JP2005210592A - D / A converter circuit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、デジタルアナログ変換回路(以下、D/A変換回路という。)に関し、特に、抵抗ストリング方式のD/A変換回路に関する。 The present invention relates to a digital / analog conversion circuit (hereinafter referred to as a D / A conversion circuit), and more particularly to a resistance string type D / A conversion circuit.
従来の抵抗ストリング方式のD/A変換回路では、例えば、図1に示すように、抵抗ストリング1として16個の抵抗R0,R1,・・・,R15を直列に接続し、各抵抗間のノードおよび抵抗ストリング1の終端(Rrefとの接続点)に1個ずつスイッチS0,S1,・・・,S15を接続するとともに、抵抗ストリング1には基準電圧Vref4を印加する。そして、デコーダ回路3の出力コードに応じてスイッチS0〜S15の開閉を制御して、出力端子DAOUT5から基準電圧Vrefを抵抗分割したアナログ電圧を出力していた。
In a conventional resistor string type D / A converter circuit, for example, as shown in FIG. 1, 16 resistors R0, R1,..., R15 are connected in series as a
また、従来のD/A変換回路の多重化技術、すなわち、一つの抵抗ストリングを複数のD/A変換において共有する技術としては、例えば、図2に示す構成のものが知られている。図2は、一つの抵抗ストリング6(R0〜R15)から二つのアナログ電圧DAOUT1,DAOUT2を出力するために、スイッチx0〜x15,y0〜y15,SWout10〜SWout17,SWout20〜SWout27をデジタル的に制御する多重化D/A変換回路の概略構成図である。 As a conventional D / A conversion circuit multiplexing technique, that is, a technique for sharing a single resistor string in a plurality of D / A conversions, for example, the one shown in FIG. 2 is known. 2 digitally controls the switches x0 to x15, y0 to y15, SWout10 to SWout17, and SWout20 to SWout27 in order to output two analog voltages DAOUT1 and DAOUT2 from one resistor string 6 (R0 to R15). It is a schematic block diagram of a multiplexing D / A conversion circuit.
図2において、抵抗ストリング6の終端および各抵抗R0〜R15間に一個ずつ接続された第一のスイッチ群(x0〜x15)のうちの抵抗ストリング6に接続されていない側のノードを2n/2個ずつ(図2の場合n=4)短絡して、2n/2個の第一のノード群(x0〜x3,x4〜x7,x8〜x11,x12〜x15)とし、同様に、抵抗ストリング6の終端および各抵抗R0〜R15間に一個ずつ接続された第二のスイッチ群(y0〜y15)を第二のノード群(y0,y4,y8,y12と、y1,y5,y9,y13と、y2,y6,y10,y14と、y3,y7,y11,y15)とする。
In FIG. 2, the end of the
第一と第二のノード群のそれぞれを、出力スイッチ(SWout10〜SWout17,SWout20〜SWout27)を介して複数の出力端子8,9(DAOUT1,DAOUT2)に接続し、第一と第二のノード群内のスイッチが抵抗ストリング6を二箇所以上で接続しないように、すなわちノード群内で重複して接続しないように第一のスイッチ群および第二のスイッチ群を開閉制御する。
Each of the first and second node groups is connected to a plurality of
このように、D/A変換回路を多重化して各スイッチを開閉制御すれば、抵抗ストリング6に接続される制御スイッチを単純に複数倍設ける場合と比較して、制御スイッチの数を減少させ、回路面積の増加を最小限に抑えることができる(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、上記従来技術は、スイッチの数を減少させ回路面積を削減することが可能であるが、D/A変換回路を多重化させるためのスイッチ間の配線が複雑化し、スイッチおよび配線のレイアウトが困難になるという事情がある。また、多重化されたデコード値によっては、抵抗ストリング6が2ヶ所以上で接続されてしまう場合がまったくないとは言い切れないため、その場合分けを考慮して設計するとスイッチの数を大きく削減することが困難になる。そればかりか、デコード方法が複雑化してデコード回路が増大し、制御線数が増加する可能性もある。
However, although the above prior art can reduce the number of switches and reduce the circuit area, the wiring between switches for multiplexing the D / A conversion circuit is complicated, and the layout of the switches and wirings is reduced. There are circumstances that make it difficult. Also, depending on the multiplexed decoding value, it cannot be said that there is no case where the
本発明は、D/A変換回路の多重化を行なう際にそのレイアウト方法に着目することにより、多重化による配線の複雑化および回路面積の増大を最小限に抑えることができるD/A変換回路を提供することを目的とする。また、多重化によるデコーダ回路間のクロストーク、およびデコーダ回路と抵抗ストリング間の配線容量を小さくし、高速度化に適したD/A変換回路を提供することを目的とする。 The present invention focuses on the layout method when multiplexing D / A conversion circuits, thereby minimizing the complexity of wiring and the increase in circuit area due to multiplexing. The purpose is to provide. It is another object of the present invention to provide a D / A conversion circuit suitable for increasing the speed by reducing the crosstalk between the decoder circuits by multiplexing and the wiring capacitance between the decoder circuit and the resistor string.
