JPH0738585B2 - デジタル/アナログ変換装置 - Google Patents
デジタル/アナログ変換装置Info
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- JPH0738585B2 JPH0738585B2 JP61250096A JP25009686A JPH0738585B2 JP H0738585 B2 JPH0738585 B2 JP H0738585B2 JP 61250096 A JP61250096 A JP 61250096A JP 25009686 A JP25009686 A JP 25009686A JP H0738585 B2 JPH0738585 B2 JP H0738585B2
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- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
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Classifications
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- 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
- H03M1/682—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 both converters being of the unary decoded type
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- 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
- H03M1/74—Simultaneous conversion
- H03M1/76—Simultaneous conversion using switching tree
- H03M1/765—Simultaneous conversion using switching tree using a single level of switches which are controlled by unary decoded digital signals
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Analogue/Digital Conversion (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は特性改善を図ったデジタル/アナログ変換装置
に関する。
に関する。
D/A変換器として、例えば、入力されたデータを上位桁
側と下位桁側の2つに分け、それぞれ別々にD/A変換器
に入力して2つのアナログデータを得た後、減衰器等に
よって上位側と下位側のアナログデータの相対比をとっ
た上で加算器等で加算して一つのアナログデータを出力
するものがある。
側と下位桁側の2つに分け、それぞれ別々にD/A変換器
に入力して2つのアナログデータを得た後、減衰器等に
よって上位側と下位側のアナログデータの相対比をとっ
た上で加算器等で加算して一つのアナログデータを出力
するものがある。
例えば、第4図はこのD/A変換器を示し、A0〜A7はデジ
タルデータの入力端子、1はアナログデータの出力端
子、21は上位側D/A変換器、22は下位側D/A変換器、23は
D/A変換器22の出力を受け、D/A変換器21、22のスケーリ
ングを行うための減衰器(この場合は1/24)、24は減衰
器23の出力と上位側4bitのD/A変換器21の出力データを
受けて1つのアナログデータにする加算器である。
タルデータの入力端子、1はアナログデータの出力端
子、21は上位側D/A変換器、22は下位側D/A変換器、23は
D/A変換器22の出力を受け、D/A変換器21、22のスケーリ
ングを行うための減衰器(この場合は1/24)、24は減衰
器23の出力と上位側4bitのD/A変換器21の出力データを
受けて1つのアナログデータにする加算器である。
以上の構成において、入力端子A0〜A7にハイまたはロー
