JPS6015171B2 - Adjustment method to minimize glitches in high-speed D/A - Google Patents
Adjustment method to minimize glitches in high-speed D/AInfo
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- JPS6015171B2 JPS6015171B2 JP13635876A JP13635876A JPS6015171B2 JP S6015171 B2 JPS6015171 B2 JP S6015171B2 JP 13635876 A JP13635876 A JP 13635876A JP 13635876 A JP13635876 A JP 13635876A JP S6015171 B2 JPS6015171 B2 JP S6015171B2
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、差動増幅器の入力端子間に、ディジタル信号
の各ビットに対応する荷重を有する電流源1,,12,
13,……をそれぞれ各ビットのディジタル信号で開閉
制御されるスイッチング回髪S,,S2,S3,・・・
・・・を介して並列接続して、入力ディジタル信号に対
応するアナログ電圧を出力に得る荷重電流加算形の高速
かつ高精度のディジタル・アナログ変換器(以下D/A
と称す)の各スイッチング回路が、ディジタル信号のド
ライブ電圧をゲートに印加されてオン・オフ制御される
電界効果トランジスタ(以下FETと称す)で形成され
る場合のアナログ出力波形中のグリツチを最小限に調整
する方法に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention provides current sources 1, 12, and 12, each having a load corresponding to each bit of a digital signal, between the input terminals of a differential amplifier.
Switching circuits S, , S2, S3, . . . 13, .
A high-speed and high-precision digital-to-analog converter (hereinafter referred to as D/A
Minimize glitches in the analog output waveform when each switching circuit (hereinafter referred to as FET) is formed by a field effect transistor (hereinafter referred to as FET) that is controlled on/off by applying a drive voltage of a digital signal to the gate. This relates to how to adjust the
この種のD/Aの従来例とその問題点を第1図によって
説明する。A conventional example of this type of D/A and its problems will be explained with reference to FIG.
第1図において、1,2,3,・・・・・・は端子90
,91間に並列に接続されている第1,第2,第3,・
・…・の電流回路であり、10は第1の電流回路1に大
きさ1の電流を流す電流源、20は第2の電流回路2に
大きさ1/2の電流を流す電流源、30は第3の電流回
路3に大きさ1/4の電流を流す電流源、である。図示
は省略してあるが、以下同様に、一般には第n番目の電
流回路に大きさ1/2n−1の電流を流す電流濠まで設
けられる。11,12,21,22,31,32,・・
・・・・はそれぞれNチャンネルの接合型FETであり
、2つが1組でスイッチング回路を構成してそれぞれ各
電流回路の途中に挿入され・ている。In Fig. 1, 1, 2, 3, . . . are terminals 90.
, 91 are connected in parallel between the first, second, third, .
. . . are current circuits, 10 is a current source that causes a current of magnitude 1 to flow through the first current circuit 1, 20 is a current source that causes a current of magnitude 1/2 to flow through the second current circuit 2, and 30 is a current source that causes a current of 1/4 of the magnitude to flow through the third current circuit 3. Although not shown in the drawings, in general, up to a current moat that allows a current of magnitude 1/2n-1 to flow through the n-th current circuit is similarly provided. 11, 12, 21, 22, 31, 32,...
. . . are N-channel junction FETs, and a pair of them constitutes a switching circuit, and each is inserted in the middle of each current circuit.
すなわち、第1の電流回路1に例をとれば、FETII
及び12の各ソース端子は共通に接続されたうえ、電流
源10の一端につながり、FETIIのドレィン端子は
端子9川こ接続し、FET12のドレィン端子は端子9
1に接続している。そして、FETIIのゲート電圧と
してはディジタル信号のドライブ電圧13が印加され、
FET12のゲート電圧としては直流定電圧V,が印加
される。以上の構成において、例えばディジタル信号の
ドライブ電圧13がFET11のゲートに印加されるか
印加されないかによりFET12はオン(導通)あるい
はオフ(非導通)に制御され、これにより第1の電流回
路1には電流1が流れたり流れなかったりする。That is, taking the first current circuit 1 as an example, FET II
The source terminals of FET II and 12 are connected in common and connected to one end of the current source 10, the drain terminal of FET II is connected to terminal 9, and the drain terminal of FET 12 is connected to terminal 9.