本発明のD/A変換回路は、基準電圧を分圧する抵抗ストリングと、第一のD/A変換のために抵抗ストリングの電圧を取り出す第一の半導体スイッチと、前記第一の半導体スイッチを制御する第一のデコーダ回路と、第二のD/A変換のために抵抗ストリングの電圧を取り出す第二の半導体スイッチと、前記第二の半導体スイッチを制御する第二のデコーダ回路とからなるD/A変換回路であって、前記抵抗ストリングは、一表面の直交軸の両方向に配置され、上位側および下位側の第一と第二のデコーダ回路と、第一と第二の下位側の半導体スイッチとを、互いに抵抗ストリングを挟んで対向する位置にレイアウトする。 A D / A conversion circuit according to the present invention controls a resistor string that divides a reference voltage, a first semiconductor switch that extracts a voltage of the resistor string for the first D / A conversion, and the first semiconductor switch. A first decoder circuit, a second semiconductor switch for extracting the voltage of the resistor string for the second D / A conversion, and a second decoder circuit for controlling the second semiconductor switch. An A conversion circuit, wherein the resistor string is arranged in both directions of an orthogonal axis on one surface, and includes upper and lower first and second decoder circuits, and first and second lower semiconductor switches. Are laid out at positions facing each other across the resistor string.
本発明のD/A変換回路によれば、抵抗ストリングが一表面の直交軸の両方向に配置され、デコーダ回路と下位側の半導体スイッチとが、互いに抵抗ストリングを挟んで対向する位置にレイアウトされるため、複数のD/A変換におけるクロストークを少なくして独立的に動作させることができ、配線レイアウトを容易に行なうことができる。 According to the D / A conversion circuit of the present invention, the resistor string is arranged in both directions of the orthogonal axis on one surface, and the decoder circuit and the lower-level semiconductor switch are laid out at positions facing each other across the resistor string. Therefore, crosstalk in a plurality of D / A conversions can be reduced and operated independently, and wiring layout can be easily performed.
本発明のD/A変換回路の一態様は、回路実装面の直交軸の両方向に沿って配置され、基準電圧を分圧する抵抗ストリングと、第一のD/A変換のために前記抵抗ストリングの分圧電圧を取り出す第一の半導体スイッチと、前記第一の半導体スイッチを制御する第一のデコーダ回路と、第二のD/A変換のために前記抵抗ストリングの分圧電圧を取り出す第二の半導体スイッチと、前記第二の半導体スイッチを制御する第二のデコーダ回路とを備える。この構成によれば、基準電圧を分圧する抵抗ストリングが回路実装面の直交軸の両方向に沿って配置されるため、多重化による配線の複雑化および回路面積の増大を最小限に抑えることができる。 One aspect of the D / A conversion circuit of the present invention is arranged along both directions of the orthogonal axis of the circuit mounting surface, and includes a resistor string that divides a reference voltage, and a resistor string for the first D / A conversion. A first semiconductor switch for extracting a divided voltage; a first decoder circuit for controlling the first semiconductor switch; and a second for extracting a divided voltage of the resistor string for a second D / A conversion. A semiconductor switch; and a second decoder circuit for controlling the second semiconductor switch. According to this configuration, since the resistor string that divides the reference voltage is arranged along both directions of the orthogonal axis of the circuit mounting surface, it is possible to minimize the complexity of wiring and the increase in circuit area due to multiplexing. .
本発明において、前記第一のデコーダ回路と前記第二のデコーダ回路が、前記回路実装面上において、前記抵抗ストリングを挟んで対向する位置にレイアウトされる。この構成によれば、第一のデコーダ回路と第二のデコーダ回路が、回路実装面上において抵抗ストリングを挟んで対向する位置にレイアウトされるので、多重化によるデコーダ回路間のクロストークを低下させるとともに、デコーダ回路と抵抗ストリング間の配線容量を小さくして処理速度を高速化することができる。 In the present invention, the first decoder circuit and the second decoder circuit are laid out at positions facing each other across the resistor string on the circuit mounting surface. According to this configuration, the first decoder circuit and the second decoder circuit are laid out at positions facing each other across the resistor string on the circuit mounting surface, thereby reducing crosstalk between the decoder circuits due to multiplexing. At the same time, the processing speed can be increased by reducing the wiring capacitance between the decoder circuit and the resistor string.
