JP2007195018A - ディジタル・アナログ変換器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】輝度に対して階調電圧が非直線的に変化する下位階調と上位階調の選択には、ディジタル信号をそのままデコードして階調電圧を選択する下位階調選択部2と上位階調選択部3を設ける。階調電圧が直線的に変化する中間階調の選択には、2k階調差を有する2つの階調電圧を選択する中間階調選択部4,5と、選択された2つの階調電圧の差電圧を更に2k分圧するストリング抵抗6と、その中から該当する階調電圧を選択する中間階調出力部7を設ける。
【選択図】図1
Description
このDACは、6ビットのディジタル信号を64階調のアナログ電圧に変換するもので、基準電圧を分圧して64階調のアナログ電圧を出力するストリング抵抗と、6ビットのディジタル信号に基づいてこれらのアナログ電圧の内の1つを選択するスイッチ回路で構成されている。
このDACは、変換対象のnビットのディジタル信号をアナログ電圧に変換するもので、下位の基準電圧VRLと上位の基準電圧VRHの間に接続されて分圧回路を構成するストリング抵抗1を有している。ストリング抵抗1を構成する複数の抵抗器の内、基準電圧VRL側の2m−1個(但し、m<n)の抵抗器は、順次、階調電圧V1,V2,…,V2m−1を生成するように、階調差に対応した抵抗値に設定されている。なお、階調電圧V0は、基準電圧VRLと同じである。mは、上位階調選択部と下位階調選択部のビット数を示す。
与えられるディジタル信号が、0から2m−1までの値の場合、上位階調選択部3及び中間階調選択部4,5の範囲外であるので、これらの選択部からは何も出力されない。一方、下位階調選択部2により、ディジタル信号の値に対応して階調電圧V0〜V2m−1のいずれか1つ選択され、アナログ出力電圧OUTとして出力端子8から出力される。
このDACは、図1において、n=6,m=3,k=2とした場合の選択部2〜5と中間階調出力部7の具体的な切り替えスイッチ群の構成を例示したものである。図中に拡大表示したように、各スイッチSWは、該当するビットbiが“1”のときは図の上側のスイッチ素子SWhがオンとなり、ビットbiが“0”(即ち、ビット/biが“1”)のときに下側のスイッチ素子SWlがオンとなる。なお、図4において、各スイッチSWの上側または下側の線の接続先がないものは、実際に接続されていないことを示している。従って、このようなスイッチは、切り替えスイッチではなく、オン・オフスイッチに置き換えることができる。
図5(a)は、スイッチ素子SWh,SWlを共にNMOSで構成したもので、これらのNMOSのドレイン同士を接続して出力側とし、ソースをそれぞれ入力側としている。またスイッチ素子SWhのゲートにビットbiの信号を与え、スイッチ素子SWlのゲートには、ビットbiをインバータで反転した信号/biを与えるようにしている。この図5(a)のスイッチは、入力側の電位が低い下位階調選択部2のスイッチとして効果的に使用される。
(1) 図4では6ビットのDACの具体例を示したが、図1中のn,m,kの値は、2≦k<m<nの関係を満たしていれば任意に構成することができる。例えば8ビットのDACでは、k=2,m=5として、下位階調選択部2と上位階調選択部3でそれぞれ下位と上位の32階調を選択し、中間階調選択部4,5で4階調毎の中間階調を選択するように構成することができる。
(2) ストリング抵抗6に代えて、キャパシタを用いた容量分圧を用いても良い。
(3) 下位階調選択部2と上位階調選択部3のスイッチ用のMOSトランジスタを別のウエルに形成することにより、バックバイアスによるスイッチ特性の劣化を防止することができる。
2 下位階調選択部
3 上位階調選択部
4,5 中間階調選択部
7 中間階調出力部
8 出力端子
Claims (5)
- 基準電圧の下位側の非線形領域を1階調単位に分圧した複数の下位側階調電圧、中間の線形領域を2k(但し、kは2以上の整数)階調単位に分圧した複数の中間階調電圧、及び上位側の非線形領域を1階調単位に分圧した複数の上位側階調電圧を生成する第1のストリング抵抗と、
変換対象のディジタル信号の値が前記下位側階調電圧の範囲にあるときに、該ディジタル信号の値に従って該下位側階調電圧の中から対応する階調電圧を選択して出力する下位選択部と、
前記ディジタル信号の値が前記上位側階調電圧の範囲にあるときに、該ディジタル信号の値に従って該上位側階調電圧の中から対応する階調電圧を選択して出力する上位選択部と、
前記ディジタル信号の値が前記中間階調電圧の範囲にあるときに、該ディジタル信号の下位kビットを除く上位ビットの値に従って該中間階調電圧の中から対応する階調電圧とそれよりも2k階調分低い階調電圧を選択して中間電圧として出力する中間選択部と、
前記中間選択部から出力される2つの中間電圧の間を2k等分して2k種類の分圧電圧を生成する第2のストリング抵抗と、
前記ディジタル信号の下位kビットの値に従って前記2k種類の分圧電圧の中から対応する階調電圧を選択して出力する中間出力部とを、
備えたことを特徴とするディジタル・アナログ変換器。 - 前記下位選択部は、NチャネルMOSトランジスタによるスイッチ素子で構成され、前記中間選択部及び上位選択部は、PチャネルMOSトランジスタによるスイッチ素子で構成されたことを特徴とする請求項1記載のディジタル・アナログ変換器。
- 前記下位選択部は、NチャネルMOSトランジスタとPチャネルMOSトランジスタを組み合わせたトランスファゲートによるスイッチ素子で構成され、前記中間選択部及び上位選択部は、PチャネルMOSトランジスタによるスイッチ素子で構成されたことを特徴とする請求項1記載のディジタル・アナログ変換器。
- 前記変換対象のディジタル信号がnビットである場合、上位側階調数mは、m=n−5であることを特徴とする請求項1記載のディジタル・アナログ変換器。
- 前記変換対象のディジタル信号は、8ビット以上であることを特徴とする請求項1記載のディジタル・アナログ変換器。
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