JPH0123966B2 - - Google Patents
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- JPH0123966B2 JPH0123966B2 JP57207472A JP20747282A JPH0123966B2 JP H0123966 B2 JPH0123966 B2 JP H0123966B2 JP 57207472 A JP57207472 A JP 57207472A JP 20747282 A JP20747282 A JP 20747282A JP H0123966 B2 JPH0123966 B2 JP H0123966B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- current
- switch
- bit
- transistor
- analog
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
- H03M1/00—Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
- H03M1/66—Digital/analogue converters
- H03M1/68—Digital/analogue converters with conversions of different sensitivity, i.e. one conversion relating to the more significant digital bits and another conversion to the less significant bits
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Analogue/Digital Conversion (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は一般にデジタル−アナログコンバータ
(DAC)に係り、更に具体的に云うと、パツケー
ジやリードや接触抵抗に流れるアナログアース電
流の変化を最小ならしめてDACの出力電圧の不
所望な変動を減少させることによりDACの精度
を改善する回路に係る。
(DAC)に係り、更に具体的に云うと、パツケー
ジやリードや接触抵抗に流れるアナログアース電
流の変化を最小ならしめてDACの出力電圧の不
所望な変動を減少させることによりDACの精度
を改善する回路に係る。
第1図は、従来の16ビツトのモノリシツク
DACのブロツク図である。16ビツトの制御ライ
ンは3個の上位ビツト(MSB)用のラインと残
り13個の下位ビツト(LSB)用のラインに分け
られている。3個のMSBラインは、ブロツク1
0で一般的に示された個々の電流スイツチ11及
び電流源13(第2図)に結合される。13個の
LSBラインも、ブロツク14で一般的に示され
た個々の電流スイツチ及び電流源に結合される。
3個のMSB電流スイツチ及び電流源10は、2
進重み付けされた3個の電流源と各電流源にそれ
ぞれ接続された電流スイツチとで構成させること
ができる。或いは又、MSB電流スイツチ及び電
流源10は、3本の最上位ビツト制御ライン上に
特定のコードを有することに対応する所要の出力
を与えるような組合わせでオン及びオフに切換え
られる7個の同じ重み付けの電流源で構成されて
もよい。MSB電流スイツチ及び電流源を実施す
るこれらの2つの方法の利点は一般に知られてお
り、そのどちらを選択してDACに組み込むかは
回路設計者の要望によつて左右される。
DACのブロツク図である。16ビツトの制御ライ
ンは3個の上位ビツト(MSB)用のラインと残
り13個の下位ビツト(LSB)用のラインに分け
られている。3個のMSBラインは、ブロツク1
0で一般的に示された個々の電流スイツチ11及
び電流源13(第2図)に結合される。13個の
LSBラインも、ブロツク14で一般的に示され
た個々の電流スイツチ及び電流源に結合される。
3個のMSB電流スイツチ及び電流源10は、2
進重み付けされた3個の電流源と各電流源にそれ
ぞれ接続された電流スイツチとで構成させること
ができる。或いは又、MSB電流スイツチ及び電
流源10は、3本の最上位ビツト制御ライン上に
特定のコードを有することに対応する所要の出力
を与えるような組合わせでオン及びオフに切換え
られる7個の同じ重み付けの電流源で構成されて
もよい。MSB電流スイツチ及び電流源を実施す
るこれらの2つの方法の利点は一般に知られてお
り、そのどちらを選択してDACに組み込むかは
回路設計者の要望によつて左右される。
13個のLSB電流スイツチ及び電流源14の各
電流源は全て等しく重み付けされ、それぞれ電流
スイツチを経て1次抵抗はしご回路16に接続さ
れる。1次抵抗はしご回路16はLSB電流源を
2進重み付けし、これら重み付けられた出力は加
算点18においてMSB電流スイツチ及び電流源
10の重み付けされた出力と加算される。MSB
及びLSB電流スイツチ及び電流源10及び14
は電圧基準回路12によつてバイアスされる。更
に、従来のDACにおいては、出力用演算増巾器
20が加算点18の出力電流I0をその出力端子に
おける22の出力電圧V0に変換する。
電流源は全て等しく重み付けされ、それぞれ電流
スイツチを経て1次抵抗はしご回路16に接続さ
れる。1次抵抗はしご回路16はLSB電流源を
2進重み付けし、これら重み付けられた出力は加
算点18においてMSB電流スイツチ及び電流源
10の重み付けされた出力と加算される。MSB
及びLSB電流スイツチ及び電流源10及び14
は電圧基準回路12によつてバイアスされる。更
に、従来のDACにおいては、出力用演算増巾器
20が加算点18の出力電流I0をその出力端子に
おける22の出力電圧V0に変換する。
従つて、従来の16ビツトDACは16ビツトのデ
ジタル信号を受信し、そしてこの信号の各ビツト
をそのビツトに対応する重み付けられた電流に変
換し、これを加算してアナログ出力電圧に変換す
る。
ジタル信号を受信し、そしてこの信号の各ビツト
をそのビツトに対応する重み付けられた電流に変
換し、これを加算してアナログ出力電圧に変換す
る。