本発明において、前記第一のデコーダ回路は、第一のD/A変換のために、第一の上位ビット用デコーダ回路と、第一の下位ビット用デコーダ回路とを備え、前記第二のデコーダ回路は、第二のD/A変換のために、第二の上位ビット用デコーダ回路と、第二の下位ビット用デコーダ回路とを備え、前記第一の上位ビット用デコーダ回路と前記第二の上位ビット用デコーダ回路が、前記回路実装面上において、前記抵抗ストリングを挟んで対向する位置にレイアウトされ、前記第一の下位ビット用デコーダ回路と前記第二の下位ビット用デコーダ回路が、前記回路実装面上において、前記抵抗ストリングを挟んで対向する位置にレイアウトされる。この構成によれば、第一の上位および下位ビット用デコーダ回路と第二の上位および下位ビット用デコーダ回路が、回路実装面上において抵抗ストリングを挟んで対向する位置にレイアウトされるため、多重化によるデコーダ回路間のクロストークを低下させるとともに、デコーダ回路と抵抗ストリング間の配線容量を小さくして処理速度を高速化することができる。 In the present invention, the first decoder circuit includes a first upper bit decoder circuit and a first lower bit decoder circuit for the first D / A conversion, and the second decoder The circuit includes a second upper bit decoder circuit and a second lower bit decoder circuit for the second D / A conversion, wherein the first upper bit decoder circuit and the second upper bit decoder circuit An upper bit decoder circuit is laid out on the circuit mounting surface so as to face each other across the resistor string, and the first lower bit decoder circuit and the second lower bit decoder circuit are the circuit On the mounting surface, it is laid out at positions facing each other across the resistor string. According to this configuration, the first higher-order and lower-order bit decoder circuit and the second higher-order and lower-order bit decoder circuit are laid out at positions facing each other across the resistor string on the circuit mounting surface. Can reduce the crosstalk between the decoder circuits and reduce the wiring capacitance between the decoder circuit and the resistor string, thereby increasing the processing speed.
本発明において、前記第一の半導体スイッチは、第一のD/A変換のために、第一の上位ビット用半導体スイッチと、第一の下位ビット用半導体スイッチとを備え、前記第二の半導体スイッチは、第二のD/A変換のために、第二の上位ビット用半導体スイッチと、第二の下位ビット用半導体スイッチとを備え、前記第一の下位ビット用半導体スイッチと前記第二の下位ビット用半導体スイッチが、前記回路実装面上において、前記抵抗ストリングを挟んで対向する位置にレイアウトされる。この構成によれば、第一の下位ビット用半導体スイッチと第二の下位ビット用半導体スイッチが、回路実装面上において抵抗ストリングを挟んで対向する位置にレイアウトされるため、多重化によるデコーダ回路間のクロストークを低下させるとともに、デコーダ回路と抵抗ストリング間の配線容量を小さくして処理速度を高速化することができる。 In the present invention, the first semiconductor switch includes a first upper bit semiconductor switch and a first lower bit semiconductor switch for the first D / A conversion, and the second semiconductor The switch includes a second upper bit semiconductor switch and a second lower bit semiconductor switch for the second D / A conversion, wherein the first lower bit semiconductor switch and the second lower bit semiconductor switch The lower bit semiconductor switches are laid out at positions facing each other across the resistor string on the circuit mounting surface. According to this configuration, the first lower bit semiconductor switch and the second lower bit semiconductor switch are laid out at positions facing each other across the resistor string on the circuit mounting surface. And the processing speed can be increased by reducing the wiring capacitance between the decoder circuit and the resistor string.
さらに、本発明は、前記第一の半導体スイッチにより取り出された電圧が供給される第一のローパスフィルタと、前記第一のローパスフィルタの出力を外部回路に供給する第一のバッファアンプと、前記第二の半導体スイッチにより取り出された電圧が供給される第二のローパスフィルタと、前記第二のローパスフィルタの出力を外部回路に供給する第二のバッファアンプとを備える。この構成によれば、第一と第二の半導体スイッチにより取り出された電圧が供給される第一と第二のローパスフィルタと、第一と第二のローパスフィルタの出力を外部回路に供給する第一と第二のバッファアンプとを備えるため、クロストークの周波数成分が外部回路に出力されることを防止することができる。 Furthermore, the present invention provides a first low-pass filter to which a voltage extracted by the first semiconductor switch is supplied, a first buffer amplifier that supplies an output of the first low-pass filter to an external circuit, A second low-pass filter to which the voltage extracted by the second semiconductor switch is supplied; and a second buffer amplifier that supplies an output of the second low-pass filter to an external circuit. According to this configuration, the first and second low-pass filters to which the voltages extracted by the first and second semiconductor switches are supplied, and the outputs of the first and second low-pass filters are supplied to the external circuit. Since the first and second buffer amplifiers are provided, it is possible to prevent the crosstalk frequency component from being output to the external circuit.
