專利名稱：數(shù)字－模擬變換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種將離散的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)變換成連續(xù)的模擬信號的數(shù)字-模擬變換器。在本說明書中，將函數(shù)的值在局部區(qū)域?yàn)?以外的有限的值，而在這之外的區(qū)域?yàn)?的情況稱為“有限臺”，來進(jìn)行說明。
背景技術(shù)：
在最近的數(shù)字音頻裝置，例如CD(光盤)播放機(jī)等中，為了從離散的音樂數(shù)據(jù)(數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù))得到連續(xù)的模擬聲音信號，采用了運(yùn)用超采樣(oversampling)技術(shù)的D/A(數(shù)字-模擬)D/A變換器。這種D/A變換器為了在輸入的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)間插值，提高模擬取樣頻率，一般采用數(shù)字濾波器，由取樣保持電路保持各插值的數(shù)值，生成階梯形的信號波形后，將其通過低通濾波器，輸出平滑的模擬聲音信號。
D/A變換器中的數(shù)字濾波器的數(shù)據(jù)插值一般采用被稱為取樣函數(shù)的sinc函數(shù)來進(jìn)行。

圖13是sinc函數(shù)的說明圖。sinc函數(shù)是在對狄喇克(Dirac)函數(shù)進(jìn)行逆變換時(shí)出現(xiàn)的，在將取樣頻率設(shè)為f時(shí)被定義為sin(πft)/(πft)。該sinc函數(shù)只在t=0的取樣點(diǎn)為1，而在其它所有的取樣點(diǎn)為0。
在以往，通過使用將該sinc函數(shù)的波形數(shù)據(jù)設(shè)定為FIR(finiteimpulse response)濾波器的抽頭計(jì)數(shù)的數(shù)字濾波器，進(jìn)行超取樣。
當(dāng)使用通過數(shù)字濾波器對離散的聲音數(shù)據(jù)間進(jìn)行插值運(yùn)算的超取樣技術(shù)時(shí)，由于可以使用衰減特性平穩(wěn)的低通濾波器，所以能使低通濾波器的相位特性接近直線相位特性，并能將取樣循環(huán)，減少噪音。這種效果當(dāng)模擬的取樣頻率越高則越顯著，但取樣頻率越高，數(shù)字濾波器和取樣保持電路的處理速度也變得高速，需要使用與高速化相適應(yīng)的產(chǎn)品，導(dǎo)致產(chǎn)品的成本上升。而且，在像圖像數(shù)據(jù)那樣自身的取樣頻率本來就很高的情況下(例如為數(shù)MHz)，對其進(jìn)行超取樣需要能在數(shù)MHz至數(shù)百M(fèi)Hz頻率下工作的產(chǎn)品，來構(gòu)成數(shù)字濾波器和取樣保持電路，因而不易實(shí)現(xiàn)。
而且，即使在使用取樣技術(shù)的情況下，由于最終要將階梯形的信號波形通過低通濾波器生成平滑的模擬信號，在只限于使用低通濾波器的情況下，不能保持嚴(yán)格意義上的直線相位特性。另外，由于上述sinc函數(shù)是僅在±∝處收斂為0的函數(shù)，所以如果想要計(jì)算正確的插值時(shí)，需要考慮所有的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，但實(shí)際上，要根據(jù)電路的規(guī)模等情況，限定數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的范圍，來設(shè)定數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的系數(shù)，從而使得到的插值有誤差。
這樣，對于運(yùn)用超取樣技術(shù)的現(xiàn)有的D/A變換器，為了提高模擬的取樣頻率，需要高速的產(chǎn)品，導(dǎo)致成本增高，或不容易實(shí)現(xiàn)。而且，由于通過低通濾波器，使相位特性較差，且由于使用了采用sinc函數(shù)的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，具有舍位誤差，產(chǎn)生了與之對應(yīng)的輸出波形的變形。
發(fā)明的公開本發(fā)明的目的是為了解決上述問題，提供一種數(shù)字-模擬變換器，能夠不用提高產(chǎn)品的工作速度，得到畸變小的輸出波形。