のビットのデジタルデータが印加されると、入力端子A0
〜A3に入力されたデジタルデータを下位側4ビットのD/
A変換器22が受け、入力端子A4〜A7に入力されたデジタ
ルデータを上位側4ビットの変換器21が受ける。2つの
D/A変換器21、22では入力されたデジタルデータに対応
するアナログデータが出力される。下位側4ビットのD/
A変換器22の出力は、上位側4ビットのD/A変換器21の出
力に対して1/24の重みでなくてはならないので、減衰器
23に入力して1/24の値となる。減衰器23の出力と上位側
4ビットのD/A変換器21の出力は、加算器24に入力して
一つのアナログデータとなってアナログデータの出力端
子1に出力される。
のビットのデジタルデータが印加されると、入力端子A0
〜A3に入力されたデジタルデータを下位側4ビットのD/
A変換器22が受け、入力端子A4〜A7に入力されたデジタ
ルデータを上位側4ビットの変換器21が受ける。2つの
D/A変換器21、22では入力されたデジタルデータに対応
するアナログデータが出力される。下位側4ビットのD/
A変換器22の出力は、上位側4ビットのD/A変換器21の出
力に対して1/24の重みでなくてはならないので、減衰器
23に入力して1/24の値となる。減衰器23の出力と上位側
4ビットのD/A変換器21の出力は、加算器24に入力して
一つのアナログデータとなってアナログデータの出力端
子1に出力される。
しかし、従来のD/A変換器によれば、第5図(a)、
(b)に示うように出力の原点0、換言すれば、出力の
中点を結んで下位側4ビットのデータが繰り上がる点に
おいて誤差が発生するため、入力するデジタルデータの
信号レベルが小さいとき、例えば、信号レベルの小さい
デジタル化した音声信号を再生するときアナログ出力0
の点付近で微小に変化するためにS/Nが小さく、かつ、
歪を有するアナログ出力が得られるという不都合があ
る。
(b)に示うように出力の原点0、換言すれば、出力の
中点を結んで下位側4ビットのデータが繰り上がる点に
おいて誤差が発生するため、入力するデジタルデータの
信号レベルが小さいとき、例えば、信号レベルの小さい
デジタル化した音声信号を再生するときアナログ出力0
の点付近で微小に変化するためにS/Nが小さく、かつ、
歪を有するアナログ出力が得られるという不都合があ
る。
尚、前述の誤差は、例えば、D/A変換器21、22のフルス
ケールが一致しないこと、減衰器が誤差を有すること、
上記側4ビットのD/A変換器21の1ビットが誤差を有す
ること等のために発生すると考えられる。
ケールが一致しないこと、減衰器が誤差を有すること、
上記側4ビットのD/A変換器21の1ビットが誤差を有す
ること等のために発生すると考えられる。
本発明は上記に鑑みてなされたものであり、アナログ出
力の特性改善を図るため、アナログ出力の原点0を移動
させたデジタル/アナログ変換装置を提供するものであ
る。
力の特性改善を図るため、アナログ出力の原点0を移動
させたデジタル/アナログ変換装置を提供するものであ
る。
本発明においては、アナログ出力の誤差の発生を移動し
た新しい原点に対称に近いパターンにし、また、原点0
の移動に基づくアナログ出力のオーバフローにおいて
も、精度の高いD/A変換器を使用する必要性をなくし、
それによってコストアップになるのを抑えている。
た新しい原点に対称に近いパターンにし、また、原点0
の移動に基づくアナログ出力のオーバフローにおいて
も、精度の高いD/A変換器を使用する必要性をなくし、
それによってコストアップになるのを抑えている。
以下、本発明のデジタル/アナログ変換装置を詳細に説
明する。
明する。
第1図は本発明の第1の実施例を示し、A0〜A7はデジタ
ルデータの入力端子、H1はアナログ出力の中点に対応す
るビットに補正用デジタルデータを入力する入力端子、
1はアナログデータの出力端子、1〜5は桁上がりが
連続したハーフアダー、6はD/A変換器である。D/A変換
器6において、7は上位側デコーダ、8は下位側デコー
ダ、9及び10は抵抗分圧方式のD/A変換器、11はD/A変換
器6からの2つの出力を加算する加算器、12、13はバイ
アス電源、14は減衰器である。D/A変換器9、10におい
て、バイアス電源12、13の電位を抵抗15、16で分圧し、
また、分圧値を出力するMOS トランジスタ17、18が設け