また、本発明は、前記第一の半導体スイッチにより取り出された電圧が供給される第一のサンプル・ホールド回路と、前記第一のサンプル・ホールド回路の出力を外部回路に供給する第一のバッファアンプと、前記第二の半導体スイッチにより取り出された電圧が供給される第二のサンプル・ホールド回路と、前記第二のサンプル・ホールド回路の出力を外部回路に供給する第二のバッファアンプとを備える。この構成によれば、第一と第二の半導体スイッチにより取り出された電圧が供給される第一と第二のサンプル・ホールド回路と、第一と第二のサンプル・ホールド回路の出力を外部回路に供給する第一と第二のバッファアンプとを備えるので、クロストークの周波数成分が外部回路に出力されることを防止することができる。 The present invention also provides a first sample and hold circuit to which a voltage extracted by the first semiconductor switch is supplied, and a first buffer for supplying an output of the first sample and hold circuit to an external circuit. An amplifier, a second sample-and-hold circuit to which a voltage extracted by the second semiconductor switch is supplied, and a second buffer amplifier that supplies an output of the second sample-and-hold circuit to an external circuit Prepare. According to this configuration, the first and second sample and hold circuits to which the voltages extracted by the first and second semiconductor switches are supplied, and the outputs of the first and second sample and hold circuits are connected to the external circuit. Since the first and second buffer amplifiers supplied to the first and second buffer amplifiers are provided, it is possible to prevent the frequency component of the crosstalk from being output to the external circuit.
本発明において、前記第一のD/A変換と前記第二のD/A変換におけるビット数が異なることが好ましい。この構成によれば、ビット数が異なる場合でも、ビットが多い第一のD/A変換部のレイアウトを元に、ビット数が少ない第二のD/A変換部と抵抗ストリングの電圧の取り出し位置を決定するだけで、ビット数が同じ場合と比較して大きな変更を行なう必要がなく簡単にレイアウトすることができる。 In the present invention, the number of bits in the first D / A conversion and the second D / A conversion are preferably different. According to this configuration, even if the number of bits is different, based on the layout of the first D / A conversion unit with a large number of bits, the voltage extraction position of the second D / A conversion unit with a small number of bits and the resistor string As a result, it is possible to easily lay out the layout without making a large change compared to the case where the number of bits is the same.
本発明によれば、第一と第二のデコーダ回路が抵抗ストリングを挟んで対向する位置にレイアウトされるため、複数のD/A変換における相互作用を少なくして独立的に動作させることができる。 According to the present invention, since the first and second decoder circuits are laid out at positions facing each other across the resistor string, they can be operated independently with less interaction in a plurality of D / A conversions. .
また、第一と第二のデコーダ回路間におけるクロストークを少なくして独立的に動作させることができるため、配線レイアウトを容易に行なうことができるとともに配線ピッチを最小とすることができる。 In addition, since the crosstalk between the first and second decoder circuits can be reduced and operated independently, the wiring layout can be easily performed and the wiring pitch can be minimized.
また、抵抗ストリングを複数のD/A変換において共有することにより、複数のD/A変換を行なうシステムLSIにおける抵抗ストリング部の消費電流を抑え、システムLSIの消費電力を低下させることができる。 Further, by sharing the resistor string in a plurality of D / A conversions, the current consumption of the resistor string portion in the system LSI that performs a plurality of D / A conversions can be suppressed, and the power consumption of the system LSI can be reduced.
(実施の形態1)
図3は、本発明の第1の実施形態を説明するためのD/A変換回路の概略構成を示す説明図である。なお、図3では、4ビットのD/A変換回路を例として説明しているが、さらに多くのビット数で構成することも可能である。
(Embodiment 1)
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a D / A conversion circuit for explaining the first embodiment of the present invention. In FIG. 3, a 4-bit D / A conversion circuit is described as an example, but it may be configured with a larger number of bits.
本実施形態のD/A変換回路は、終端抵抗Rrefに接続され基準電圧Vref15を分圧する抵抗ストリングRM0〜RM15と、D/A変換のために各抵抗端の電圧を取り出す上位ビット用半導体スイッチSU0〜SU15および下位ビット用半導体スイッチSL0〜SL3と、上位ビット用半導体スイッチSU0〜SU15を制御する上位ビット用デコーダ回路11と、下位ビット用半導体スイッチSL0〜SL3を制御する下位ビット用デコーダ回路12とを備える。
The D / A converter circuit of this embodiment includes a
抵抗ストリングRM0〜RM15は、集積回路表面の直交軸(x,y軸)の両方向に沿ってマトリクス状に配置され、上位ビット用デコーダ回路11と、下位ビット用デコーダ回路12および下位ビット用半導体スイッチ13(SL0〜SL3)とが、抵抗ストリングRM0〜RM15を挟んで直角方向に配置されるようにレイアウトされる。
抵抗ストリングRM0〜RM15、上位ビット用デコーダ回路11、下位ビット用デコーダ回路12および下位ビット用半導体スイッチ13を、上記のようにレイアウトすることにより、配線系を単純化し、下位ビット用デコーダ回路12および下位ビット用半導体スイッチ13のレイアウトを容易に行なうことができる。
また、抵抗ストリングRM0〜RM15をマトリクス状に配置することにより、従来に比べ、上位ビット用半導体スイッチSU0〜SU15の配線数を減らすことができる。抵抗マトリクスの上位ビット数(配線数)、下位ビット(配線数)数の関係を次式に示す。
Further, a
2^NUp=2^N/(2^NLow)・・・式1
ただし、D/A変換回路のビット数をN、上位ビット数(配線数)をNUp下位ビット数(配線数)をNLowとする。
2 ^ N Up = 2 ^ N / (2 ^ N Low ) ...