Connected to 1. Then, a drive voltage 13 of a digital signal is applied as the gate voltage of FET II,
A constant DC voltage V is applied as the gate voltage of the FET 12. In the above configuration, the FET 12 is controlled to be on (conducting) or off (non-conducting) depending on whether the drive voltage 13 of the digital signal is applied to the gate of the FET 11 or not. The current 1 may or may not flow.
つまり、ディジタル信号のドライブ電圧13によって電
流回路1がスイッチングされる。同様にディジタル信号
のドライブ電圧23,33,……によってそれぞれ電流
回路2,3,……がスイッチングされる。nビットのD
/Aの場合、各電流源には1〜1/2n−1の重みが付
けてあり、各電流回路は端子90,91間に並列に接続
されているので、端子90,91を加算増幅器に入力し
て各電流回路に流れる電流を加算すれば各ゲート端子に
入力されるドライブ信号の組み合わせによって決まるデ
ィジタル信号がアナログ信号に変換されて上記加算増幅
器から取り出せることになる。しかし、上記の従来装置
においては、スイッチング回路を構成するFETに印加
するゲート電圧が任意に可変に調整できないので個々の
FETに特性のバラッキが現われ、オン・オフ時の波形
がFETごとに異なり、出力として得られるアナログ信
号にグリツチが大きく出現するという問題点があった。That is, the current circuit 1 is switched by the drive voltage 13 of the digital signal. Similarly, the current circuits 2, 3, . . . are switched by the drive voltages 23, 33, . . . of the digital signals, respectively. n-bit D
/A, each current source is given a weight of 1 to 1/2n-1, and each current circuit is connected in parallel between terminals 90 and 91, so terminals 90 and 91 are connected to a summing amplifier. By adding the input currents flowing through each current circuit, a digital signal determined by a combination of drive signals input to each gate terminal is converted into an analog signal and can be taken out from the summing amplifier. However, in the conventional device described above, since the gate voltage applied to the FETs forming the switching circuit cannot be arbitrarily variably adjusted, variations in characteristics appear among the individual FETs, and waveforms at on/off times differ from FET to FET. There was a problem in that large glitches appeared in the analog signal obtained as an output.
本発明の目的は、高速D/Aにおける上記グリッチを最
小限に抑えることのできる調整方法を提供することにあ
る。An object of the present invention is to provide an adjustment method that can minimize the glitch in high-speed D/A.
本発明の特徴は、荷重電流加算形の高速D/Aの各スイ
ッチング回路をそれぞれ、電圧値調整可変のディジタル
・ドライブ電圧V,をゲートに印加されてオン・オフ制
御される第1のFETQ,と、電圧値調整可変のゲート
電圧V2を印加されて上記第1のFETのオン時にオフ
、オフ時にオンとなる第2のFETQ2とで形成し、こ
れらの2っのゲート電圧V,,V2を各スイッチング回
路ごとにそれぞれ可変に調整して出力アナログ電圧のグ
リッチを最小にする点で各ゲート電圧値V,,V2を固
定する方法とすることにある。A feature of the present invention is that each switching circuit of the load current addition type high-speed D/A is controlled by a first FETQ, which is controlled on/off by applying a digital drive voltage V, whose voltage value can be adjusted, to the gate. and a second FET Q2 which is applied with a gate voltage V2 whose voltage value can be adjusted and is turned off when the first FET is turned on and turned on when it is turned off, and these two gate voltages V, , V2 are The purpose of this method is to fix each gate voltage value V, V2 by variably adjusting each switching circuit to minimize glitches in the output analog voltage.
以下、図面により本発明を説明する。The present invention will be explained below with reference to the drawings.
第2図は本発明が適用される高速D/Aの構成図である
。FIG. 2 is a block diagram of a high-speed D/A to which the present invention is applied.
