JPS60213126A - D―aコンバータ - Google Patents

D―aコンバータ

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JPS60213126A
JPS60213126A JP6933184A JP6933184A JPS60213126A JP S60213126 A JPS60213126 A JP S60213126A JP 6933184 A JP6933184 A JP 6933184A JP 6933184 A JP6933184 A JP 6933184A JP S60213126 A JPS60213126 A JP S60213126A
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JP
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switches
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JP6933184A
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Shinya Sano
信哉 佐野
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M1/00Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
    • H03M1/06Continuously compensating for, or preventing, undesired influence of physical parameters

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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 本発明は、ディジタルオーディオ用のム一り。
D−Aコンバータに関するものである。
従来例の構成とその問題点 近年、コンパクトディスクや、ディジタルオーディオテ
ープレコーダに見られるようにオーディオのディジタル
化が急速に進んでいる。これらのディジタルオーディオ
機器には、必ず、ムーDコンバータやD−Aコンバータ
が使用されているが、それらには非常に精度がめられて
いるため、トリミング工程を必要とし、非常にコスト高
になっているのが現状である。
以下に従来のム一り、D−ムコンバータについて説明す
る。
第1図は従来のD−人コンバータの回路図を示すもので
あり、1はMSBに対する電流値工の電3F!、電流源
1をオン・オフするスイッチ、4は電流源2をオン・オ
フするスイッチ1sFi電流値−工のバイポーラ用電流
源、6Vi電流加算点、7は1〜6を含むD−人コンバ
ータの主要部、8は演算増幅器、9は帰還抵抗、10は
アナログ電圧出力点である。
以上のように構成された従来のD−Aコンバータについ
て、以下その動作を説明する。
まず、与えられたNビットのディジタル入力データに従
−)でN個のスイッチ3.4の状態が設定される。そし
て、オン状態の各スイッチに対応した電流源1,2の電
流と、電流源6の電流とが加算されて、電流加算点6か
ら、演算増幅器の逆相人力に供給されて電圧に変換され
、アナログ電圧出力点1oに現れる。
以上のようにして、与えられたディジタル入力データに
応じてアナログ電圧が得られ、D−ム変換が行われる。
なお、電流源6は正負両極性出力金得るだめのものであ
る。
つぎに、第1図に示すD−ムコンノ(−夕の主要部7を
用いて、遂次比較型ムーDコンバータを構成した従来例
を第2図に示す。
第2図において、7は第1図に示す7と同じものであり
、11はアナログ入力点、12は抵抗。
13は比較器、14は遂次比較用レジスタである。
以上のように構成された従来のムーDコンノ(−タにつ
いて、以下その動作を説明する0まず、アナログ入力点
11に加えられたアナログ電圧と抵抗12の値で決まる
入力電流値と、D−Aコンバータ7のMSBのみを1に
しくMiSBに対応したスイッチ3のみをオンにし)だ
時のD−人コンバータ7の出力電流とが加算され、その
値が正か負かを比較器13で比較し、正なら1、負なら
0を遂次比較用レジスタのMSBの所に収納する。とい
う操作’1M5Bから順次LSBまで繰り返すことによ
って、人−り変換が行われる。
以上、第1図および第2図のように構成されたム−Dお
よびD−Aコンバータは、特にディジタルオーディオ用
のようにビット数の多いものでは、製造したままの状態
では誤差が大きくなり、そのままでは、ディジタルオー
ディオ用に使用した場合、ひずみが大きくなって実用に
ならない。
誤差は、あるビットが1でそれ以下のビットがすべて0
0状態から、そのビットが0でそれ以下のビットがすべ
て1の状態へ変化する時、およびその逆の時に大きくな
る。そして、この誤差が、ひずみになる。
第3図に、各ビットに対する電流源1.2が同程度のパ
ーセントの誤差を持つ場合、アナログ電圧に対するA−
D、D−A変換誤差の絶対値の最悪値の分布を示す。
以上のような変換誤差を小さくするため、従来は、各ビ
ットの電流源1,2をトリミングするという方法が行わ
れていた。しかし、このトリミングの工程が入ることで
、非常にコスト高になるという問題があった。
発明の目的 本発明は、上記従来の問題点を解消するもので、トリミ
ングを必要としない、ディジタルオーディオ用のA−D
、D−ムコンバータを実現することを目的とする0 発明の構成 本発明は、補正用の電流源を設け、それをディジタルデ
ータ011・・・・・・1に対する電流加算値が1Ls
B分になるようにし、またMSBに対する電流源を可変
にし、それをディジタルデータ100・・・・・・0に
対する電流加算値がゼロになるように制御することによ
り、アナログ振幅ゼロ点に対する変換誤差を少くして、
聴感上のひずみ感を小さくすると共に、トリミングを必
要としないA−D 。
D−Aコンバータを実現することができるものである。
実施例の説明 前述のように、第1図および第2図に示す従来例のD−
A、A−Dコンバータは、トリミングを行わなければ第
3図に示すような変換誤差の分布を持っているが、第3
図からもわかる通り、アナログ振幅ゼロ点での変換誤差
が最も大きくなっており、これはオーディオ信号に対し
て、そのゼロクロス点でのひずみが非常に犬きくなると
いうことを意味している。
このひずみの値は、オーディオ信号の振幅に対して一定
であるため、信号レベルが小さくなるに従ってひずみ率
は増加して行き、聴感上非常に有害なものになっている
そこで、もしこのゼロクロス点でのひずみが除去できた
とすれば、残りのひずみ成分は、第3図点線で示すよう
に、信号振幅に比例したものになるため、聴感上はあま
り問題にならないと言える。
このゼロクロス点でのひずみは、ム−D又はD−人コン
バータにおいて、ディジタルデータ011・・・・・・