However, the number of bits of the D / A conversion circuit is N, the number of upper bits (number of wires) is N Up, and the number of lower bits (number of wires) is N Low .
上式からわかるように、上位ビットの制御配線数は、下位ビット数に応じて大幅に削減できる。このため、多重化による配線増は、図1に示すような単純なストリング構成よりも抵抗マトリクス構成のほうが少なくて済む。したがって、D/A変換回路を抵抗マトリクス構成により多重化することにより、小面積化が可能になるとともにレイアウトも容易となる。 As can be seen from the above equation, the number of control wirings for the upper bits can be greatly reduced according to the number of lower bits. For this reason, the number of wiring increases due to multiplexing is less in the resistance matrix configuration than in the simple string configuration as shown in FIG. Therefore, by multiplexing the D / A conversion circuit with the resistance matrix configuration, the area can be reduced and the layout can be facilitated.
(実施の形態2)
図4は、本発明の第2の実施形態を説明するためのD/A変換回路の概略構成を示す説明図である。なお、図4では、4ビットのD/A変換回路の二重化を例として説明しているが、さらに多くのビット数、および多重化数で構成することも可能である。
(Embodiment 2)
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a D / A conversion circuit for explaining a second embodiment of the present invention. In FIG. 4, the duplication of the 4-bit D / A conversion circuit is described as an example, but it is also possible to configure with a larger number of bits and the number of multiplexing.
本実施形態のD/A変換回路は、基準電圧Vref24を分圧する抵抗ストリングRM0〜RM15と、第一のD/A変換のために各抵抗端の電圧を取り出す第一の半導体スイッチSU10〜SU115,SL10〜SL13と、第一の半導体スイッチを制御する第一のデコーダ回路17,18と、第二のD/A変換のために各抵抗端の電圧を取り出す第二の半導体スイッチSU20〜SU215,SL20〜SL23と、第二の半導体スイッチ回路を制御する第二のデコーダ回路19,20とを備える。
The D / A conversion circuit of this embodiment includes a
抵抗ストリングRM0〜RM15は、集積回路表面の直交軸(x,y軸)の両方向に沿ってマトリクス状に配置され、第一のD/A変換のための上位ビット用デコーダ回路17および下位ビット用デコーダ回路18と、第二のD/A変換のための上位ビット用デコーダ回路19および下位ビット用デコーダ回路20が、それぞれ、抵抗ストリングRM0〜RM15を挟んで対向する位置にレイアウトされる。
また、第一のD/A変換のための下位ビット用半導体スイッチ21(SL10〜SL13)と、第二のD/A変換のための下位ビット用半導体スイッチ22(SL20〜SL23)が、抵抗ストリングRM0〜RM15を挟んで対向する位置にレイアウトされる。
Further, the lower bit semiconductor switch 21 (
このようにレイアウトすることにより、半導体スイッチのゲート間配線、およびアナログ出力となる半導体スイッチのドレインから出力端子までの配線が単純となり、下位ビット用デコーダ回路18,20および半導体スイッチのレイアウトが簡単となる。
This layout simplifies the wiring between the gates of the semiconductor switch and the wiring from the drain of the semiconductor switch to be an analog output to the output terminal, and the layout of the lower
また、第一のデコーダ回路17,18と第二のデコーダ回路19,20が、抵抗ストリングRM0〜RM15を挟んで正反対の位置にあるため、第一のデコーダ回路17,18と第二のデコーダ回路19,20間は相互の影響を受けず独立とみなすことができる。これは、第一、第二のD/A変換を非同期かつ高速で動作させる際に問題となるデコーダ回路間のクロストークによるミスラッチについて考慮する必要がないことを意味する。このため、デコーダ回路のレイアウトが容易となり、配線ピッチを最小とすることができる。
Further, the
さらに、第一の下位ビット用半導体スイッチ21と第二の下位ビット用半導体スイッチ22のドレイン側出力と出力端子25,26間の配線についても、抵抗ストリングRM0〜RM15を介して正反対に位置するため相互の影響を受けずに独立に存在しているとみなすことができる。したがって、第一、第二のD/A変換を非同期で行なう際に、下位ビット半導体スイッチ21,22のグリッジがアナログ出力へ回り込み、出力が不安定化することを防止することができる。
Further, the drain side outputs of the first lower
(実施の形態3)
図5は、本発明の第3の実施形態を説明するためのD/A変換回路の概略構成を示す説明図である。本実施形態は、図4に示したD/A変換回路のクロストークをさらに削減するものである。
(Embodiment 3)
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a D / A conversion circuit for explaining a third embodiment of the present invention. In the present embodiment, the crosstalk of the D / A conversion circuit shown in FIG. 4 is further reduced.