ブロツク10として示した3個のMSB電流ス
イツチ及び電流源の1個の回路が第2図に詳細に
示されている。明瞭化のため、ブロツク10Aは
電流スイツチ11と電流源13とに分けられてい
る。
イツチ及び電流源の1個の回路が第2図に詳細に
示されている。明瞭化のため、ブロツク10Aは
電流スイツチ11と電流源13とに分けられてい
る。
電流スイツチ11は差動対に接続されたトラン
ジスタ24及び26より成る単極双投型のスイツ
チである。トランジスタ24及び26のエミツタ
は互いに接続されて電流源13の一端子に接続さ
れる。各トランジスタのベースは16ビツト制御ラ
インから入力端子1A及び1Bに供給されるデジ
タル入力信号によつて制御される。以下、トラン
ジスタ24を“オン”トランジスタと称しそして
トランジスタ26を“オフ”トランジスタと称す
る。トランジスタ24のコレクタは加算点18に
接続される。トランジスタ26のコレクタは通常
アナログアース30に接続される。電流源13の
他端子は通常負の電源−VSに接続される。特定
ビツトに対する一般的な手引としてブロツク10
Aの作動を説明すれば、従来のDACにおいては
特定ビツトがオンモードで電流スイツチ11がオ
ンすなわち第1の状態になつた時には次のような
作動が行なわれる。適当なビツト制御ラインから
発生された信号が電流スイツチ11の入力端子1
A及び1Bに与えられて電流スイツチが第1の状
態になると、“オン”トランジスタ24はオンに
され、そして“オフ”トランジスタ26はオフに
される。そうすると、正の電源+VSから演算増
巾器20の内部回路を通り、次いでその出力端子
20Aから、フイードバツク抵抗28、“オン”
トランジスタ24及び電流源13を通つて負の電
源−VSへと電流IWが流れる。特定ビツトの重み
付けされた電流IWが加算点18に現われると、こ
の電流IWの値に応じて演算増巾器20の出力端子
22に出力電圧V0(これはフイードバツク抵抗2
8の抵抗RFBと電流IWとの積に等しい)として現
われる。出力電圧がIWとRFBとの積として現われ
るのは、演算増巾器20への正入力と負入力との
電圧差がゼロであり、これら入力における電圧の
値がアナログアース(正入力)の電圧値に保持さ
れているからである。
ジスタ24及び26より成る単極双投型のスイツ
チである。トランジスタ24及び26のエミツタ
は互いに接続されて電流源13の一端子に接続さ
れる。各トランジスタのベースは16ビツト制御ラ
インから入力端子1A及び1Bに供給されるデジ
タル入力信号によつて制御される。以下、トラン
ジスタ24を“オン”トランジスタと称しそして
トランジスタ26を“オフ”トランジスタと称す
る。トランジスタ24のコレクタは加算点18に
接続される。トランジスタ26のコレクタは通常
アナログアース30に接続される。電流源13の
他端子は通常負の電源−VSに接続される。特定
ビツトに対する一般的な手引としてブロツク10
Aの作動を説明すれば、従来のDACにおいては
特定ビツトがオンモードで電流スイツチ11がオ
ンすなわち第1の状態になつた時には次のような
作動が行なわれる。適当なビツト制御ラインから
発生された信号が電流スイツチ11の入力端子1
A及び1Bに与えられて電流スイツチが第1の状
態になると、“オン”トランジスタ24はオンに
され、そして“オフ”トランジスタ26はオフに
される。そうすると、正の電源+VSから演算増
巾器20の内部回路を通り、次いでその出力端子
20Aから、フイードバツク抵抗28、“オン”
トランジスタ24及び電流源13を通つて負の電
源−VSへと電流IWが流れる。特定ビツトの重み
付けされた電流IWが加算点18に現われると、こ
の電流IWの値に応じて演算増巾器20の出力端子
22に出力電圧V0(これはフイードバツク抵抗2
8の抵抗RFBと電流IWとの積に等しい)として現
われる。出力電圧がIWとRFBとの積として現われ
るのは、演算増巾器20への正入力と負入力との
電圧差がゼロであり、これら入力における電圧の
値がアナログアース(正入力)の電圧値に保持さ
れているからである。
従来のDACにおいては、特定のビツトがオフ
モードとなり電流スイツチが第2の状態(即ち、
トランジスタ24がオフされてトランジスタ26
がオンされた状態)にある時に問題が生じる。
DACの特定のビツトがオンモードでない時は、
トランジスタ26がオンにバイアスされ、アナロ
グアース30からトランジスタ26及び電流源1
3を経て負の電源−VSに電流が流れる。従つて、
加算点18には重み付けされた電流IWの値は現わ
れない。然し乍ら、ビツトがオンモードからオフ
モードへ切換つた時は、アナログアース30の電
流に対してそれまでなかつたこのビツトの影響が
現われる。アナログアース30に流れる電流の値
が変わると、第3図に示されたようにアナログア
ース30に余計なインピーダンス34が存在する
時には、DACの出力端子22の不所望な電圧エ
ラーが生じることになる。
モードとなり電流スイツチが第2の状態(即ち、
トランジスタ24がオフされてトランジスタ26
がオンされた状態)にある時に問題が生じる。
DACの特定のビツトがオンモードでない時は、
トランジスタ26がオンにバイアスされ、アナロ
グアース30からトランジスタ26及び電流源1
3を経て負の電源−VSに電流が流れる。従つて、
加算点18には重み付けされた電流IWの値は現わ
れない。然し乍ら、ビツトがオンモードからオフ
モードへ切換つた時は、アナログアース30の電
流に対してそれまでなかつたこのビツトの影響が
現われる。アナログアース30に流れる電流の値
が変わると、第3図に示されたようにアナログア
ース30に余計なインピーダンス34が存在する
時には、DACの出力端子22の不所望な電圧エ
ラーが生じることになる。
第3図に示された式(1)は、アナログアース電流
の変化の影響と、アナログアース電流の大きさを
規定の最大量以下に保持すると共にアナログアー
ス電流の変化(ビツトが切換えられた時の)を最
大値以下に保持する必要性とを示している。第3
図では、16ビツトDACがブロツク32で表わさ
れている。このDAC32の出力電圧は出力端子
22におけるV0によつて示されている。この
DACのアナログアース30を流れる電流はIGNDで
表わされている。通常の場合には、製造業者によ
