JPS62145929A - デイジタルアナログ変換器 - Google Patents

デイジタルアナログ変換器

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JPS62145929A
JPS62145929A JP28560485A JP28560485A JPS62145929A JP S62145929 A JPS62145929 A JP S62145929A JP 28560485 A JP28560485 A JP 28560485A JP 28560485 A JP28560485 A JP 28560485A JP S62145929 A JPS62145929 A JP S62145929A
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JP
Japan
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output
counter
pulse
diode
digital
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Pending
Application number
JP28560485A
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English (en)
Inventor
Tadahiro Yanagisawa
柳沢 忠洋
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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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】 〔発明の技術分野〕 本発明は、ディジタルアナログ変換器に関する。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
ディジタル信号を入力して、このディジタル入力信号の
値をそれに対応するアナログ信号たとえば電圧または電
流等の電気量に変換するディジタルアナログ変換器(以
下D/A変換器とする。)としては、特公昭51−14
423号公報に示されるようなものである。このD/A
変換器は、第3図に示すように抵抗回路により重みづけ
を行なう分圧回路で構成されるものである。つまり、n
ビットのレジスタ1a、および重みづけ抵抗R′□〜R
’2n+いスイッチ80〜5n−x、定電圧発生器8か
ら構成されている。スイッチS。−5,−tは、レジス
タlaの各々のビットと対応しており、レジスタlaに
よって制御される。スイッチの番号に対応するレジスタ
laのビットの内容が′″1′であれば、スイッチはオ
ンつまりのa端とb端が接触し、対応するビットの内容
が% Opであれば、スイッチはオフっまりa端とC端
とがそれぞれ接触する。定電圧電[Vsはオンとなった
スイッチを介して供給され、nビノドの2値信号で表わ
したディジタル入力信号Nに応じて、それらの並列抵抗
と抵抗R′2n+1とで分圧される。ディジタル入力信
号Nに対応するアナログ出力電圧■。(N)は抵抗R′
2n+1の電圧として出力される。
しかしながら、上述のようなものでは、スイッチと抵抗
網との組合せにより構成されるものであるので、重みづ
け抵抗R/、〜R’ zn+z の値に誤差があると、
ディジタル入力信号Nとアナログ出力電圧V。(N)と
の特性対応には、高精度の直線性が得られない。そこで
、高精度のD/A変換器を得るためには、抵抗やスイッ
チを精度よく製作しなければならず、高精度の加工技術
が要求され、製作効率が悪くなっていた。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、回路を構成する要素の特性、精度の影
響を受は難いD/A変換器を提供することにある。
〔発明の概要〕
本発明のディジタル・アナログ変換器は第1図に示すよ
うに、nビットの2値信号で表わされたディジタル入力
信号を入力し、保持するレジスタ1と、このレジスタ1
に保持されたディジタル入力信号の値に比例したパルス
幅のパルスを一定周期で出力するパルス発生器2と、定
電圧発生器8の出力を用い、このパルス発生器2の出力
であるパルス振幅をほぼ一定値に整形するアナログスイ
ッチ3と、このアナログスイッチ3により整形されたパ
ルスの平均値を出力するフィルタ4とから成り、ディジ
タル入力信号の値をパルスのパルス幅に反映して、その
平均値をアナログ出力信号の出力値とするD/A変換器
である。
〔発明の実施例〕
本発明の一実施例を第2図を参照して説明する。
アナログ変換するためのディジタル入力信号Nは、レジ
スタ1に入力され保持される。このレジスタ1へのディ
ジタル入力信号Nの更新は任意に行われるが、ディジタ
ル入力信号Nの更新中はデータ更新信号WTが「H」と
なり、後述するようにレジスタ1からパルス発生器2へ
のディジタル入力信号Nのセットは禁止される。パルス
発生器2はカウンタ21.22、発振器23、OR回路
24およびN。
R回路25から構成される。カウンタ21は、そのデー
タ入力端子り。−Dnにレジスタ1の出力が接続され、
NOR回路25の出力がrHJとなると、レジスタ1に
保持されているディジタル入力信号Nをセットする。こ
こでN、OR回路25はレジスタへ1のデータ更新信号
WTとカウンタ22の出力信号すとが共に「L」となっ
たときに出力信号Cを「■]」とする。このNOR回路
25の出力信号Cはカウンタ21のロード端子りに入力
される。またカウンタ21はダウンカウンタであり、デ
ィジタル入力信号Nがセットされると、発振器23がら
の発振パルスがクロック端子CK1に入力されるたびに
1っづ減算を行う。この間、カウンタ21の出力信号a
1はrHJである。そして、この出力信号a1はカウン
タ21のカラン1−許可制御端子CE1に六カされ、自
らのカウントを許可するとともに、カウンタ22のカウ
ントを許可するべくOR回路24に入力される。
カウンタ22は、自らの出力信号すとカウンタ21の出
力信号a1とのいずれかがrHJであることOR回路2
4の出力信号で判断する。つまりOR回路24の出力信
号はカウンタ22のカウント許可制御端子CE2に入力
される。カウンタ22でもダウンカウンタであり、発振
器23の出力がカウンタ22のクロック端子GK2人力
されるたびに1づつ減算を行うものである。
いまカウンタ21.22ともにカウント値が零であると
する。この状態では、各出力信号a1.bはrLJであ
るので、カウンタ21のカウント許可制御端子CE工の
入力はrLJである。またOR回路24の出力rlJな
ので、カウンタ22のカウント許可制御端子CE2の入
力は「L」である。よって、カウンタ21.22のカウ
ント動作は停止している。
次に、この状態において、レジスタ1が更新中でないと
すると、データ更新信号WTは「L」であり、一方、カ
ウンタ22の出力信号すが「L」であるので、NOR回
路25の出力信号Cがr HJとなる。