図4に示したD/A変換回路において、上位ビット用半導体スイッチSU10〜SU115,SU20〜SU215のアナログ出力の配線27〜34は、第一、第二のD/A変換のために隣り合って配線されており、配線間容量によるクロストークが存在する。これは、アナログ出力の配線27〜34が、狭ピッチで長距離並走するためである。
In the D / A conversion circuit shown in FIG. 4, the analog output wires 27 to 34 of the upper bit
そこで、本実施形態のD/A変換回路では、図5に示すように、第一のD/A変換のための上位ビット用半導体スイッチSU10〜SU115のアナログ出力配線45〜48と、第二のD/A変換のための上位ビット用半導体スイッチSU20〜SU215のアナログ出力配線49〜52を分離する。
Therefore, in the D / A conversion circuit of this embodiment, as shown in FIG. 5, the analog output wirings 45 to 48 of the upper bit
このようにレイアウトすることで、第一と第二のD/A変換における配線間容量を下げることができる。したがって、第一の第二のD/A変換を非同期で行なう際に、上位ビット用半導体スイッチのグリッジが互いのアナログ出力へ回り込み、出力が不安定化するクロストークの問題を低減することができる。 By laying out in this way, the inter-wiring capacitance in the first and second D / A conversions can be reduced. Therefore, when the first second D / A conversion is performed asynchronously, the glitch of the upper bit semiconductor switch wraps around each other's analog output, and the problem of crosstalk in which the output becomes unstable can be reduced. .
(実施の形態4)
図6は、本発明の第4の実施形態を説明するためのD/A変換回路の概略構成を示す説明図である。本実施形態のD/A変換回路は、図4に示したD/A変換回路の各々のアナログ出力DAOUT1,DAOUT2の経路に、LPF(ローパスフィルタ)63,65と、バッファアンプ64,66を挿入することを特徴とする。
(Embodiment 4)
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a D / A conversion circuit for explaining a fourth embodiment of the present invention. In the D / A conversion circuit of this embodiment, LPFs (low-pass filters) 63 and 65 and
図4に示したD/A変換回路のアナログ出力では、D/A変換回路の多重化によるクロストークの影響を完全に打ち消すことができない場合がある。そこで、各D/A変換部のアナログ出力経路に、クロストークの周波数をFn、LPF63,65のカットオフ周波数をFcとする場合に、
Fc<<Fn・・・式2
の関係をもったLPF63,65を追加することにより、クロストークの周波数成分が出力に現れることを大きく減衰させることができる。これは、本実施形態のD/A変換回路を制御用D/A変換回路として用いるときに特に有効である。
The analog output of the D / A conversion circuit shown in FIG. 4 may not completely cancel the influence of crosstalk due to multiplexing of the D / A conversion circuit. Therefore, in the analog output path of each D / A converter, when the crosstalk frequency is F n and the cutoff frequency of the
F c << F n ...
By adding the
(実施の形態5)
図7は、本発明の第5の実施形態を説明するためのD/A変換回路の概略構成を示す説明図である。本実施形態のD/A変換回路は、図4に示したD/A変換回路の各々のアナログ出力DAOUT1,DAOUT2の経路に、第一、第二のD/A変換部のストローブ信号(S/H制御信号)で動作するサンプル・ホールド回路77,79と、バッファアンプ78,80を挿入することを特徴とする。
(Embodiment 5)
FIG. 7 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a D / A conversion circuit for explaining a fifth embodiment of the present invention. The D / A converter circuit of the present embodiment has strobe signals (S / S) of the first and second D / A converters on the paths of the analog outputs DAOUT1 and DAOUT2 of the D / A converter circuit shown in FIG. It is characterized in that sample and hold
図4に示したD/A変換回路のアナログ出力では、D/A変換回路の多重化によるクロストークの影響を完全に打ち消すことができない場合がある。そこで、各D/A変換部の出力経路に、クロストークの周波数をFn、サンプル・ホールド回路77,79のホールド時間をTsとする場合に、
Ts>>1/Fn・・・式3
の関係をもったサンプル・ホールド回路77,79を追加し、第一と第二のD/A変換の動作を行なう期間に、出力端子75,76と抵抗ストリング部を分断する。これによって、出力端子75,76に回り込むクロストークをさらに抑えることが可能となる。
The analog output of the D / A conversion circuit shown in FIG. 4 may not completely cancel the influence of crosstalk due to multiplexing of the D / A conversion circuit. Therefore, when the crosstalk frequency is F n and the hold times of the sample and hold
T s >> 1 / F n Formula 3
The sample and hold
(実施の形態6)
図8は、本発明の第6の実施形態を説明するためのD/A変換回路の概略構成を示す説明図である。本実施形態のD/A変換回路は、図4に示したD/A変換回路において、第一のD/A変換のビット数を4ビット、第二のD/A変換のビット数を3ビットとし、ビット数が異なるD/A変換を多重化により行なうことを特徴とする。
(Embodiment 6)
FIG. 8 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a D / A conversion circuit for explaining a sixth embodiment of the present invention. The D / A conversion circuit of the present embodiment is the same as the D / A conversion circuit shown in FIG. 4 except that the first D / A conversion has 4 bits and the second D / A conversion has 3 bits. And D / A conversion with different number of bits is performed by multiplexing.