る試験又はパツケージング段階においても、或い
は使用者により使用される時においてもシステム
アース36が存在しており、配線、接触又はパツ
ケージングによる若干の余計なインピーダンス3
4(その値をZEXTで示す)が生じる。アナログア
ース電流IGNDの影響は、DAC32の所望の理想的
な出力電圧VDAC(バツテリ32で示す)をIGNDと
ZEXTとの積に等しい量だけ変化させてしまうこと
である。従つて、DAC32の出力端子22に表
わされる出力電圧V0は理想的なDAC出力電圧
VDACに対するエラー値を含むことになる。
の変化の影響と、アナログアース電流の大きさを
規定の最大量以下に保持すると共にアナログアー
ス電流の変化(ビツトが切換えられた時の)を最
大値以下に保持する必要性とを示している。第3
図では、16ビツトDACがブロツク32で表わさ
れている。このDAC32の出力電圧は出力端子
22におけるV0によつて示されている。この
DACのアナログアース30を流れる電流はIGNDで
表わされている。通常の場合には、製造業者によ
る試験又はパツケージング段階においても、或い
は使用者により使用される時においてもシステム
アース36が存在しており、配線、接触又はパツ
ケージングによる若干の余計なインピーダンス3
4(その値をZEXTで示す)が生じる。アナログア
ース電流IGNDの影響は、DAC32の所望の理想的
な出力電圧VDAC(バツテリ32で示す)をIGNDと
ZEXTとの積に等しい量だけ変化させてしまうこと
である。従つて、DAC32の出力端子22に表
わされる出力電圧V0は理想的なDAC出力電圧
VDACに対するエラー値を含むことになる。
従来のDACにおいては、上記したように、ア
ナログアース電流IGNDが変化すると、エラー電圧
(IEND×ZEXT)が変化する。エラー電圧の変化は
DACの高精度の使用に制約を及ぼす。配線イン
ダクタンスは時間と共に変わるエラー電圧を招
き、これによりDAC出力電圧がその最終値に落
ち着くまでの時間が長くなる。従つて、デジタル
入力値が変化する時にアナログアース電流を最大
値以下に減少させると共に一定に保持するような
DACを設計する必要性がある。
ナログアース電流IGNDが変化すると、エラー電圧
(IEND×ZEXT)が変化する。エラー電圧の変化は
DACの高精度の使用に制約を及ぼす。配線イン
ダクタンスは時間と共に変わるエラー電圧を招
き、これによりDAC出力電圧がその最終値に落
ち着くまでの時間が長くなる。従つて、デジタル
入力値が変化する時にアナログアース電流を最大
値以下に減少させると共に一定に保持するような
DACを設計する必要性がある。
本発明の目的は、高い精度を有すると共にその
利用範囲に多様性のある改良されたDACを提供
することである。
利用範囲に多様性のある改良されたDACを提供
することである。
本発明の別の目的は、アナログアース電流を最
大値以下に減少させると共に一定に保持すること
により改良されたDACを提供することである。
大値以下に減少させると共に一定に保持すること
により改良されたDACを提供することである。
本発明の更に別の目的は、出力のエラー電圧を
最大値以下に減少させると共に一定に保持するこ
とにより改良されたDACを提供することである。
最大値以下に減少させると共に一定に保持するこ
とにより改良されたDACを提供することである。
本発明の更に別の目的は、完全な直線性を確保
し得られるように、余計なアナログアースインピ
ーダンスの影響を減少させることにより改良され
たDACを提供することである。
し得られるように、余計なアナログアースインピ
ーダンスの影響を減少させることにより改良され
たDACを提供することである。
本発明の更に別の目的は、生産率を向上させ得
るように、製造中に正確な試験を行なうことがで
きる改良されたDACを提供することである。
るように、製造中に正確な試験を行なうことがで
きる改良されたDACを提供することである。
本発明の更に別の目的は、所望の出力値に急速
に落ち着かせ得るように、余計なアナログアース
インピーダンスの影響を減少させることにより改
良されたDACを提供することである。
に落ち着かせ得るように、余計なアナログアース
インピーダンスの影響を減少させることにより改
良されたDACを提供することである。
本発明の更に別の目的は、DACのアナログア
ースと使用者のシステムにおけるシステムアース
との間の配線インピーダンスがDACの性能に及
ぼす影響を減少させることにより使用者に課せら
れる配線に対する一般的な制約を除去する改良さ
れたDACを提供することである。
ースと使用者のシステムにおけるシステムアース
との間の配線インピーダンスがDACの性能に及
ぼす影響を減少させることにより使用者に課せら
れる配線に対する一般的な制約を除去する改良さ
れたDACを提供することである。
上記の諸目的およびその他の目的を達成するた
めに、本発明に従がうデジタル−アナログコンバ
ータは、複数個の上位ビツト電流スイツチ及び電
流源と、複数個の下位ビツト電流スイツチ及び電
流源と、上記下位ビツト電流スイツチ及び電流源
とアナログアースとに結合され且つその出力端子
を上記各上位ビツト電流スイツチ及び電流源の各
電流スイツチに結合された1次抵抗回路網とを備
えており、上記各下位ビツト電流スイツチ及び電
流源はそれぞれその電流スイツチが第1の状態に
ある時に上記第1抵抗回路網に第1の電流を供給
し、コンバータのアナログ出力の発生点より前に
位置させて上記各上位ビツト電流スイツチ及び電
流源の各電流スイツチおよび上記第1抵抗回路網
の出力端子に結合された加算点が設けられている
デジタル−アナログコンバータであつて、アナロ
グアースから上記各上位ビツト電流スイツチ及び
電流源を通して流れる電流を減少させるために、
上記各上位ビツト電流スイツチ及び電流源の各電
流スイツチとアナログアースとに結合された上位
ビツトアースバツフア手段と、複数個の下位ビツ
トにおける少くとも高位のビツトに対する各下位
ビツト電流スイツチ及び電流源の各電流スイツチ
とアナログアースと上記上位ビツトアースバツフ
ア手段とに結合された2次抵抗回路網とを備えて
いて、上記2次抵抗回路網に結合された各下位ビ
ツト電流スイツチ及び電流源は、それぞれその電
流スイツチが第2の状態にある時に上記2次抵抗