第2図において、1,2,3,……n‐,.■はそれぞ
れ電流回路、1,,Z,13,・・・・・・ln−,,
lnは各電流回路の電流源,S,,S2,S3,・・・
・・・Sn‐,,Snは各電流回路の途中に挿入された
スイッチング回路、G,,G2,G3,…・・・,Gn
‐,,Gnは各スイッチング回路をオン・オフに駆動制
御するドライブ信号、AMPは各電流回路に流れる電流
を加算する加算増幅器、Rfは加算増幅器の帰還抵抗、
EoMは出力信号である。電流源1,は電流1を、電流
源りま電流1/2を、電流源13は電流1/4を、以下
順次進んで電流源ln−,は電流1/2n‐2を、電流
源lnは電流1/2n‐1を、それぞれの電流回路に流
すような電流源である。すなわち、第2図はn個のスイ
ッチング回路を備えたnビットのD/Aであり、電流源
には1,1/2,1/4,……,1/2び2,1/2び
1の重み」が付けられている。ドライブ信号G,〜Gn
により任意の組み合わせのスイッチング回路をオン駆動
することによりその電流回路に流れる電流を加算増幅器
AMPで加算し電圧出力Eoutとして取り出すことが
できる。第3図は第2図中のスイッチング回賂を詳細に
示す構成図である。In FIG. 2, 1, 2, 3,...n-, . ■ are current circuits, 1,, Z, 13,...ln-,,
ln is the current source of each current circuit, S,, S2, S3,...
...Sn-,,Sn are switching circuits inserted in the middle of each current circuit, G,,G2,G3,...,Gn
-,, Gn is a drive signal that drives and controls each switching circuit on and off, AMP is a summing amplifier that adds the currents flowing in each current circuit, Rf is a feedback resistor of the summing amplifier,
EoM is the output signal. Current source 1 supplies current 1, current source 13 supplies current 1/2, current source 13 supplies current 1/4, current source ln-, supplies current 1/2n-2, current source ln is a current source that causes current 1/2n-1 to flow through each current circuit. That is, Fig. 2 shows an n-bit D/A with n switching circuits, and the current sources include 1, 1/2, 1/4, ..., 1/2, 2, 1/2, and It is given a weight of 1. Drive signal G, ~Gn
By turning on an arbitrary combination of switching circuits, the currents flowing through the current circuits can be added by the summing amplifier AMP and taken out as a voltage output Eout. FIG. 3 is a block diagram showing the switching circuit in FIG. 2 in detail.
スイッチング回路は2つの接合型FETQ,とQ2から
構成される。V,はQ,のゲート電圧、V2はQ2のゲ
ート電圧である。Q,がカットオフし、Q2がオンとな
るときスイッチング回路はオンの状態となり、このとき
電流回路には大きさ1の電流が流れて加算増幅器AMP
‘こ入力される。Q,がオンし、Q2がカットオフとな
るときスイッチング回路はオフの状態となり、このとき
は加算増幅器AMPに入力される電流はない。ただし、
Q,を通しては大きさ1の蟹流が流れている。ゲート電
圧y,はスイッチング回路のオン状態のレベルを決め、
ゲート電圧V2はオフ状態のレベルを決める。スイッチ
ング回路の完全なオン・オフはこの2つのゲート電圧V
,,V2で調整する。グリツチは、高速D/Aの場合、
避けることが非常に困難でかつ有害な現象である。The switching circuit is composed of two junction FETs Q and Q2. V, is the gate voltage of Q, and V2 is the gate voltage of Q2. When Q, is cut off and Q2 is turned on, the switching circuit is in the on state, and at this time, a current of magnitude 1 flows through the current circuit and the summing amplifier AMP
'This is entered. When Q, is turned on and Q2 is cut off, the switching circuit is turned off, and at this time there is no current input to the summing amplifier AMP. however,
A crab stream of size 1 is flowing through Q. The gate voltage y, determines the on-state level of the switching circuit,
Gate voltage V2 determines the off-state level. Complete on/off of the switching circuit depends on these two gate voltages V
,,Adjust with V2. In the case of high-speed D/A, the glitch is
It is a very difficult and harmful phenomenon to avoid.