本実施形態のD/A変換回路のレイアウト方法では、各D/A変換部が抵抗ストリングを挟みお互いに独立と考えられるため、ビット数が異なる場合でも、ビットが多い第一のD/A変換部のレイアウトを元に、ビット数が少ない第二のD/A変換部と抵抗ストリングの電圧の取り出し位置を決定するだけで、ビット数が同じ場合と比較して大きな変更を行なう必要がなく簡単にレイアウトすることができる。 In the D / A conversion circuit layout method of this embodiment, each D / A conversion unit is considered to be independent from each other with a resistor string interposed therebetween. Therefore, even when the number of bits is different, the first D / A conversion with many bits Based on the layout of the part, the second D / A converter with a small number of bits and the position of extracting the voltage of the resistor string are only determined, and there is no need to make a large change compared to the case where the number of bits is the same. Can be laid out.
また、抵抗ストリング内部の抵抗分割数は高ビット側の第一のD/A変換部のビット数で決定されるため、高ビット側の精度を満たすよう設計することで、低ビット側のD/A変換部の精度に対して問題は生じない。 In addition, since the resistance division number inside the resistor string is determined by the number of bits of the first D / A converter on the high bit side, by designing to satisfy the accuracy on the high bit side, the D / There is no problem with the accuracy of the A converter.
本発明のD/A変換回路は、第一と第二のデコーダ回路が抵抗ストリングを挟んで対向する位置にレイアウトされるため、複数のD/A変換における相互作用を少なくして独立的に動作させることができるという効果を有し、抵抗ストリング方式のD/A変換回路等として有用である。 The D / A converter circuit of the present invention is laid out at a position where the first and second decoder circuits are opposed to each other across the resistor string, so that the D / A converter circuit operates independently with less interaction in a plurality of D / A conversions. This is useful as a resistor string type D / A conversion circuit.
1,6 抵抗ストリング
2,7 半導体スイッチ
3 デコーダ回路
4,10,15,24,42,60,74,88 基準電圧Vref
5,16 出力端子
8 第一のD/A変換用の出力端子
9 第二のD/A変換用の出力端子
11 上位ビット用デコーダ回路
12 下位ビット用デコーダ回路
13 下位ビット用半導体スイッチ
14,23,41,59,73,87 抵抗ストリングと上位ビット用半導体スイッチ
17,35,53,67,81 第一のD/A変換用の上位ビットデコーダ回路
18,36,54,68,82 第一のD/A変換用の下位ビットデコーダ回路
19,37,55,69,83 第二のD/A変換用の上位ビットデコーダ回路
20,38,56,70,84 第二のD/A変換用の下位ビットデコーダ回路
21,39,57,71,85 第一のD/A変換用の下位ビット半導体スイッチ
22,40,58,72,86 第二のD/A変換用の下位ビット半導体スイッチ
25,43,61,75,89 第一のD/A変換用の出力端子
26,44,62,76,90 第二のD/A変換用の出力端子
27〜30,45〜48 第一のD/A変換用上位ビットアナログ出力配線
31〜34,49〜52 第二のD/A変換用上位ビットアナログ出力配線
63 第一のD/A変換用LPF
65 第二のD/A変換用LPF
64,78 第一のD/A変換用バッファアンプ
66,80 第二のD/A変換用バッファアンプ
77 第一のD/A変換用サンプル・ホールド回路
78 第二のD/A変換用サンプル・ホールド回路
1, 6
5, 16
65 Second LPF for D / A conversion
64, 78 First D / A
Claims (7)
第一のD/A変換のために前記抵抗ストリングの分圧電圧を取り出す第一の半導体スイッチと、
前記第一の半導体スイッチを制御する第一のデコーダ回路と、
第二のD/A変換のために前記抵抗ストリングの分圧電圧を取り出す第二の半導体スイッチと、
前記第二の半導体スイッチを制御する第二のデコーダ回路と、
を備えるD/A変換回路。 A resistor string that is arranged along both directions of the orthogonal axis of the circuit mounting surface and divides the reference voltage;
A first semiconductor switch for extracting a divided voltage of the resistor string for a first D / A conversion;
A first decoder circuit for controlling the first semiconductor switch;
A second semiconductor switch for extracting a divided voltage of the resistor string for a second D / A conversion;
A second decoder circuit for controlling the second semiconductor switch;
A D / A conversion circuit comprising:
前記第一のデコーダ回路と前記第二のデコーダ回路が、前記回路実装面上において、前記抵抗ストリングを挟んで対向する位置にレイアウトされるD/A変換回路。 A D / A converter circuit according to claim 1,
A D / A conversion circuit in which the first decoder circuit and the second decoder circuit are laid out at positions facing each other across the resistor string on the circuit mounting surface.