られている。ここで、ハーフアダー回路1〜5は排他的
論理和回路EOと、ナンド回路Nと、インバータIより構
成され、インバータIの出力は桁上げ用の端子である。
入力端子A0〜A7に入力するデジタルデータは「0000000
0」〜「11111111」の8ビットの信号であり、中点の値
は「10000000」となる。
ルデータの入力端子、H1はアナログ出力の中点に対応す
るビットに補正用デジタルデータを入力する入力端子、
1はアナログデータの出力端子、1〜5は桁上がりが
連続したハーフアダー、6はD/A変換器である。D/A変換
器6において、7は上位側デコーダ、8は下位側デコー
ダ、9及び10は抵抗分圧方式のD/A変換器、11はD/A変換
器6からの2つの出力を加算する加算器、12、13はバイ
アス電源、14は減衰器である。D/A変換器9、10におい
て、バイアス電源12、13の電位を抵抗15、16で分圧し、
また、分圧値を出力するMOS トランジスタ17、18が設け
られている。ここで、ハーフアダー回路1〜5は排他的
論理和回路EOと、ナンド回路Nと、インバータIより構
成され、インバータIの出力は桁上げ用の端子である。
入力端子A0〜A7に入力するデジタルデータは「0000000
0」〜「11111111」の8ビットの信号であり、中点の値
は「10000000」となる。
以上の構成において、入力端子A0〜A7にハイまたはロー
のデジタルデータが印加されると入力端子A0〜A2に入力
されたデジタルデータを下位側デコーダ8が受け、入力
端子A3〜A7に入力されたデジタルデータをハーフアダー
回路1〜5が受ける。補正用デジタルデータの入力端子
H1には常にハイを印加しておく。ハーフアダー回路5で
入力端子H1と入力端子A3のデジタルデータのデジタル的
な加算が実行される。桁上りがある場合、ハーフアダー
回路5内のインバータIの出力がハイとなり、次のハー
フアダー回路4の2入力ナントゲートN及び2入力排他
的論理和回路EOに入力される。かかる動作はハーフアダ
ー回路1迄繰り返される。ハーフアダー回路1〜5によ
ってA0〜A7に入力されたデジタルデータと、入力端子H1
に入力された補正用デジタルデータが加算され、ハーフ
アダー回路1の桁上り出力、つまり、ハーフアダー回路
1のインバータ出力を含めて1桁多くなっハフーフアダ
ー回路1〜5の出力がD/A変換器6に入力される。入力
端子A0〜A2及びハーフアダー回路5の出力の4つのデジ
タルデータは下位側デコーダ8へ、ハーフアダー回路1
〜4の出力は上位側デコーダ7に入力される。入力した
デジタルデータに対応する信号線が各々1本ずつデコー
ダ7、8で選択され、選択された信号線のMOS トランジ
スタ17、18のみがスイッチをオンする。ハーフアダー回
路1のインバータIの出力がハイの場合は、上位側デコ
ーダ7では信号線は選択されず、かわりにハーフアダー
回路1のインバータ出力が直接スイッチをオンさせる。
ところでD/A変換器9及び10は電源12、13で与えられた
電圧を等しい抵抗値を持つ抵抗15、16で分割し、各抵抗
の接続点にはMOS トランジスタ17、18が配されている。
このMOS トランジスタ17、18のオン・オフは前記デコー
ダ7、8の出力で制御される。D/A変換器9には、ハー
フアダー回路1のインバータIの出力を受けるために、
入力されたデジタルデータの数より1つ多いアナログデ
ータが用意されている。つまり、D/A変換器9で17レベ
ル、D/A変換器10で16レベルのアナログデータが用意さ
れている。D/A変換器10からの出力は減衰器14に入力さ
れて1/24に減衰させられる。D/A変換器9からの出力で
あるアナログデータと、減衰器14からの出力であるアナ
ログデータは加算器11に入力され、一つのアナログデー
タとなって、アナログデータの出力端子1に出力され
る。
のデジタルデータが印加されると入力端子A0〜A2に入力
されたデジタルデータを下位側デコーダ8が受け、入力
端子A3〜A7に入力されたデジタルデータをハーフアダー
回路1〜5が受ける。補正用デジタルデータの入力端子
H1には常にハイを印加しておく。ハーフアダー回路5で
入力端子H1と入力端子A3のデジタルデータのデジタル的
な加算が実行される。桁上りがある場合、ハーフアダー
回路5内のインバータIの出力がハイとなり、次のハー
フアダー回路4の2入力ナントゲートN及び2入力排他