回路網にその電流スイツチが第1の状態にある時
のアナログアース電流の影響とほぼ等しい影響を
与える第2の電流を供給し、上記2次抵抗回路網
は、上記各下位ビツト電流スイツチ及び電流源に
よるアナログアース電流の影響を、その電流スイ
ツチが第1の状態および第2の状態のいづれの状
態にある時にも一定に保持させる、という構成を
有せしめたことを特徴とするものである。
めに、本発明に従がうデジタル−アナログコンバ
ータは、複数個の上位ビツト電流スイツチ及び電
流源と、複数個の下位ビツト電流スイツチ及び電
流源と、上記下位ビツト電流スイツチ及び電流源
とアナログアースとに結合され且つその出力端子
を上記各上位ビツト電流スイツチ及び電流源の各
電流スイツチに結合された1次抵抗回路網とを備
えており、上記各下位ビツト電流スイツチ及び電
流源はそれぞれその電流スイツチが第1の状態に
ある時に上記第1抵抗回路網に第1の電流を供給
し、コンバータのアナログ出力の発生点より前に
位置させて上記各上位ビツト電流スイツチ及び電
流源の各電流スイツチおよび上記第1抵抗回路網
の出力端子に結合された加算点が設けられている
デジタル−アナログコンバータであつて、アナロ
グアースから上記各上位ビツト電流スイツチ及び
電流源を通して流れる電流を減少させるために、
上記各上位ビツト電流スイツチ及び電流源の各電
流スイツチとアナログアースとに結合された上位
ビツトアースバツフア手段と、複数個の下位ビツ
トにおける少くとも高位のビツトに対する各下位
ビツト電流スイツチ及び電流源の各電流スイツチ
とアナログアースと上記上位ビツトアースバツフ
ア手段とに結合された2次抵抗回路網とを備えて
いて、上記2次抵抗回路網に結合された各下位ビ
ツト電流スイツチ及び電流源は、それぞれその電
流スイツチが第2の状態にある時に上記2次抵抗
回路網にその電流スイツチが第1の状態にある時
のアナログアース電流の影響とほぼ等しい影響を
与える第2の電流を供給し、上記2次抵抗回路網
は、上記各下位ビツト電流スイツチ及び電流源に
よるアナログアース電流の影響を、その電流スイ
ツチが第1の状態および第2の状態のいづれの状
態にある時にも一定に保持させる、という構成を
有せしめたことを特徴とするものである。
第4図には、本発明に従つて改良されたデジタ
ル−アナログコンバータ(DAC)がブロツク図
で示されている。第1図と同様に機能するブロツ
クは同じ参照番号で示されている。DACの上位
ビツト(MSB)電流スイツチ及び電流源はブロ
ツク10で一般的に示されており、3個の電流ス
イツチ及び2進重み付けされた3個の電流源より
成る。DACの下位ビツト(LSB)電流スイツチ
及び電流源はブロツク14で示されており、13個
の電流スイツチ及び全て等しく重み付けされた13
個の電流源より成り、これら電流源はブロツク1
6で示された1次抵抗はしご回路によつて2進重
み付けされる。MSB及びLSBの電流スイツチ及
び電流源10および14のバイアス電圧は電圧基
準回路12によつて供給される。各MSB電流ス
イツチは16ビツトデジタル制御ラインの上位の3
ビツトラインによつて制御される。各LSB電流
スイツチはこの16ビツトデジタル制御ラインの下
位の13ビツトラインによつて制御される。MSB
電流スイツチ及び電流源10の出力は加算点18
において1次抵抗はしご回路16の出力と加算さ
れる。加算点18の出力電流I0は演算増巾器20
によつて出力端子22におけるアナログ出力電圧
V0に変換される。
ル−アナログコンバータ(DAC)がブロツク図
で示されている。第1図と同様に機能するブロツ
クは同じ参照番号で示されている。DACの上位
ビツト(MSB)電流スイツチ及び電流源はブロ
ツク10で一般的に示されており、3個の電流ス
イツチ及び2進重み付けされた3個の電流源より
成る。DACの下位ビツト(LSB)電流スイツチ
及び電流源はブロツク14で示されており、13個
の電流スイツチ及び全て等しく重み付けされた13
個の電流源より成り、これら電流源はブロツク1
6で示された1次抵抗はしご回路によつて2進重
み付けされる。MSB及びLSBの電流スイツチ及
び電流源10および14のバイアス電圧は電圧基
準回路12によつて供給される。各MSB電流ス
イツチは16ビツトデジタル制御ラインの上位の3
ビツトラインによつて制御される。各LSB電流
スイツチはこの16ビツトデジタル制御ラインの下
位の13ビツトラインによつて制御される。MSB
電流スイツチ及び電流源10の出力は加算点18
において1次抵抗はしご回路16の出力と加算さ
れる。加算点18の出力電流I0は演算増巾器20
によつて出力端子22におけるアナログ出力電圧
V0に変換される。
電圧基準回路12のアナログアース電流は、電
圧基準回路12とアナログアース30との間に接
続された電圧基準アースバツフア38によつて緩
衝される。MSB電流スイツチ及び電流源10の
アナログアース電流は、MSB電流スイツチ及び
電流源10とアナログアース30との間に接続さ
れブロツク40で示されているMSBアースバツ
フア回路によつて緩衝される。2次抵抗はしご回
路42は、LSB電流スイツチ及び電流源14と
MSBアースバツフア回路40として接続され
LSB電流スイツチ及び電流源14の電流スイツ
チ切換えにより生じるアナログアース電流の変化
を減少させる作動を行なうものである。
圧基準回路12とアナログアース30との間に接
続された電圧基準アースバツフア38によつて緩
衝される。MSB電流スイツチ及び電流源10の
アナログアース電流は、MSB電流スイツチ及び
電流源10とアナログアース30との間に接続さ
れブロツク40で示されているMSBアースバツ
フア回路によつて緩衝される。2次抵抗はしご回
路42は、LSB電流スイツチ及び電流源14と
MSBアースバツフア回路40として接続され
LSB電流スイツチ及び電流源14の電流スイツ
チ切換えにより生じるアナログアース電流の変化
を減少させる作動を行なうものである。
第4図に示された電圧基準アースバツフア38
として作動する回路が、正端子を1端が負電源−
VSに接続された電圧ツエナーダイオード44を
含む通常の電圧基準回路12と共に、第5図に示
されている。ツエナーダイオード44の他端子
は、ダイオード46及び50によつて示された複
数個の補償用ダイオードの直列接続体に接続され