1に対するアナログ振幅にI LSB分のアナログ振幅
を加えたものと、ディジタルデータ100・−・・・・
0に対するアナログ振幅との間の誤差によるものである
第4図は本発明の第1の実施例におけるD−人コンバー
タの回路図を示すものである0第4図において、1〜1
oは第1図に示す回路図中の同番号と同じものであり、
16は制御入力点、16は制御入力抵抗、17.18は
制御入力スイッチ、19.20は制御レベルホールド用
コンデンサ、21.22は演算増幅器である。
以上のように構成された本実施例のD−人コンバータに
ついて、以下その動作を説明する0まず、1〜10で構
成される部分の動作は、第1図に示したものと全く同様
であるので省略し、ここでは、電流源6およびMSBに
対する電流源1の補正動作を中心に説明する0 補正用テスト信号のタイムチャートの一例を第5図に示
す。第6図の例では、オーディオ信号の1サンプル周期
の間に、テスト信号1、Lチャンネルデータ、テスト信
号2.Rチャンネルデータという順序で動作させている
まずテスト信号1で、スイッチ3をオフにし、マス1.
羊A今ナベイ千ソvrl−矛の曲のアナログ出力を端子
15から抵抗16とスイッチ17を通して演算増幅器2
1の入力に供給する。そして、演算増幅器21の出力電
圧で電流源6を、アナログ出力電圧がゼロになる方向に
制御する。スイッチ17がオフの期間は、演算増幅器2
1の出力はコンデンサ19でホールドされる。
つぎにテスト信号2で、スイッチ3をオンにし、スイッ
チ4をすべてオンにし、その時のアナログ出力を端子1
6から抵抗16とスイッチ1Bを通して演算増幅器22
の入力に供給する。そして演算増幅器22の出力電圧で
電流源1を、アナログ出力電圧がゼロになる方向に制御
する。スイッチ18がオフの期間は、演算増幅器22の
出力はコンデンサ20によってホールドされる。
以上の動作をくり返すことにより、テスト信号1に対す
るアナログ出力電圧とテスト信号2に対するアナログ出
力電圧が共にゼロに近づいて行き、その結果、ゼロクロ
ス点における誤差が非常に小さいD−Aコンバータが実
現できるのである。
なお、第4図に示す実施例における電流源2およびスイ
ッチ4は、LSHに対応する電流源とスイ、ヴチが、2
個づつ設けられており、そのうちの1個は、テスト信号
10時にのみスイッチがオンになり、その他の時は、常
にオフになっている。
それによって、ゼロクロス点における誤差はゼロに近づ
いて行く。しかし、この+1個の電流源とスイッチがな
い場合には、ゼロクロス点における誤差1lt1LsB
分に近づいて行くが、その値は非常に小さいため、実用
的には無視できる場合もある。したがって、そのような
場合でも本発明は有効である。
つぎに、本発明における第2の実施例について、図面を
参照しながら説明する。
第6図は本発明の第2の実施例を示す回路図である。第
6図において、1〜2oは第4図の同番号のものと同じ
ものであり、23はコンパレ〜りである。
本実施例の補正動作について説明する。本実施例におけ
るスイッチ17.18も、第6図に示すように動作する
◇ まず、テスト信号1に対して電流加算点6の電圧の極性
ヲコンパレータ23で検出し、スイッチ17をオンにし
て、電流源5を第1の実施例と同様に制御する。
つぎにテスト信号2に対して、同様に電流源1を制御す
る。
本実施例は、第4図に示す実施例と比較して。
演算増幅器2個がコンパレータ1個に置換えられること
によって、コストダウンになると共vc、 yI算増幅
器21.22間の入力オフセットの差の影響がなくなる
という利点がある。
つぎに、本発明における第3の実施例について図面を参
照しながら説明する。
第7図は本発明の第3の実施例を示す回路図で、第7図
において、1〜23は第6図の同番号のものと同じもの
である。
本実施例は第6図に示す実施例の電流源5を、固定の電
流源5aと可変の電流源5bに分割し、可変の電流源6
bの方を制御して補正するようにしたもので、動作は第
6図に示す実施例と全く同様である。
ところで、第4図2M5図、第6図に示す実施例におけ
る可変電流源1および5については、アナログ的な可変
電流源の外に、補正範囲をカバーできる程度のビット数
を持った補助り一部コンバータで置き換えることが可能
である。
第8図に第7図に示す実施例の電流源1,6を補助り一
ムコンバータに置きかえた、本発明の第4の実施例を示
す。
第8図において1〜23は第7図に示す同番号のものと
同じものであり、可変電流源5bi補助り一部コンバー
タで構成すると共に、MSBに対する電流源1も固定電
流源1aと補助り一部コンバータ1bで構成したもので
ある。そして、24゜26はテスト信号1,2に対する
比較器23の出力によって、補助り一部コンバータ6b
、1bに補正用ディジタルデータを与えるためのカウン
タである。
本実施例は、第7図に示す実施例と比較して、コンデン
サ19 、20が不要であるため、ICで構成した時の
外付部品が少くなるという利点がある0 以上、第1〜第4の実施例は、いずれも本発明iD〜ム
コンバータに実施した例であるが、これらは、従来例の
項で説明したように遂次比較聖人−Dコンバータの一部
として構成できることはいうまでもない。
そして、A−Dコンバータとして実施した場合は、人−
Dコンパルり用比較器13を補正用比較器23と共用で
きるため経済的であるという利点がある。
発明の効果 本発明は、バイポーラ用の電流源6とMSB用の電流源
1をそれぞれテスト信号011 ・・・・・1十1と1
00・・・・・・0で共に電流加算値がゼロになる方向
に補正することにより、トリミングなしでゼロクロス点
における誤差を少くし、聴感上満足な性能を持ったディ
ジタルオーディオ用のA−DおよびD−ムコンバータを
実現することができるものであり、テスト信号に対する
電流加算値の極性検出用として比較器を用いることによ
り、オフセットの影響をなくすことができ、さらに可変
電流源として補助り一部コンバータを用いることにより
、外付はコンデンサをなくせるというすぐれた効果があ
るものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のD−人コンバータの回路図、第2図は従
来の人−Dコンバータの回路図、第3図は変換誤差の分
布図、第4図は本発明の第1の実施例におけるD−人コ
ンバータの回路図、第6図は第4図の実施例の動作説明
図、第6図〜第8図は本発明の第2.第3、第4の実施
例におけるD−Aコンバータの回路図である。 1・・・・・・第1の電流源、2・・・・・・第2の電
流源、3・・・・・・第1のスイッチ、4・・・・・・
第2のスイッチ、6・・・・・・第3の電流源、6・・
・・・・電流加算手段、8〜9゜16〜26・・・・・
・制御手段。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名? 第1図 第3図 −Vmabx 、 u −−−一−+vmILxア1■
ゲMむ弔 第4図 第5図 スづ!すfB にソ 第 6FI4