よってカウンタ21には、レジスタ1のディジタル入力
信号Nがセットされる。
カウンタ21にはディジタル入力信号Nがセットされ、
そのカウント値が零でなくなるので、出力信号atはr
HJとなり、またこれにより、OR回路24の出力r 
HJとなる。よってカウンタ21.22ともにカウント
許可制御端子CE□、CE2の入力が「H」となり、カ
ウント許可となる。
カウンタ21.22は共にダウンカウンタであるので、
発振器23の出力の立ち上りで、カウンタ21゜22が
1カウント減じ、各々のカウント値は、N−1,2n−
1となる。
これによりカウンタ22の出力信号すはrHJになる。
以下発振器23の出力がくるたびにその立ち上りで、カ
ウンタ21..22は、1カウント減らす動作を続ける
。そして、カウンタ21のカウント値が零になると出力
信号a1はrLJとなり、カウンタ21はカウント動作
を停止する。
2nはNより大きい値であるので、カウンタ22は更に
1カウント減らす動作を続ける。そして、カウンタ22
のカウント値が零になると出方信号すはrLJとなり、
カウンタ22はカウント動作を停止する。よって元の状
態に戻り、この状態でレジスタが更新中でないとすると
、再度同様の動作をくり返す。
以上の動作を繰り返すことで、発振器23の発振周期を
τとすると、パルス発生器2の出力信号a工は、パルス
幅Nτ、パルス周期2nτと成る。
パルス発生器2の出力信号a1は1回路構成要素21〜
25の動作バラツキεが精度に影響をすることり1.カ
ウンタ21.22のビット数nを選べば、任意の精度が
得られることになる。
次にパルス発生器2の出力信号a工はアナログスイッチ
3に入力され、波形整形される。アナログスイッチ3は
、バッファゲート31、ダイオード32、抵抗33およ
びダイオード34.35の直列回路により構成される。
フィルタ4は、波形整形された出力信号a、の平均値を
求めるものであり、アナログスイッチ3のダイオード3
4に並列に接続される演算増幅器41を中核としている
。この演算増幅器41の入力側にはアナログ出力信号a
、とに並列に抵抗42゜コンデンサ43が接続されて、
また定電圧発生器の出力vRとも抵抗44を介して接続
されている。
(i)  パルス発生器2の出力信号a□がrHJの場
合、バッファゲート31の出力は「L」となり、ダイオ
ード32には電流の流れない状態(以下OFF状態と言
う)となる。つまり抵抗33に流れる電流i工は零とな
る。したがってダイオード35は電流の流れる状態(以
下、ON状態と言う)、ダイオード34はOFF状態と
なり、抵抗44.42に流れる電流をそれぞれ1211
:lとし、抵抗値をR441R4□とすると、 1.3 =12 =VR/ R44 となる。
(ij)  パルス発生器2の出力信号a4がrlJの
場合、バッファゲート31の出力はr HJとなり、ダ
イオード32がON状態となる。つまり抵抗33に流れ
る電流1□はバッファゲート31のr HJ電圧Vl+
とダイオード32の順方向電圧降下VDと抵抗33の抵
抗値電流i工を電流12に比べ大きくなるように抵抗3
3の抵抗値R33を決めると、電流11が流れていると
きは、ダイオード35はOFF状態、ダイオード34は
ON状態となり電流i、は、i、=Qとなる。この電流
i、が第1図で示したアナログスイッチ3の出力信号a
2に相当する。
以上のように、アナログスイッチ3の出力信号a2は、
パルス発生器2の出力信号a工と同一のパルス幅Nτ、
パルス周期2°でのパルス列であって、rllJll用
が定電圧発生器8の出力vRに比例するたものである。
そして、この出力信号a2はフィルタ4により平滑され
る。フィルタ4のコンデンサ43の時定数Tはパルス周
期より十分大きい時定数を持たせであるのでフィルタ4
の出力であるアナログ出力信号a、は、アナログスイッ
チ3の出力信号a2の時間平均値となる。よって となる。なお、出力信号a、は電圧値で示されている。
これからも明らかなように、ディジタル入方信号Nに対
応したアナログ出力信号a3を得ることができる。
本実施例の構成によれば、■式よりパルス発生器2の発
振器23の発振周期τの精度によらず、パルス幅とパル
ス周期の比N/2nと抵抗R4z、R44の比R42/
R44と定電圧発生器8の出力電圧VRによることがわ
かる。よってこれらの値に適当に決めれば任意の精度が
得ることができる。アナログ出力信号a、のリップルの
大きさについては1周期がここで、ダイオード32.3
4.35のOFF状態洩れffi流の最大値を16とす
ると、電流〜 の精度に最悪iE/i□の誤差を生じる
が、i6に対して11を決めれば任意の精度は得られる
。又定電圧ダイオード82、演算増幅器41は従来通り
必要精度に応じた物を選択する。以上の説明より明らが
のように簡単な回路で任意の精度が達成出来る。例えば
ダイオードの洩れ電流を0.1μAで0.01%の精度
を得たい時はi2=10mA以上になるようにR,、=
lKΩ、■、≧lOvとすればよい。尚+12を大きく
せずにダイオード32.34.35にかかる逆電圧を小
さくすることにより高精度なi、を得ることが出来る。
例えば第4図に示すようにダイオード51に並列に抵抗
52、直列にダイオード53から成る回路を追加すると
、ダイオード51にかかる逆電圧は19・R52と極小
となり、洩れ電流も極小となる。但しRS□は抵抗52
の抵抗値、j4はダイオード53の洩れ電流である。今
、RS2”lKΩ、逆電圧15Vとした時通常のダイオ
ードではi R<0.1 p Aであり、逆電圧はlR
’Rsz <0.1mVとなりダイオード51の洩れ電
流は0.01nA以下となる。
次にフィルタ時定数および発振器周期の決め方を説明す
る。D/A変換器のデータ入力の更新周期をT□として
、D/A変換器の精度Δ%を満足するためにはフィルタ
時定数T1発振器周期τは各々次のように決めればよい
T=0.3T、〜0.5丁よ τ≦Δ×2πT 例えば、T1= 100m5 、Δ=0.01%の時T
=33msとして、τ≦20μsであり低速のロジック
素子で十分に動作可能な周期である。逆に発振周波数を
IMH2で設計すると、精度0.01%で更新周期5m
s〜7.5msに追従可能となる。
また、入力信号と出力信号を絶縁する場合を考える。レ
ジスタの入力側と出力側とを絶縁するためのディジタル
入力信号のビット数n個の絶縁回路が必要なくなり、パ
ルス発生器2とバッファゲート31の間を絶縁するだけ
で済むという効果も奏する。
〔発明の効果〕
本発明によれば1回路を構成する要素が高精度でなくと
も、必要な精度を容易に製作出来るディジタルアナログ
変換器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明構成を示すブロック図、第2図は、実
施例を示す回路構成図、第3図は、従来のディジタルア
ナログ変換器を示す回路構成図、第4図は、ダイオード
の逆電圧を低下させる原理回路図である。 1・・・レジスタ 2・・・パルス発生器 3・・・アナログスイッチ 4・・・フィルタ 8・・・定電圧発生器 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 同  三俣弘文 第1図 2<