的論理和回路EOに入力される。かかる動作はハーフアダ
ー回路1迄繰り返される。ハーフアダー回路1〜5によ
ってA0〜A7に入力されたデジタルデータと、入力端子H1
に入力された補正用デジタルデータが加算され、ハーフ
アダー回路1の桁上り出力、つまり、ハーフアダー回路
1のインバータ出力を含めて1桁多くなっハフーフアダ
ー回路1〜5の出力がD/A変換器6に入力される。入力
端子A0〜A2及びハーフアダー回路5の出力の4つのデジ
タルデータは下位側デコーダ8へ、ハーフアダー回路1
〜4の出力は上位側デコーダ7に入力される。入力した
デジタルデータに対応する信号線が各々1本ずつデコー
ダ7、8で選択され、選択された信号線のMOS トランジ
スタ17、18のみがスイッチをオンする。ハーフアダー回
路1のインバータIの出力がハイの場合は、上位側デコ
ーダ7では信号線は選択されず、かわりにハーフアダー
回路1のインバータ出力が直接スイッチをオンさせる。
ところでD/A変換器9及び10は電源12、13で与えられた
電圧を等しい抵抗値を持つ抵抗15、16で分割し、各抵抗
の接続点にはMOS トランジスタ17、18が配されている。
このMOS トランジスタ17、18のオン・オフは前記デコー
ダ7、8の出力で制御される。D/A変換器9には、ハー
フアダー回路1のインバータIの出力を受けるために、
入力されたデジタルデータの数より1つ多いアナログデ
ータが用意されている。つまり、D/A変換器9で17レベ
ル、D/A変換器10で16レベルのアナログデータが用意さ
れている。D/A変換器10からの出力は減衰器14に入力さ
れて1/24に減衰させられる。D/A変換器9からの出力で
あるアナログデータと、減衰器14からの出力であるアナ
ログデータは加算器11に入力され、一つのアナログデー
タとなって、アナログデータの出力端子1に出力され
る。
その結果、第5図(a)、(b)に示うように、中点の
値に対応する原点0の位置が原点0′へ移動することに
なる。
値に対応する原点0の位置が原点0′へ移動することに
なる。
第2図は本発明の第2の実施例を示し、共通する部分は
共通の引用数字で示してあるので重複する説明は省略す
るが、デコーダ7がハーフアダー回路1〜4より5ビッ
トの信号を入力し、これを32本の信号線にデコードして
出力する構成を有し、それに応じてMOS トランジスタ17
が32個設けられ、また、抵抗15の個数が増加している。
共通の引用数字で示してあるので重複する説明は省略す
るが、デコーダ7がハーフアダー回路1〜4より5ビッ
トの信号を入力し、これを32本の信号線にデコードして
出力する構成を有し、それに応じてMOS トランジスタ17
が32個設けられ、また、抵抗15の個数が増加している。
以上の構成において、入力端子A0〜A7にハイまたはロー
のデジタルデータが印加されると、入力端子A0〜A2に入
力されたデジタルデータを下位側デコーダ8が受け、A3
〜A7に入力されたデジタルデータをハーフアダー回路1
〜5が受ける。補正用デジタルデータの入力端子H1には
常にハイを印加しておく。ハーフアダー回路5で入力端
子H1と入力端子A3のデジタルデータのデジタル的な加算
が実行される。桁上りの場合、ハーフアダー回路5内の
インバータIの出力がハイとなり、次のハーフアダー回
路4の2入力、ナンドゲートN及び2入力排他的論理和
回路EOに入力される。かかる動作はハーフアダー回路1
迄繰り返される。ハーフアダー回路1〜5によって入力
端子A0〜A7に入力されたデジタルデータと入力端子H1に
入力された補正用デジタルデータ(すなわち、上位側D/
A変換器の1/2LSBに相当する値)が加算され、ハーフア
ダー回路1の桁上り出力、つまり、ハーフアダー回路1
のインバータIの出力を含めて1桁多くなったハーフア
ダー回路1〜5の出力がD/A変換部6に入力される。入
力端子A0〜A2及びハーフアダー5の出力の4つのデジタ
ルデータは下位側デコーダ8へ、ハーフアダー回路1〜
4の5つの出力は上位側デコーダ7に入力される。上記
側デコーダ7及び下位側デコーダ8では、それぞれ5ビ
ット、4ビットの入力信号をデコードするために25=3
2、24=16本の出力信号線を持ち、入力デジタルデータ
に対応した出力信号線が一つだけ選択される。選択され
た信号線のみがMOS トランジスタ17、18をオンさせるこ
とができる。D/A変換器9には25=32種のアナログデー
