JPH01317023A - 自動直線性調整回路 - Google Patents

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〕 本発明は、Ａ／Ｄ変換器の特性を自動的に調整する回路
に関し、特に高い精度が要求されるＡ／Ｄ変換器に使用
する自動直線性調整回路に関するものである。

〔従来の技術〕

従来よりＡ／Ｄ変換器の精度を高めるため、自動オフセ
ット調整回路が種々考案され、使用されている。しかし
、Ａ／Ｄ変換器の直線性（微分直線性）を調整する方法
に関しては、手動で行うものが散見される程度である（
例えば、特願昭５７−１０４３２０）。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら高分解能のＡ／Ｄ変換器、特に内部にＲ−
２Ｒラダーネツトワークを有するものは、アナログ入力
電圧の電圧範囲の中央で最大の非直線歪み（微分非直線
性）を発生しやすい。これは入力電圧範囲の中央では、
すべてのラダースイッチが動作し、すべての誤差が累積
されるためである。

また、Ａ／Ｄ変換器をＡＣ入力で使用する場合には、入
力電圧範囲の中央の値は、無信号入力に相当し、無信号
雑音、低レベル時のレベルトラッキング特性に関連して
特に重要である。

上述した従来の手動で非直線歪みを改善する方法では、
素子の温度変化、経時変化により初期設定が変動するた
め、最良の動作を長期間にわたって維持することは非常
に困難である。

本発明の目的は、Ａ／Ｄ変換器の直線性を自動的に調整
し、常に最良の直線性でＡ／Ｄ変換を行うことを可能と
する自動直線性調整回路を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、Ａ／Ｄ変換器の直線性を自動的に調整する自
動直線性調整回路において、 Ａ／Ｄ変換器が出力するディジタル信号の複数のビット
パターンをそれぞれ検出し、所定の信号を出力する複数
のパターン検出回路と、これらパターン検出回路の前記
出力信号をそれぞれ積分する複数の積分回路と、 これら積分回路の積分結果に対応する直流電圧を発生す
る電圧発生回路と、 この電圧発生回路が発生した前記直流電圧を、前記Ａ／
Ｄ変換器の出力ディジタル信号の最上位ビットが所定の
値のとき出力するスイッチ回路と、このスイッチ回路が
出力する直流電圧を前記Ａ／Ｄ変換器の入力信号に加算
する加算回路とを備えたことを特徴とする。

〔実施例〕

次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。

第１図は本発明による自動直線性調整回路の一実施例を
示すブロック図である。図において、Ａ／Ｄ変換器２は
、入力端子１０１から加算回路１を通じて入力されるア
ナログ入力信号をディジタル信号に変換し、出力端子１
０２から出力する。加算回路１は、後述するスイッチ回
路１０からの直流電圧を端子１０１からの入力信号に加
え、Ａ／Ｄ変換器２に出力する。

Ａ／Ｄ変換器２の出力に接続されたパターン検出回路３
，４．５はそれぞれＡ／Ｄ変換器２が出力するディジタ
ル信号のビットパターン０１１１・・・１．１０００・
・・０．１００・・・０１を検出し、所定の信号を出力
する。積分回路６゜７．８はそれぞれパターン検出回路
３，４．５が出力する上記所定の信号を積分して出力す
る。

電圧発生回路９は積分回路６，７．８の積分結果により
制御され、積分値に応じた直流電圧を出力する。スイッ
チ回路ＩＯは、Ａ／Ｄ変換器２の出力ディジクル信号の
ＭＳＢ　（最上位ピッｌ−）が例えばｌのときオンしく
０のときはオフ）、電圧発生回路９からの直流電圧を加
算回路１に出力する。

次に、動作を説明する。入力端子１０１から入力された
アナログ信号は加算回路１を通じてＡ／Ｄ変換器２に入
力され、ここでディジタル信号に変換されて出力端子１
０２より出力される。ここで、Ａ／Ｄ変換器２が理想的
なものであるなら、その入出力特性は第２図に実線で示
すようなものとなる。すなわち、入力アナログ信号がゼ
ロのときは出力ディジタル信号もゼロであり、入力電圧
範囲の中央における直線性にも問題はない。しかし、実
際には第２図の点線Ａ、Ｂで示すような特性となってお
り、直線性の調整が必要である。

Ａ／Ｄ変換器２が出力するディジタル信号はパターン検
出回路３，４．５に人力され、各パターン検出回路はそ
れぞれビットパターン０１１１・・・１．１０００・・
・０．１００・・・Ｏｌを検出したときは所定の信号を
出力する。積分回路６．７．８はそれぞれパターン検出
回路３，４゜５が出力するこれら所定の信号を積算する
ので、その結果は、各ビットパターン０１１１・・・１
゜１０００・・・０．１００・・・ｏｌが出現する確率
を表すものとなっている。