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 ディジタル信号を入力して、このディジタル信号に対応
    する値の電気量に変換するディジタルアナログ変換器に
    おいて、 nビットの2値信号で表わしたディジタル入力信号を保
    持するレジスタと、 このレジスタの出力を入力して、このレジスタの出力値
    に比例したパルス幅のパルスを一定周期で出力するパル
    ス発生器と、 定電圧発生器の出力を用い、前記パルス発生器出力のパ
    ルス振幅を一定値に整形するアナログスイッチと、 このアナログスイッチにより整形されたパルスの平均値
    を出力するフィルタとから成るディジタルアナログ変換
    器。
JP28560485A 1985-12-20 1985-12-20 デイジタルアナログ変換器 Pending JPS62145929A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP28560485A JPS62145929A (ja) 1985-12-20 1985-12-20 デイジタルアナログ変換器

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JP28560485A JPS62145929A (ja) 1985-12-20 1985-12-20 デイジタルアナログ変換器

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JPS62145929A true JPS62145929A (ja) 1987-06-30

Family

ID=17693682

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JP28560485A Pending JPS62145929A (ja) 1985-12-20 1985-12-20 デイジタルアナログ変換器

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JP (1) JPS62145929A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02223848A (ja) * 1989-02-27 1990-09-06 Ricoh Co Ltd 反射光検出装置
JP2011196351A (ja) * 2010-03-23 2011-10-06 Toyota Motor Corp 内燃機関排気冷却システム

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH02223848A (ja) * 1989-02-27 1990-09-06 Ricoh Co Ltd 反射光検出装置
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