る。最後の直列ダイオード50の正端子は電流源
52に接続されていて、バイアス出流IZが補償用
ダイオード46及び50、並びにツエナーダイオ
ード44に送られる。これらダイオード44,4
6及び50の直列回路の両端間の電圧はMSB及
びLSBの電流スイツチ及び電流源10及び14
の電流源をバイアスする電圧として使用される。
として作動する回路が、正端子を1端が負電源−
VSに接続された電圧ツエナーダイオード44を
含む通常の電圧基準回路12と共に、第5図に示
されている。ツエナーダイオード44の他端子
は、ダイオード46及び50によつて示された複
数個の補償用ダイオードの直列接続体に接続され
る。最後の直列ダイオード50の正端子は電流源
52に接続されていて、バイアス出流IZが補償用
ダイオード46及び50、並びにツエナーダイオ
ード44に送られる。これらダイオード44,4
6及び50の直列回路の両端間の電圧はMSB及
びLSBの電流スイツチ及び電流源10及び14
の電流源をバイアスする電圧として使用される。
通常の電圧基準回路12では、電流源52の正
の側がアナログアース30に接続される。然し乍
ら、本発明にあつては、アナログアースに流れる
不所望な電流を減少させるために、電流源52の
正の側がアーズバツフア38の1部を構成するト
ランジスタ54のエミツタに接続される。このト
ランジスタ54のベースはアナログアース30に
接続される。そして、トランジスタ54のコレク
タは正の電源+VSに接続される。従つて、電圧
基準回路12に流れる大部分の電流は正の電源+
VSから流れるのであつて、アナログアース30
から流れるのではない。その結果、アナログアー
ス30に流れる電流IZの影響は、トランジスタ5
4の電流利得βでIZを除算した商に等しい量に減
少される。
の側がアナログアース30に接続される。然し乍
ら、本発明にあつては、アナログアースに流れる
不所望な電流を減少させるために、電流源52の
正の側がアーズバツフア38の1部を構成するト
ランジスタ54のエミツタに接続される。このト
ランジスタ54のベースはアナログアース30に
接続される。そして、トランジスタ54のコレク
タは正の電源+VSに接続される。従つて、電圧
基準回路12に流れる大部分の電流は正の電源+
VSから流れるのであつて、アナログアース30
から流れるのではない。その結果、アナログアー
ス30に流れる電流IZの影響は、トランジスタ5
4の電流利得βでIZを除算した商に等しい量に減
少される。
第4図に示されたMSBアースバツフア40と
して働く回路が第6図に示されている。第6図の
回路の1部分は第2図に示したMSB電流スイツ
チ及び電流源10の回路と同様に構成されてお
り、対応素子が同じ参照番号で示されていること
が認められるであろう、然し乍ら、第6図にあつ
ては、電流スイツチ11のトランジスタ26のコ
レクタは直接にアナログアース30には接続され
ないでMSBアースバツフア40のトランジスタ
56のエミツタに接続されている。トランジスタ
56のコレクタは正の電源に接続されている。従
つて、トランジスタ26がオンにされた時にこの
トランジスタに流れる電流IWの大部分はトランジ
スタ56のコレクタの正電源+VSから流れる。
して働く回路が第6図に示されている。第6図の
回路の1部分は第2図に示したMSB電流スイツ
チ及び電流源10の回路と同様に構成されてお
り、対応素子が同じ参照番号で示されていること
が認められるであろう、然し乍ら、第6図にあつ
ては、電流スイツチ11のトランジスタ26のコ
レクタは直接にアナログアース30には接続され
ないでMSBアースバツフア40のトランジスタ
56のエミツタに接続されている。トランジスタ
56のコレクタは正の電源に接続されている。従
つて、トランジスタ26がオンにされた時にこの
トランジスタに流れる電流IWの大部分はトランジ
スタ56のコレクタの正電源+VSから流れる。
トランジスタ56のベースに流れる電流I1の量
は、重み付けされた電流IWをトランジスタ56の
電流利得βで除算した商に等しい。MSB電流ス
イツチ及び電流源10の影響からアナログアース
30を更に隔離させるため、第2のトランジスタ
58(PNPトランジスタ)を用いて電流I1が更に
分割させる。トランジスタ56のベースにトラン
ジスタ58のエミツタが接続される。トランジス
タ58のエミツタは電流源Ibiasによつて同様にバ
イアスされる。トランジスタ58のコレクタは負
の電源−VSに接続される。トランジスタ58の
ベースはアナログアース30に接続される。電流
IWに基いてアナログアース30から流れる電流I2
の影響は、重み付けされた電流IWをトランジスタ
58の電流利得βとトランジスタ56の電流利得
βとの積で除算したものに等しい。
は、重み付けされた電流IWをトランジスタ56の
電流利得βで除算した商に等しい。MSB電流ス
イツチ及び電流源10の影響からアナログアース
30を更に隔離させるため、第2のトランジスタ
58(PNPトランジスタ)を用いて電流I1が更に
分割させる。トランジスタ56のベースにトラン
ジスタ58のエミツタが接続される。トランジス
タ58のエミツタは電流源Ibiasによつて同様にバ
イアスされる。トランジスタ58のコレクタは負
の電源−VSに接続される。トランジスタ58の
ベースはアナログアース30に接続される。電流
IWに基いてアナログアース30から流れる電流I2
の影響は、重み付けされた電流IWをトランジスタ
58の電流利得βとトランジスタ56の電流利得
βとの積で除算したものに等しい。
MSBアースバツフア40の1つの作用は、ア
ナログアース30から複数個のMSB電流スイツ
チ11(1つだけが図示してある)を通して電流
の量を減少させることである。その結果、トラン
ジスタ24及び26がオン及びオフに切換えられ
る時のアナログアース電流の変動量が減少させら
れれる。更にまた、PNPトランジスタ58及び
NPNトランジスタ56を組合わせて用いること
により、トランジスタ26がオンに切換えられた
時のトランジスタ26のコレクタの電圧はトラン
ジスタ58及び56のベース−エミツタ電圧の和
となる。従つて、トランジスタ56のエミツタは
ほゞアース電位となる。トランジスタ24のコレ
クタの電圧も同様にほゞゼロボルトとなる。なぜ