３つのパターンのうち、最も不安定なのはパターン１０
０・・・０である。それは、パターン１００・・・０は
パターン０１１・・・１より１量子化ステップ大きな入
力アナログ信号に対するパターンであるが、０１１・・
・ｌがら１００・・・Ｏに変化するときにはすべてのビ
ットが変化するため、Ａ／Ｄ変換器２が発生する可能性
のあるすべての誤差が出現するためである。

そして特に非直線性が発生しやすいのはパターン１００
・・・０に対応する入力電圧範囲の中央においてであり
、この回路では同パターンの出現確率とその前後のパタ
ーンの出現確率とが同一になるようＭＳＢが１となる領
域においてＡ／Ｄ変換器２にバイアスが与えられる。

すなわち、電圧発生回路９は積分回路６，７゜８の積分
結果を受は取ると、それらの値に応じた直流電圧をスイ
ッチ回路１０に出力し、スイッチ回路１０は、Ａ／Ｄ変
換器２の出力ディジタル信号のＭＳＢ　（最上位ビット
）が１のときのみオンして、電圧発生回路９からの直流
電圧を加算回路１に出力する。加算回路はこの直流電圧
を入力端子１０１からのアナログ信号に加算し、Ａ／Ｄ
変換器２に出力する。入力アナログ信号にこのようなバ
イアス電圧が加えられることにより、端子１０１と１０
２との間の入出力特性には第２図の点線Ｃのような補正
が加えられることになり、最終的に入力電圧範囲の中央
においても直線性が確保された理想特性（実線）が得ら
れる。

なお、この自動直線性調整回路は、高分解能のＡ／Ｄ変
換器出力の各ビットパターンの出現確率は、量子化ステ
７プで数ステップ程度の範囲で観察すれば、入力信号に
よらずほとんど同一になるという原理に基づいている。

従って、すべてのパターン、例えば８ビツトのＡ／Ｄ変
換を行う場合には２”＝２５６通りのパターンを検出す
るパターン検出器と、それぞれに対応する積分器を用意
し、各パターンの出現確率を知ることができれば、全入
力電圧範囲において直線性の自動調整を行うことができ
る。しかし、これを実際に行った場合には回路規模は非
常に大きいものとなり、実用的でなくなる。

そして、この実施例のように前記３つのビットパターン
を検出するだけでも入力電圧範囲の中央における直線性
を自動的に調整することが可能であり、このような中央
における直線性の自動調整は、前述したようにＡＣ入力
信号の場合、入力電圧範囲の中央の特性が特に性能に重
大な影響を与えるので、極めて有用である。また、その
実施はこの例からも分かるように容易であり、回路構成
は簡素である。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明による自動直線性調整回路は
、Ａ／Ｄ変換器出力のビットパターンのうち、特定のも
のの出現確率にもとづいてＡ／Ｄ変換器のアナログ入力
信号にバイアスをかけることにより、Ａ／Ｄ変換器の直
線性を自動的に調整し、常に最良の直線性でＡ／Ｄ変換
を行うことを可能とする。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による自動直線性調整回路の一実施例を
示すブロック図、 第２図はその動作を説明するための入出力特性を示すグ
ラフである。 ｌ・・・・・・・加算回路 ２・・・・・・・Ａ／Ｄ変換器 ３．４．５・・・パターン検出回路 ６．７．８・・・積分回路 ９・・・・・・・電圧発生回路 １０・・・・・・・スイッチ回路 １０１　　・・・・・・入力端子 １０２　・・・・・・出力端子 代理人　弁理士　　岩　佐　　義　幸 １＊ ！護 一＼べ １　　、、、′ 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）Ａ／Ｄ変換器の直線性を自動的に調整する自動直
   線性調整回路において、 Ａ／Ｄ変換器が出力するディジタル信号の複数のビット
   パターンをそれぞれ検出し、所定の信号を出力する複数
   のパターン検出回路と、 これらパターン検出回路の前記出力信号をそれぞれ積分
   する複数の積分回路と、 これら積分回路の積分結果に対応する直流電圧を発生す
   る電圧発生回路と、 この電圧発生回路が発生した前記直流電圧を、前記Ａ／
   Ｄ変換器の出力ディジタル信号の最上位ビットが所定の
   値のとき出力するスイッチ回路と、このスイッチ回路が
   出力する直流電圧を前記Ａ／Ｄ変換器の入力信号に加算
   する加算回路とを備えたことを特徴とする自動直線性調
   整回路。