作成する仮数デジタル・アナログ変換部
および指数デジタル・アナログ変換部から成るフローテ
ィングデジタルアナログ変換部と、全ビット2進の入力
データに対応するアナログ値の絶対値が所定値より小さ
い鳩舎はその最下位ビットから順に所定数のビットを選
択して前記仮数部へ供給し、全ビット2進の入力データ
に対応するアナログ値の絶対1直が前記所定値を超えた
場合は、その超え7+?2進の桁数に対応する数だけ前
記所定数のビットを上位側ヘシフトして前記仮数部へ供
給するデータシフト選択部とを具備するとともに、前記
シフト数に対応する信号を前記指数デジタル・アナログ
変換部の入力信号としたので、入力側を全ビット2進と
することができ、しかも、微小信号時の歪を著しく低減
させることができる。したがって、微小信号時の歪を特
に問題とするデジタルオーディオ回路等に用いると好適
である。
【図面の簡単な説明】
筆1図はこの発明の一実施例の構成を示す回路図、!2
図はIEI図に示す指数・シフト数検出部の構成を示す
回路図、筆3図は筑1図に示すデータシフタ6の構成を
示す回路図、坑4図は一般的なフローティングDA変換
回路の構成を示す回路図である。 1・・・・・・仮数DA変換部、2・・・・・・指数D
A変換部、6・・・・・・データシフタ(データシフト
選択部)、7・・・・・・指数・シフト数検出部(デー
タシフト選択部)。 出願人 日本楽器製造株式会社7 、 代理人 弁理士 志 賀 正 ヰ ゛[゛゛第4図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 供給されるデジタルデータに基づいてアナログ出力信号
    の仮数部および指数部を各々作成する仮数デジタル・ア
    ナログ変換部および指数デジタル・アナログ変換部から
    成るフローティング・デジタルアナログ変換部と、全ビ
    ット2進の入力データに対応するアナログ値の絶対値が
    所定値より小さい場合はその最下位ビットから順に所定
    数のビットを選択して前記仮数部へ供給し、全ビット2
    進の入力データに対応するアナログ値の絶対値が前記所
    定値を超えた場合は、超えた2進の桁数に対応する数だ
    け前記所定数のビットを上位側へシフトして前記仮数部
    へ供給するデータシフト選択部とを具備するとともに、
    前記シフト数に対応する信号を前記指数デジタル・アナ
    ログ変換部の入力信号としたことを特徴とするデジタル
    ・アナログ変換回路。
JP20874984A 1984-10-04 1984-10-04 デジタル・アナログ変換回路 Pending JPS6187431A (ja)

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DE8585112533T DE3584344D1 (de) 1984-10-04 1985-10-03 Digital-analog-wandler.
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SG33293A SG33293G (en) 1984-10-04 1993-03-23 Digital-to-analog converter
HK63793A HK63793A (en) 1984-10-04 1993-07-01 Digital-to-analog converter

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JPH01209817A (ja) * 1988-02-17 1989-08-23 Yamaha Corp 浮動少数点形ディジタル・アナログ変換器

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JPS54101076A (en) * 1978-01-26 1979-08-09 Nec Corp Digital program voltage generator
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HK63793A (en) 1993-07-09
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SG33293G (en) 1993-05-21
DE3584344D1 (de) 1991-11-14
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