前記第一のデコーダ回路は、第一のD/A変換のために、第一の上位ビット用デコーダ回路と、第一の下位ビット用デコーダ回路とを備え、
前記第二のデコーダ回路は、第二のD/A変換のために、第二の上位ビット用デコーダ回路と、第二の下位ビット用デコーダ回路とを備え、
前記第一の上位ビット用デコーダ回路と前記第二の上位ビット用デコーダ回路が、前記回路実装面上において、前記抵抗ストリングを挟んで対向する位置にレイアウトされ、
前記第一の下位ビット用デコーダ回路と前記第二の下位ビット用デコーダ回路が、前記回路実装面上において、前記抵抗ストリングを挟んで対向する位置にレイアウトされるD/A変換回路。 A D / A converter circuit according to claim 1,
The first decoder circuit includes a first upper bit decoder circuit and a first lower bit decoder circuit for a first D / A conversion,
The second decoder circuit includes a second upper bit decoder circuit and a second lower bit decoder circuit for the second D / A conversion,
The first upper bit decoder circuit and the second upper bit decoder circuit are laid out at positions facing each other across the resistor string on the circuit mounting surface,
A D / A conversion circuit in which the first lower bit decoder circuit and the second lower bit decoder circuit are laid out at positions facing each other across the resistor string on the circuit mounting surface.
前記第一の半導体スイッチは、第一のD/A変換のために、第一の上位ビット用半導体スイッチと、第一の下位ビット用半導体スイッチとを備え、
前記第二の半導体スイッチは、第二のD/A変換のために、第二の上位ビット用半導体スイッチと、第二の下位ビット用半導体スイッチとを備え、
前記第一の下位ビット用半導体スイッチと前記第二の下位ビット用半導体スイッチが、前記回路実装面上において、前記抵抗ストリングを挟んで対向する位置にレイアウトされるD/A変換回路。 A D / A converter circuit according to claim 1,
The first semiconductor switch includes a first upper bit semiconductor switch and a first lower bit semiconductor switch for the first D / A conversion,
The second semiconductor switch includes a second upper bit semiconductor switch and a second lower bit semiconductor switch for the second D / A conversion,
A D / A conversion circuit in which the first lower bit semiconductor switch and the second lower bit semiconductor switch are laid out at positions facing each other across the resistor string on the circuit mounting surface.
前記第一の半導体スイッチにより取り出された電圧が供給される第一のローパスフィルタと、
前記第一のローパスフィルタの出力を外部回路に供給する第一のバッファアンプと、
前記第二の半導体スイッチにより取り出された電圧が供給される第二のローパスフィルタと、
前記第二のローパスフィルタの出力を外部回路に供給する第二のバッファアンプとを備えるD/A変換回路。 A D / A converter circuit according to claim 1,
A first low-pass filter to which the voltage extracted by the first semiconductor switch is supplied;
A first buffer amplifier for supplying an output of the first low-pass filter to an external circuit;
A second low-pass filter to which the voltage extracted by the second semiconductor switch is supplied;
A D / A conversion circuit comprising: a second buffer amplifier that supplies an output of the second low-pass filter to an external circuit.
前記第一の半導体スイッチにより取り出された電圧が供給される第一のサンプル・ホールド回路と、
前記第一のサンプル・ホールド回路の出力を外部回路に供給する第一のバッファアンプと、
前記第二の半導体スイッチにより取り出された電圧が供給される第二のサンプル・ホールド回路と、
前記第二のサンプル・ホールド回路の出力を外部回路に供給する第二のバッファアンプとを備えるD/A変換回路。 A D / A converter circuit according to claim 1,
A first sample and hold circuit to which the voltage extracted by the first semiconductor switch is supplied;
A first buffer amplifier for supplying an output of the first sample and hold circuit to an external circuit;
A second sample and hold circuit to which the voltage extracted by the second semiconductor switch is supplied;
A D / A conversion circuit comprising: a second buffer amplifier that supplies an output of the second sample and hold circuit to an external circuit.
前記第一のD/A変換と前記第二のD/A変換におけるビット数が異なるD/A変換回路。 A D / A converter circuit according to claim 1,
A D / A conversion circuit having a different number of bits in the first D / A conversion and the second D / A conversion.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2004017009A JP2005210592A (en) | 2004-01-26 | 2004-01-26 | D / A converter circuit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2004017009A JP2005210592A (en) | 2004-01-26 | 2004-01-26 | D / A converter circuit |
Publications (1)
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|---|---|
| JP2005210592A true JP2005210592A (en) | 2005-08-04 |
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| JP (1) | JP2005210592A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2020507247A (en) * | 2017-01-06 | 2020-03-05 | 日本テキサス・インスツルメンツ合同会社 | Area efficient digital analog and analog digital converter |
-
2004
- 2004-01-26 JP JP2004017009A patent/JP2005210592A/en active Pending
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