タが、D/A変換器10には24=16種のアナログデータが用
意されている。D/A変換器10から出力するアナログデー
タは減衰器14に入力し、1/24に減衰され、D/A変換器9
及び減衰器14からのアナログデータは加算器11において
1つのアナログデータとなり、アナログデータの出力端
子1に出力される。
のデジタルデータが印加されると、入力端子A0〜A2に入
力されたデジタルデータを下位側デコーダ8が受け、A3
〜A7に入力されたデジタルデータをハーフアダー回路1
〜5が受ける。補正用デジタルデータの入力端子H1には
常にハイを印加しておく。ハーフアダー回路5で入力端
子H1と入力端子A3のデジタルデータのデジタル的な加算
が実行される。桁上りの場合、ハーフアダー回路5内の
インバータIの出力がハイとなり、次のハーフアダー回
路4の2入力、ナンドゲートN及び2入力排他的論理和
回路EOに入力される。かかる動作はハーフアダー回路1
迄繰り返される。ハーフアダー回路1〜5によって入力
端子A0〜A7に入力されたデジタルデータと入力端子H1に
入力された補正用デジタルデータ(すなわち、上位側D/
A変換器の1/2LSBに相当する値)が加算され、ハーフア
ダー回路1の桁上り出力、つまり、ハーフアダー回路1
のインバータIの出力を含めて1桁多くなったハーフア
ダー回路1〜5の出力がD/A変換部6に入力される。入
力端子A0〜A2及びハーフアダー5の出力の4つのデジタ
ルデータは下位側デコーダ8へ、ハーフアダー回路1〜
4の5つの出力は上位側デコーダ7に入力される。上記
側デコーダ7及び下位側デコーダ8では、それぞれ5ビ
ット、4ビットの入力信号をデコードするために25=3
2、24=16本の出力信号線を持ち、入力デジタルデータ
に対応した出力信号線が一つだけ選択される。選択され
た信号線のみがMOS トランジスタ17、18をオンさせるこ
とができる。D/A変換器9には25=32種のアナログデー
タが、D/A変換器10には24=16種のアナログデータが用
意されている。D/A変換器10から出力するアナログデー
タは減衰器14に入力し、1/24に減衰され、D/A変換器9
及び減衰器14からのアナログデータは加算器11において
1つのアナログデータとなり、アナログデータの出力端
子1に出力される。
第3図は本発明の第3の実施例を示し、第1図におい
て、デコーダ7およびD/A変換器9を第3図に示す構成
によって置換するものである。つまり、ハーフアダー回
路1〜4の出力が接続される入力端子B0〜B3がアンド回
路31〜34の1つの入力に接続され、ハーフアダー回路1
の桁上げ信号端子が接続される入力端子B4がオア回路31
〜34の他の入力に接続されている。入力端子B4およびア
ンド回路31〜34の出力はMOS トランジスタ350、351、35
2、353、354に接続され、MOS トランジスタ350〜354は
電源37に接続された電流源回路361、362、364、368、36
1に接続され、スイッチオンによって所定の電流レベル
のアナログ信号を出力端子B5に出力する。出力端子B5は
加算器11に接続されている。ここで、電流源回路362、3
64、368は電流源回路361の2倍、4倍、8倍の電流レベ
ルの電流を出力するものとする。
て、デコーダ7およびD/A変換器9を第3図に示す構成
によって置換するものである。つまり、ハーフアダー回
路1〜4の出力が接続される入力端子B0〜B3がアンド回
路31〜34の1つの入力に接続され、ハーフアダー回路1
の桁上げ信号端子が接続される入力端子B4がオア回路31
〜34の他の入力に接続されている。入力端子B4およびア
ンド回路31〜34の出力はMOS トランジスタ350、351、35
2、353、354に接続され、MOS トランジスタ350〜354は
電源37に接続された電流源回路361、362、364、368、36
1に接続され、スイッチオンによって所定の電流レベル
のアナログ信号を出力端子B5に出力する。出力端子B5は
加算器11に接続されている。ここで、電流源回路362、3
64、368は電流源回路361の2倍、4倍、8倍の電流レベ
ルの電流を出力するものとする。
以上の構成において、入力端子A0からA7にハイまたはロ
ーのデジタルデータが印さされてから入力端子A0〜A2の
デジタルデータ及びハーフアダー回路1〜5の出力がD/