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1) はぼIの電流値を持つ第1の電流源と、はぼ流
    源と、上記第1の電流源をオン・オフする第1のスイッ
    チと、上記第2の各電流源をオン・オフする第2のスイ
    ッチと、はぼ−工の電流値を持つ第3の電流源と、上記
    第1および第2の各電流源のうち上記第1および第2の
    各スイッチを通過した電流と上記第3の電流源の電流と
    を加算する電流加算手段とを備え、上記第1および第2
    の各スイッチのうちでオンになるものの組合せによって
    上記電流加算手段の出力電流値を設足するようにしたム
    一り、D−ムコンバータであって、上記第1および第3
    の電流源の電流値を可変にすると共に、上記第1のスイ
    ッチがオフで、上記第2のスイッチがすべてオンとなる
    第1のテスト信号に対する上記電流加算手段の出力電流
    値と、上記第1のスイッチがオンで上記第2のスイッチ
    がすべてオフとなる第2のテスト信号に対する上記電流
    加算手段の出力電流値とが共にゼロになる方向に制御す
    る制御手段を備えたことを特徴とするムーD、D−ムコ
    ンバータ〇 持つ電流源およびそれに対応する第2のスイッチについ
    ては、各々2個設けたことを特徴とする特許請求の範囲
    第1項記載のム一り、D−人コンバータ〇 (3)制御手段が、電流加算手段の出力に設けられた電
    流−電圧変換手段と、上記電流〜電圧変換手段の出力電
    圧を第1および第2のテスト信号に対してサンプリング
    し、その極性によってそれぞれ第1および第2のコンデ
    ンサを充電または放電し、上記コンデンサの電圧によっ
    て第3の電流源および第1の電流源を制御するようにし
    たことを特徴とする特許請求の範囲第1項または第2項
    記載のA−D 、D−人コンバータ。 (4)第3の電流源と第1の電流源のうち一方またハ両
    方が、補助り一部コンバータで構成されたことを特徴と
    する特許請求の範囲第1項または第2項記載のムーD、
    D−Aコンバータ。
JP59069331A 1984-04-06 1984-04-06 D―aコンバータ Expired - Lifetime JPH0622331B2 (ja)

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