ならば、演算増巾器20の+入力がアナログアー
スに接続されているために増巾器20の+入力と
−入力との電圧差がゼロになるからである。両ト
ランジスタ24及び26のコレクタは同じ電圧で
あるから、これらトランジスタはオンにされた時
には同じ量の電力を消費する。その結果、電流源
13(その近くにある電流スイツチトランジスタ
24及び26の発熱の影響を受ける)は、両トラ
ンジスタ24及び26がそれぞれオン時に同量の
電力を消費するので、これら電流スイツチトラン
ジスタによつて等しく影響を与えられることにな
り、従つて潜在的なエラーの原因が減少される。
ナログアース30から複数個のMSB電流スイツ
チ11(1つだけが図示してある)を通して電流
の量を減少させることである。その結果、トラン
ジスタ24及び26がオン及びオフに切換えられ
る時のアナログアース電流の変動量が減少させら
れれる。更にまた、PNPトランジスタ58及び
NPNトランジスタ56を組合わせて用いること
により、トランジスタ26がオンに切換えられた
時のトランジスタ26のコレクタの電圧はトラン
ジスタ58及び56のベース−エミツタ電圧の和
となる。従つて、トランジスタ56のエミツタは
ほゞアース電位となる。トランジスタ24のコレ
クタの電圧も同様にほゞゼロボルトとなる。なぜ
ならば、演算増巾器20の+入力がアナログアー
スに接続されているために増巾器20の+入力と
−入力との電圧差がゼロになるからである。両ト
ランジスタ24及び26のコレクタは同じ電圧で
あるから、これらトランジスタはオンにされた時
には同じ量の電力を消費する。その結果、電流源
13(その近くにある電流スイツチトランジスタ
24及び26の発熱の影響を受ける)は、両トラ
ンジスタ24及び26がそれぞれオン時に同量の
電力を消費するので、これら電流スイツチトラン
ジスタによつて等しく影響を与えられることにな
り、従つて潜在的なエラーの原因が減少される。
第4図に示された2次抵抗はしご回路42とし
て働く回路がLSB電流スイツチ及び電流源14
および1次抵抗はしご回路16と共に、第7図に
示されている。従来のDACでは、LSB電流スイ
ツチ及び電流源14の各“オフ”トランジスタが
直接にアナログアース30に直結されており、第
7図に示されたように2次抵抗はしご回路42を
通してアナログアースに接続されているのではな
い。それ故、或るビツトがオフにされた時は、電
流源を流れる全ての電流IWLはアナログアース3
0から発せられる。然し乍ら、或るビツトがオン
にされた時は、電流IWLの少量部分がアナログア
ース30から発せられ、電流IWLの残りの部分は
正電源+VSから発せられ、演算増巾器20、フ
イードバツク抵抗28に流れそして1次抵抗はし
ご回路16の出力端子16Aへ流れる。従つて、
電流スイツチの切換えの結果アナログアース電流
に変動が生じ、従つて公知技術について前記した
ように従来のDACの出力電圧にはエラーが生じ
ることになる。
て働く回路がLSB電流スイツチ及び電流源14
および1次抵抗はしご回路16と共に、第7図に
示されている。従来のDACでは、LSB電流スイ
ツチ及び電流源14の各“オフ”トランジスタが
直接にアナログアース30に直結されており、第
7図に示されたように2次抵抗はしご回路42を
通してアナログアースに接続されているのではな
い。それ故、或るビツトがオフにされた時は、電
流源を流れる全ての電流IWLはアナログアース3
0から発せられる。然し乍ら、或るビツトがオン
にされた時は、電流IWLの少量部分がアナログア
ース30から発せられ、電流IWLの残りの部分は
正電源+VSから発せられ、演算増巾器20、フ
イードバツク抵抗28に流れそして1次抵抗はし
ご回路16の出力端子16Aへ流れる。従つて、
電流スイツチの切換えの結果アナログアース電流
に変動が生じ、従つて公知技術について前記した
ように従来のDACの出力電圧にはエラーが生じ
ることになる。
2次抵抗はしご回路42は、LSB電流スイツ
チ及び電流源14の電流スイツチがオン状態又は
オフ状態のいずれの状態にある時にも他の状態に
おいてアナログアースに流れる電流を複製するた
めの手段を形成する。従つて、LSB電流スイツ
チ及び電流源14の或る所与のビツトの電流スイ
ツチがオフである時に、この電流スイツチがオン
であつた時にアナログアース30から1次抵抗は
しご回路16に流れた電流に等しい電流をアナロ
グアースから2次抵抗はしご回路42及び電流ス
イツチの“オフ”トランジスタに流すように作動
する。その結果、LSB電流スイツチ及び電流源
14の電流スイツチがオン状態からオフ状態に切
換わつても、或いはこれとは逆に切換わつても一
定のアナログアース電流が確保される。2次抵抗
はしご回路42の出力抵抗60はバツフアトラン
ジスタ62のエミツタに接続される。このトラン
ジスタ62のコレクタは正電源+VSに接続され
ており、従つて2次抵抗はしご回路42の出力端
子42Aへの電流は正電源+VSから発せられる。
これは1次抵抗はしご回路16の出力端子16A
への電流が正電流+VSから発せられるのと同様
である。バツフアトランジスタ62のベースは
MSBアースバツフア40(第6図)のトランジ
スタ58のエミツタに接続されており、従つてト
ランジスタ62のエミツタの電位はほゞゼロボル
トとなる。
チ及び電流源14の電流スイツチがオン状態又は
オフ状態のいずれの状態にある時にも他の状態に
おいてアナログアースに流れる電流を複製するた
めの手段を形成する。従つて、LSB電流スイツ
チ及び電流源14の或る所与のビツトの電流スイ
ツチがオフである時に、この電流スイツチがオン
であつた時にアナログアース30から1次抵抗は
しご回路16に流れた電流に等しい電流をアナロ
グアースから2次抵抗はしご回路42及び電流ス
イツチの“オフ”トランジスタに流すように作動
する。その結果、LSB電流スイツチ及び電流源
14の電流スイツチがオン状態からオフ状態に切
換わつても、或いはこれとは逆に切換わつても一
定のアナログアース電流が確保される。2次抵抗
はしご回路42の出力抵抗60はバツフアトラン
ジスタ62のエミツタに接続される。このトラン
ジスタ62のコレクタは正電源+VSに接続され
ており、従つて2次抵抗はしご回路42の出力端
子42Aへの電流は正電源+VSから発せられる。
これは1次抵抗はしご回路16の出力端子16A