A変換器6に入力されるまでの動作は第1図と同様であ
る。これらのうち第1図のハーフアダー回路1〜4の出
力およびハーフアダー回路1の桁上り出力が入力端子B0
〜B4に入力する。ハーフアダー回路1が桁上りを生じる
とき、つまり、ハーフアダー回路1の桁上り出力がハイ
のときはオアゲート31〜34により電流源回路361、362、
364、368、361がスイッチ350〜354を介して出力端子B5
に生じるので、結局電流源回路361の16倍の電流を得る
ことができる。以降、D/A変換器9、10の出力がアナロ
グデータの出力端子1に出力されるまでの動作も第1
図と同様である。
ーのデジタルデータが印さされてから入力端子A0〜A2の
デジタルデータ及びハーフアダー回路1〜5の出力がD/
A変換器6に入力されるまでの動作は第1図と同様であ
る。これらのうち第1図のハーフアダー回路1〜4の出
力およびハーフアダー回路1の桁上り出力が入力端子B0
〜B4に入力する。ハーフアダー回路1が桁上りを生じる
とき、つまり、ハーフアダー回路1の桁上り出力がハイ
のときはオアゲート31〜34により電流源回路361、362、
364、368、361がスイッチ350〜354を介して出力端子B5
に生じるので、結局電流源回路361の16倍の電流を得る
ことができる。以降、D/A変換器9、10の出力がアナロ
グデータの出力端子1に出力されるまでの動作も第1
図と同様である。
以上説明した通り、本発明のデジタル/アナログ変換装
置によれば、デジタルデータに補正用デジタルデータを
加算してアナログ変換するようにしたため、アナログ出
力の原点を移動させることができ、それによってアナロ
グ出力の特性改善を図ることができる。
置によれば、デジタルデータに補正用デジタルデータを
加算してアナログ変換するようにしたため、アナログ出
力の原点を移動させることができ、それによってアナロ
グ出力の特性改善を図ることができる。
第1図は本発明の第1の実施例を示すブロック図、第2
図は本発明の第2の実施例を示すブロック図、第3図は
本発明の第3の実施例を示す説明図、第4図は従来のデ
ジタル/アナログ変換装置を示す説明図。第5図はデジ
タルデータの入力に対するアナログデータの出力の特性
を示す説明図。 符号の説明 A0〜A7……デジタルデータの入力端子 H1……補正用デジタルデータの入力端子 01……アナログデータの出力端子 1〜5……ハーフアダー回路 6……D/A変換器、7……上位側デコーダ 8……下位側デコーダ 9……上位側D/A変換器 10……下位側D/A変換器 11……加算器、12、13……電源 14……減衰器 21……上位側D/A変換器 22……下位側D/A変換器 23……減衰器、24……加算器
図は本発明の第2の実施例を示すブロック図、第3図は
本発明の第3の実施例を示す説明図、第4図は従来のデ
ジタル/アナログ変換装置を示す説明図。第5図はデジ
タルデータの入力に対するアナログデータの出力の特性
を示す説明図。 符号の説明 A0〜A7……デジタルデータの入力端子 H1……補正用デジタルデータの入力端子 01……アナログデータの出力端子 1〜5……ハーフアダー回路 6……D/A変換器、7……上位側デコーダ 8……下位側デコーダ 9……上位側D/A変換器 10……下位側D/A変換器 11……加算器、12、13……電源 14……減衰器 21……上位側D/A変換器 22……下位側D/A変換器 23……減衰器、24……加算器
Claims (1)
- 【請求項1】上記nビットおよび下位nビットのデジタ
ルデータをそれぞれD/A変換する第1および第2のD/A変
換器と、前記第1および第2のD/A変換器が出力するア
ナログデータに2n:1の重み付けを付加して加算する加算
手段を備えたデジタルアナログ変換装置において、 前記デジタルデータに補正用デジタルデータを加算する
補正手段を含み、 前記補正手段が、前記第1のD/A変換器の各入力端子お
よび前記第2のD/A変換器の最上位ビット入力端子にそ
れぞれ前置接続されたハーフアダー回路より構成され、
前記ハーフアダー回路の桁上げ信号がその上位のビット
の前記D/A変換器の入力端子に接続される前記ハーフア
ダー回路の入力信号となるように構成されたことを特徴
とするデジタル/アナログ変換装置。
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