グリツチの原因は、主に、スキュー(スイッチング波形
相互の時間的な遅れ)とオン・オフ時のスイッチング波
形の相異との2つが考えられる。第4図は、スキューに
よって発生するグリツチを模式的に示したものである。There are two main possible causes of glitches: skew (time delay between switching waveforms) and differences in switching waveforms between on and off times. FIG. 4 schematically shows glitches caused by skew.
tdがスイッチング波形相互の時間的な遅れを示し、斜
線を施した部分が、電流回路を流れる電流波形に現われ
るグリツチを示している。第5図はスイッチング波形の
オン・オフの相異によって発生するグリッチを模式的に
示したものである。td indicates the time delay between the switching waveforms, and the shaded area indicates a glitch appearing in the current waveform flowing through the current circuit. FIG. 5 schematically shows glitches that occur due to differences between on and off switching waveforms.
torrはオフ時に電流が完全に零になるまでに要する
時間、t。nはオン時に電流が完全に上昇し終るまでに
要する時間であり、このtorrとt。nの相異によっ
て、斜線を施したグリツチが発生する。本発明は、第3
図におけるゲート電圧V,,V2,を可変に調整できる
ようにしておき、これらのゲート電圧を適宜に調整して
アナログ出力波形に現われるグリッチを最小にする点で
上記各ゲート電圧を固定しようというものである。torr is the time required for the current to become completely zero when turned off, t. n is the time required for the current to finish rising completely when turned on, and this torr and t. The difference in n causes glitches shown with diagonal lines. The present invention is directed to the third
The idea is to make the gate voltages V, , V2, shown in the figure variably adjustable, and fix each of the above gate voltages by adjusting these gate voltages appropriately to minimize the glitch that appears in the analog output waveform. It is.
第6図は調整によるスイッチング波形の変化の一例を実
際に近い波形で示した図である。しかし、実際には、固
々のスイッチング回路ごとにそれぞれのスキューやオン
・オフ波形の乱れ等から、さらに複雑な波形を示すのが
普通である。しかし、いずれのスイッチング回路に対し
ても、2つのゲート電圧V,,V2をそれぞれ可変に調
整することにより、グリツチを最小にする点を見つける
ことが可能である。第7図はスイッチング波形に現われ
るスパイクの原因となる寄生電極間容量を示す図である
。この寄生電極間容量によって第6図Fに示すようなス
パイクを発生する。このスパイクは・第3図におけるQ
,のドライブ電圧を決めている電圧y,によって、その
大きさを変化させることが可能である。すなわち、電圧
V,の絶対値を大きくすればスパイクも大きくなり、V
,の絶対値を4・さくすればスパイクも小さくなる。ま
た、V,とV2の2つを可変することによってスキュー
も変化する。従って、出力に現われるグリッチを、スパ
イク補正や、スキュー調整によって最小限にすることが
極めて簡単にできる。以上説明したように、本発明によ
れば、種々の原因によって生じる有害なグリッチを、各
スイッチング回路ごとの2つのゲート電圧V,,V2の
調整操作によりスキュー、スパイクを任意に変化させる
ことによって、最小点で固定することができるという利
点がある。FIG. 6 is a diagram showing an example of a change in switching waveform due to adjustment using a waveform close to the actual one. However, in reality, each individual switching circuit usually exhibits a more complex waveform due to its own skew and disturbance of on/off waveforms. However, for any switching circuit, by variably adjusting the two gate voltages V, , V2, it is possible to find the point that minimizes the glitch. FIG. 7 is a diagram showing the parasitic inter-electrode capacitance that causes spikes appearing in the switching waveform. This parasitic inter-electrode capacitance causes a spike as shown in FIG. 6F. This spike is the Q in Figure 3.
, it is possible to change its magnitude depending on the voltage y, which determines the drive voltage of . In other words, if the absolute value of voltage V is increased, the spike will also become larger, and V
If the absolute value of , is reduced by 4, the spike will also become smaller. Furthermore, the skew can also be changed by varying V and V2. Therefore, it is extremely easy to minimize glitches that appear in the output through spike correction and skew adjustment. As explained above, according to the present invention, harmful glitches caused by various causes can be eliminated by arbitrarily changing the skew and spike by adjusting the two gate voltages V, V2 for each switching circuit. It has the advantage of being able to be fixed at the minimum point.