への電流が正電流+VSから発せられるのと同様
である。バツフアトランジスタ62のベースは
MSBアースバツフア40(第6図)のトランジ
スタ58のエミツタに接続されており、従つてト
ランジスタ62のエミツタの電位はほゞゼロボル
トとなる。
又、13個の下位ビツトのうちの高位の4ビツト
(B4ないしB7)に対する電流スイツチだけが2
次抵抗はしご回路42に接続されていることが図
面から明らかであろう。所望される精度がこれ以
上であるかこれ以下である場合には、これ以上の
個数又はこれ以下の個数のビツトに対する電流ス
イツチをこれより大規模の2次抵抗はしご回路又
はこれより小規模の2次抵抗はしご回路にそれぞ
れ接続することができる。
(B4ないしB7)に対する電流スイツチだけが2
次抵抗はしご回路42に接続されていることが図
面から明らかであろう。所望される精度がこれ以
上であるかこれ以下である場合には、これ以上の
個数又はこれ以下の個数のビツトに対する電流ス
イツチをこれより大規模の2次抵抗はしご回路又
はこれより小規模の2次抵抗はしご回路にそれぞ
れ接続することができる。
第5図、第6図及び第7図の回路を含み、第4
図に示された各ブロツクの機能を果たす回路が第
8図(第8A図および第8B図)に示されてい
る。第8図の回路は第4図に示したブロツク図の
各素子がいかに相関しているかを一般的に示すも
のである。上位ビツトの電流スイツチ及び電流源
は参照番号10で一般的に示されている。この回
路は、それぞれ上位3個のビツトB1、B2及びB3
に対して設けられてIW1,IW2及びIW3で表わされた
重み付けされた3個の電流源13を有している。
各電流源は3個の単極双投スイツチに接続されて
いる。これら3個の単極双投スイツチはブロツク
11で一般的に示されていて、第2図について述
べたようにそれぞれ“オン”トランジスタ24と
“オフ”トランジスタ26とを備えている。各
“オン”トランジスタ24はそのエミツタを電流
源13に接続され、そのコレクタを加算点18に
接続されていてそのベースをデータライン1A,
2A及び3Aによつてそれぞれ制御される。各
“オフ”トランジスタ26はそのエミツタを電流
源13に接続され、そのコレクタをMSBアース
バツフア40に接続されていて、そのベースをデ
ータライン1B,2B及び3Bによつてそれぞれ
制御される。従つて、前に説明したように、“オ
ン”トランジスタ24の何れかの組合せがオンに
された時には、正電源+VSから、演算増巾器2
0、フイードバツク抵抗28及び“オン”トラン
ジスタ24を経て負電源−VSに至る電流路が形
成される。“オフ”トランジスタ26がオンにバ
イアスされた時には、主としてMSBアースバツ
フア40のトランジスタ56のコレクタに接続さ
れた正電源+VSから発せられた電流が、バイア
ス電流Ibiasによつてそのベースをオンにバイアス
されたトランジスタ56を通り、“オフ”トラン
ジスタ26及び電流源を通つて負電源−VSへと
流れる。アナログアース30は、MSBアースバ
ツフア40のトランジスタ56及び58の電流利
得βによつて上位ビツトB1、B2及びB3のスイツ
チング作用から本質的に分離される。MBSアー
スバツフア40のバイアス電流Ibiasは2次抵抗は
しご回路42のバツフアトランジスタ62もバイ
アスする。
図に示された各ブロツクの機能を果たす回路が第
8図(第8A図および第8B図)に示されてい
る。第8図の回路は第4図に示したブロツク図の
各素子がいかに相関しているかを一般的に示すも
のである。上位ビツトの電流スイツチ及び電流源
は参照番号10で一般的に示されている。この回
路は、それぞれ上位3個のビツトB1、B2及びB3
に対して設けられてIW1,IW2及びIW3で表わされた
重み付けされた3個の電流源13を有している。
各電流源は3個の単極双投スイツチに接続されて
いる。これら3個の単極双投スイツチはブロツク
11で一般的に示されていて、第2図について述
べたようにそれぞれ“オン”トランジスタ24と
“オフ”トランジスタ26とを備えている。各
“オン”トランジスタ24はそのエミツタを電流
源13に接続され、そのコレクタを加算点18に
接続されていてそのベースをデータライン1A,
2A及び3Aによつてそれぞれ制御される。各
“オフ”トランジスタ26はそのエミツタを電流
源13に接続され、そのコレクタをMSBアース
バツフア40に接続されていて、そのベースをデ
ータライン1B,2B及び3Bによつてそれぞれ
制御される。従つて、前に説明したように、“オ
ン”トランジスタ24の何れかの組合せがオンに
された時には、正電源+VSから、演算増巾器2
0、フイードバツク抵抗28及び“オン”トラン
ジスタ24を経て負電源−VSに至る電流路が形
成される。“オフ”トランジスタ26がオンにバ
イアスされた時には、主としてMSBアースバツ
フア40のトランジスタ56のコレクタに接続さ
れた正電源+VSから発せられた電流が、バイア
ス電流Ibiasによつてそのベースをオンにバイアス
されたトランジスタ56を通り、“オフ”トラン
ジスタ26及び電流源を通つて負電源−VSへと
流れる。アナログアース30は、MSBアースバ
ツフア40のトランジスタ56及び58の電流利
得βによつて上位ビツトB1、B2及びB3のスイツ
チング作用から本質的に分離される。MBSアー
スバツフア40のバイアス電流Ibiasは2次抵抗は
しご回路42のバツフアトランジスタ62もバイ
アスする。
13個の下位ビツトB4ないしB16に対する電流
スイツチ及び電流源はブロツク14内に示されて
いる(ビツト9ないし15に関しては同じものの繰
り返しであるから図示を省略してなる)。各下位
ビツトに対する電流源は等しく重み付けされてお
り、IWLで示されている。データライン4Aない
し16Aにより“オン”トランジスタがオンにさ
れた時に各ビツトの電流源から流れる電流は1次
抵抗はしご回路16によつて分割される。その電
流路は、アナログアース30から、1次抵抗はし
ご回路16、“オン”トランジスタ及び電流源を
経て負電源−VSに至るものであることに注意さ
れたい。同様に、13個の下位ビツトの高位の4ビ
ツトすなわちビツトB4、B5、B6及びB7の電流
スイツチ及び電流源は、第7図について前記した
ように、2次抵抗はしご回路42に接続されてい