本發(fā)明的數(shù)字-模擬變換器，通過產(chǎn)生具有與輸入的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)分別對應(yīng)的值的預(yù)定的階梯函數(shù)，將它們相加，變換為階梯形狀的模擬電壓后，進(jìn)行多次模擬積分，來產(chǎn)生將與依次輸入的各數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)對應(yīng)的電壓平滑連接的連續(xù)的模擬信號，這樣，由于對多個(gè)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)產(chǎn)生與依次輸入的多個(gè)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)對應(yīng)的預(yù)定的階梯函數(shù)，并將各階梯函數(shù)的值相加，其后通過將該相加結(jié)果變換為模擬電壓進(jìn)行積分，得到連續(xù)變化的模擬信號，所以為了最終得到模擬信號，可以不需要用低通濾波器，不會(huì)因?yàn)樘幚硇盘柕念l率導(dǎo)致相位特性不同而使群延遲特性惡化，可以得到變形較少的輸出波形。而且，與進(jìn)行超采樣的現(xiàn)有技術(shù)相比，不需要提高產(chǎn)品的工作速度，不需要使用高價(jià)格的產(chǎn)品，可以降低產(chǎn)品的成本。
特別是，上述階梯函數(shù)最好采用對由分段多項(xiàng)式構(gòu)成的預(yù)定的取樣函數(shù)，將上述分段多項(xiàng)式進(jìn)行多次微分而得到的波形。即，由于反過來通過將該階梯函數(shù)進(jìn)行多次積分，可以得到與預(yù)定的取樣函數(shù)對應(yīng)的波形，所以可以通過合成階梯函數(shù)來等價(jià)地實(shí)現(xiàn)取樣函數(shù)的疊加運(yùn)算，因?yàn)槟苁固幚韮?nèi)容單純化，所以可以降低將數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)變換為模擬信號所需要的處理量。
上述取樣函數(shù)最好在全數(shù)域只能進(jìn)行1次微分，具有有限臺的值。自然界中存在的各種信號為了平滑變化，需要能進(jìn)行微分，但能進(jìn)行微分的次數(shù)不一定需要是無限次，倒不如認(rèn)為只要能進(jìn)行一次微分即能充分與自然現(xiàn)象近似。這樣，使用能進(jìn)行有限次微分的有限臺的取樣函數(shù)雖然有很多好處，但在以往認(rèn)為滿足這種條件的取樣函數(shù)不存在。而經(jīng)過本發(fā)明人的研究，找到了滿足上述條件的函數(shù)。
具體來說，上述取樣函數(shù)是在取樣位置t從-2至+2間具有0以外的值的有限臺的函數(shù)，對于-2≤t＜-3/2，用(-t2-4t-4)/4；對于-3/2≤t＜-1，用(3t2+8t+5)/4；對于-1≤t＜-1/2，用(5t2+12t+7)/4；對于-1/2≤t＜1/2，用(-7t2+4)/4；對于1/2≤t＜1，用(5t2-12t+7)/4；對于1≤t＜3/2，用(3t2-8t+5)/4；對于3/2≤t≤2，用(-t2+4t-4)/4來定義?；蛘撸鳛榕c這種取樣函數(shù)對應(yīng)的階梯函數(shù)波形，可以采用在與等間隔配置的5個(gè)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)對應(yīng)的預(yù)定范圍中，由-1、+3、+5、-7、-7、+5、+3、-1進(jìn)行加權(quán)的相同寬度的8個(gè)分段區(qū)域形成的函數(shù)。該加權(quán)處理階梯函數(shù)通過下述過程來實(shí)現(xiàn)上述加權(quán)處理最好用位移位的-2、+2、+4、-8、-8、+4、+2、-2倍進(jìn)行相乘處理，并將相乘結(jié)果加上上述數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)自身來實(shí)現(xiàn)。因?yàn)橥ㄟ^位移位進(jìn)行相乘運(yùn)算，所以可以使處理簡單，實(shí)現(xiàn)高速化。
這樣，通過使用在全數(shù)域只能進(jìn)行一次微分的取樣函數(shù)，可以減少將多個(gè)階梯函數(shù)相加后進(jìn)行積分處理的次數(shù)，能減少處理量。而且，通過使用具有有限臺的值的取樣函數(shù)，可以只將與該有限臺的區(qū)間對應(yīng)的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)作為處理的對象，從而可以進(jìn)而降低處理量，并且在將有限個(gè)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)作為對象進(jìn)行處理的情況下，能夠防止舍位誤差的發(fā)生。
附圖的說明圖1是本實(shí)施例的D/A變換器的插值運(yùn)算中使用的取樣函數(shù)的說明圖。
圖2是取樣值與其間的插值的關(guān)系的示意圖。
圖3是利用圖1所示取樣函數(shù)的數(shù)據(jù)插值的說明圖。
圖4是將圖1所示取樣函數(shù)進(jìn)行一次微分的波形的示意圖。
圖5是將圖4所示折線函數(shù)再次微分的波形的示意圖。