第1図は従来例の構成図、第2図は本発明が適用される
変換器の構成図、第3図はそのスイッチング回路部分の
詳細図、第4図はスキューによって発生するグリツチを
説明するタイムチャート、第5図は波形の相異によって
発生するグリッチを説明するタイムチャート、第6図は
本発明方法使用時のスイッチング波形の変化を示す図、
第7図は寄生容量発生場所を説明する回路図である。
符号の説明、1,2,・・・■・・・・・・電流回路、
L〜ln・・・・・・電流線、S,〜Sn・・・・・・
スイッチング回路、G,〜Gn…ドライブ信号、AMP
・・・・・・加算増幅器、Q,,Q2・・・・・・電界
効果トランジスタ、V.,V2・・・・・・ゲート電圧
。第1図第2図
第3図
第4図
第5図
第6図
第7図Fig. 1 is a block diagram of a conventional example, Fig. 2 is a block diagram of a converter to which the present invention is applied, Fig. 3 is a detailed diagram of its switching circuit, and Fig. 4 explains glitches caused by skew. FIG. 5 is a time chart illustrating glitches caused by differences in waveforms; FIG. 6 is a diagram showing changes in switching waveforms when using the method of the present invention;
FIG. 7 is a circuit diagram illustrating locations where parasitic capacitance occurs. Explanation of symbols, 1, 2,...■...Current circuit,
L~ln...Current line, S,~Sn...
Switching circuit, G, ~Gn...drive signal, AMP
...Summing amplifier, Q,,Q2... Field effect transistor, V. , V2... Gate voltage. Figure 1 Figure 2 Figure 3 Figure 4 Figure 5 Figure 6 Figure 7
Claims (1)
ツトに対応する荷重を有する電流源I_1,I_2,I
_3,……をそれぞれ各ビツトのデイジタル信号で開閉
制御されるスイツチング回路S_1,S_2,S_3,
……を介して並列接続して、入力デイジタル信号に対応
するアナログ電圧を出力に得る荷重電流加算形の高速D
/A(デイジタル・アナログ変換器)の上記各スイツチ
ング回路がそれぞれ、電圧値調整可変のデイジタル・ド
ライブ電圧V_1をゲートに印加されてオン・オフ制御
される第1のFET(電界効果トランジスタ)Q_1と
、電圧値調整可変のゲート電圧V_2を印加されて上記
第1のFETのオン時にオフ、オフ時にオンとなる第2
のFETQ_2とで形成され、これら2つのゲート電圧
V_1,V_2を各スイツチング回路ごとにそれぞれ可
変に調整して出力アナログ電圧のグリツチを最小にする
点で各ゲート電圧値V_1,V_2を固定することを特
徴とする高速D/Aのグリツチの最小化調整方法。1 Current sources I_1, I_2, I with loads corresponding to each bit of the digital signal are connected between the input terminals of the differential amplifier.
Switching circuits S_1, S_2, S_3, whose opening and closing are controlled by digital signals of each bit, respectively.
A load current addition type high-speed D that is connected in parallel through ... to output an analog voltage corresponding to the input digital signal.
Each of the above-mentioned switching circuits of /A (digital-to-analog converter) has a first FET (field effect transistor) Q_1 which is controlled to be turned on and off by applying a digital drive voltage V_1 whose voltage value can be adjusted variable to its gate. , a second FET is applied with a gate voltage V_2 whose voltage value can be adjusted and is turned off when the first FET is turned on, and turned on when the first FET is turned off.
FETQ_2, and these two gate voltages V_1, V_2 are variably adjusted for each switching circuit, and each gate voltage value V_1, V_2 is fixed in order to minimize glitches in the output analog voltage. Features a high-speed D/A glitch minimization adjustment method.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13635876A JPS6015171B2 (en) | 1976-11-15 | 1976-11-15 | Adjustment method to minimize glitches in high-speed D/A |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13635876A JPS6015171B2 (en) | 1976-11-15 | 1976-11-15 | Adjustment method to minimize glitches in high-speed D/A |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5361260A JPS5361260A (en) | 1978-06-01 |
| JPS6015171B2 true JPS6015171B2 (en) | 1985-04-18 |
Family
ID=15173303
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13635876A Expired JPS6015171B2 (en) | 1976-11-15 | 1976-11-15 | Adjustment method to minimize glitches in high-speed D/A |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6015171B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0713168U (en) * | 1993-08-11 | 1995-03-07 | 有限会社ノースマリン | Fishing tackle |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5730417A (en) * | 1980-07-30 | 1982-02-18 | Hitachi Ltd | Analog-to-digital converter |
-
1976
- 1976-11-15 JP JP13635876A patent/JPS6015171B2/en not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0713168U (en) * | 1993-08-11 | 1995-03-07 | 有限会社ノースマリン | Fishing tackle |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5361260A (en) | 1978-06-01 |
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