る。
スイツチ及び電流源はブロツク14内に示されて
いる(ビツト9ないし15に関しては同じものの繰
り返しであるから図示を省略してなる)。各下位
ビツトに対する電流源は等しく重み付けされてお
り、IWLで示されている。データライン4Aない
し16Aにより“オン”トランジスタがオンにさ
れた時に各ビツトの電流源から流れる電流は1次
抵抗はしご回路16によつて分割される。その電
流路は、アナログアース30から、1次抵抗はし
ご回路16、“オン”トランジスタ及び電流源を
経て負電源−VSに至るものであることに注意さ
れたい。同様に、13個の下位ビツトの高位の4ビ
ツトすなわちビツトB4、B5、B6及びB7の電流
スイツチ及び電流源は、第7図について前記した
ように、2次抵抗はしご回路42に接続されてい
る。
更に、電圧基準回路12は、MSB及びLSBの
各電流スイツチ及び電流源10及び14の各電流
スイツチのバイアス電圧を設定する。これに加え
て、電圧基準アースバツフア38は、大部分のツ
エナーバイアス電流IZを正電源+VSから引き出す
ことによりアナログアース30から流れるツエナ
ーバイアス電流IZを減少させるように働く。
各電流スイツチ及び電流源10及び14の各電流
スイツチのバイアス電圧を設定する。これに加え
て、電圧基準アースバツフア38は、大部分のツ
エナーバイアス電流IZを正電源+VSから引き出す
ことによりアナログアース30から流れるツエナ
ーバイアス電流IZを減少させるように働く。
以上の説明は本発明の実施態様の一例に過ぎな
い。特許請求の範囲で規定された本発明の範囲か
ら逸脱せずに多数の変更を行ない得ることは当業
者に明らかであろう。
い。特許請求の範囲で規定された本発明の範囲か
ら逸脱せずに多数の変更を行ない得ることは当業
者に明らかであろう。
第1図は従来の16ビツトのデジタル−アナログ
コンバータのブロツク図、第2図は第1図に示さ
れた上位ビツト電流スイツチ及び電流源の回路
図、第3図は変化するアナログアース電流の影響
を示す式及びブロツク図、第4図は本発明に従つ
て改良された16ビツトのデジタル−アナログコン
バータのブロツク図、第5図は第4図に示された
電圧基準回路及び電圧基準アースバツフア回路を
示す回路図、第6図は第2図に類似した回路に
MSBアースバツフアを付設した回路を示す図、
第7図は第4図に示されたLSB電流スイツチ及
び電流源、1次抵抗はしご回路、及び2次抵抗は
しご回路を示す回路図、そして第8A図及び第8
B図は第4図のブロツク図を回路図として示した
図である。 10……MSB電流スイツチ及び電流源、11
……電流スイツチ、12……電圧基準回路、13
……電流源、14……LSB電流スイツチ及び電
流源、16……1次抵抗はしご回路、18……加
算点、20……演算増巾器、22……出力端子、
24……“オン”トランジスタ、26……“オ
フ”トランジスタ、38……電圧基準アースバツ
フア、40……MBSアースバツフア、42……
2次抵抗はしご回路。
コンバータのブロツク図、第2図は第1図に示さ
れた上位ビツト電流スイツチ及び電流源の回路
図、第3図は変化するアナログアース電流の影響
を示す式及びブロツク図、第4図は本発明に従つ
て改良された16ビツトのデジタル−アナログコン
バータのブロツク図、第5図は第4図に示された
電圧基準回路及び電圧基準アースバツフア回路を
示す回路図、第6図は第2図に類似した回路に
MSBアースバツフアを付設した回路を示す図、
第7図は第4図に示されたLSB電流スイツチ及
び電流源、1次抵抗はしご回路、及び2次抵抗は
しご回路を示す回路図、そして第8A図及び第8
B図は第4図のブロツク図を回路図として示した
図である。 10……MSB電流スイツチ及び電流源、11
……電流スイツチ、12……電圧基準回路、13
……電流源、14……LSB電流スイツチ及び電
流源、16……1次抵抗はしご回路、18……加
算点、20……演算増巾器、22……出力端子、
24……“オン”トランジスタ、26……“オ
フ”トランジスタ、38……電圧基準アースバツ
フア、40……MBSアースバツフア、42……
2次抵抗はしご回路。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 複数個の上位ビツト電流スイツチ及び電流源
と、複数個の下位ビツト電流スイツチ及び電流源
と、上記各下位ビツト電流スイツチ及び電流源と
アナログアースとに結合され且つその出力端子を
上記各上位ビツト電流スイツチ及び電流源の各電
流スイツチに結合された1次抵抗回路網とを備え
ており、上記各下位電流スイツチおよび電流源
は、それぞれその電流スイツチが第1の状態にあ
る時に上記1抵抗回路網に第1の電流を供給し、
コンバータのアナログ出力の発生点より前に位置
させて上記各上位ビツト電流スイツチ及び電流源
の各電流スイツチおよび上記第1抵抗回路網の出
力端子に結合された加算点が設けられているデジ
タル−アナログコンバータであつて、 アナログアースから上記各上位ビツト電流スイ
ツチ及び電流源を通して流れる電流を減少させる
ために、上記各上位ビツト電流スイツチ及び電流
源の各電流スイツチとアナログアースとに結合さ
れた上位ビツトアースバツフア手段と、 複数個の下位ビツトにおける少くとも高位のビ
ツトに対する各下位ビツト電流スイツチおよび電
流源の各電流スイツチとアナログアースと上記上
位ビツトアースバツフア手段とに結合された2次
抵抗回路網と、 を備えていて、上記2次抵抗回路網に結合された
各下位ビツト電流スイツチ及び電流源は、それぞ
れその電流スイツチが第2の状態にある時に上記
2次抵抗回路網にその電流スイツチが第1の状態
にある時のアナログアース電流の影響とほぼ等し
い影響を与える第2の電流を供給し、上記2次抵
抗回路網は、上記各下位電流スイツチ及び電流源
によるアナログアース電流の影響を、その電流ス
イツチが第1の状態および第2の状態のいづれの
状態にある時にも一定に保持させる、ことを特徴
とするデジタル−アナログコンバータ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US351542 | 1982-02-23 | ||
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