圖6是本實(shí)施例的D/A變換器的結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖7是本實(shí)施例的D/A變換器的工作時(shí)鐘的示意圖。
圖8是圖6所示D/A變換器的具體結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖9是階梯函數(shù)發(fā)生部的具體結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖10是變形后的階梯函數(shù)和階梯函數(shù)發(fā)生部內(nèi)的各三態(tài)緩沖器的閉合斷開切換時(shí)間的關(guān)系的示意圖。
圖11是時(shí)鐘控制部的具體結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖12是圖11所示時(shí)鐘控制部的動(dòng)作時(shí)鐘的示意圖。
圖16是sinc函數(shù)的說明圖。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的最佳方式以下參照附圖對本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的D/A變換器進(jìn)行詳細(xì)說明。圖1是本實(shí)施例的D/A變換器的插值運(yùn)算中使用的取樣函數(shù)的說明圖。圖1所示取樣函數(shù)H(t)是能夠進(jìn)行微分的有限臺的函數(shù)，例如是在全數(shù)域只可進(jìn)行一次微分、沿橫軸的取樣位置t在-2至2之間時(shí)，具有0以外的有限的值的有限臺的函數(shù)。而且由于H(t)是取樣函數(shù)，只在t=0的取樣位置為1，在t=±1,±2的取樣位置為0。
經(jīng)過本發(fā)明人的研究確定，滿足上述條件(取樣函數(shù)、只能進(jìn)行一次微分、有限臺)的函數(shù)H(t)是存在的。具體來說，這樣的取樣函數(shù)H(t)當(dāng)設(shè)3階B采樣(spline)函數(shù)為F(t)時(shí)，H(t)可以用H(t)=-F(t+1/2)/4+F(t)-F(t-1/2)/4 (1)來定義。在這里，3階B采樣函數(shù)F(t)用(4t2+12t+9)/4； -3/2≤t＜-1/2-2t2+3/2； -1/2≤t＜1/2(4t2-12t+9)/4； 1/2≤t＜3/2 (2)來表示。
上述取樣函數(shù)H(t)是二次分段多項(xiàng)式，由于使用3階B取樣函數(shù)F(t)，成為保證在全數(shù)域只能進(jìn)行一次微分的有限臺的函數(shù)。而且，在t=±1，±2的取樣位置為0。
將上述(2)式代入(1)式，用分段多項(xiàng)式的形式來計(jì)算取樣函數(shù)H(t)時(shí)，可以用(-t2-4t-4)/4； -2≤t＜-3/2(3t2+8t+5)/4； -3/2≤t＜-1(5t2+12t+7)/4； -1≤t＜-1/2(-7t2+4)/4 ；-1/2≤t＜1/2(5t2-12t+7)/4； 1/2≤t＜1
(3t2-8t+5)/4；1≤t＜3/2(-t2+4t-4)/4；3/2≤t≤2(3)來表示。這樣，上述取樣函數(shù)H(t)是取樣函數(shù)，在全數(shù)域只能進(jìn)行一次微分，且為在取樣位置在t=±2收斂為0的有限臺的函數(shù)。因此，通過利用該取樣函數(shù)H(t)，根據(jù)各取樣值進(jìn)行疊加，可以利用只能進(jìn)行一次微分的函數(shù)對取樣值間的值進(jìn)行插值。
圖2是取樣值和其間的插值的關(guān)系的示意圖。一般地，對給予的各取樣值分別計(jì)算插值位置的取樣函數(shù)的值，并利用它進(jìn)行疊加運(yùn)算，可以計(jì)算出與各取樣值間的中間位置對應(yīng)的插值y。
由于以往使用的sinc函數(shù)是在t=±∞的取樣位置收斂為0的函數(shù)，當(dāng)需要正確計(jì)算插值y時(shí)，需要計(jì)算與到t=±∞為止的各取樣值對應(yīng)的插值位置的sinc函數(shù)的值，并利用其進(jìn)行疊加運(yùn)算。而在本實(shí)施例中使用的取樣函數(shù)H(t)由于在t=±2的取樣位置收斂為0，所以只要考慮將插值位置夾在其中的前后各2個(gè)取樣值，從而能夠大幅度地減少運(yùn)算量。而且對于這之外的取樣值，雖然本來應(yīng)該予以考慮，但現(xiàn)在予以忽視，不是從運(yùn)算量和精度等方面考慮，而是從理論上就可以不需要予以考慮，從而不會(huì)產(chǎn)生舍位誤差。
圖3是利用圖1所示取樣函數(shù)的數(shù)據(jù)插值的說明圖。例如對圖3(A)所示取樣位置t1的取樣值Y(t1)進(jìn)行具體說明。插值位置t0和取樣位置t1的距離，當(dāng)將相鄰的2個(gè)取樣位置間的距離歸一化為1時(shí)，成為1+a。因此，將取樣函數(shù)H(t)的中心位置與取樣位置t1一致時(shí)的插值位置t0的取樣函數(shù)的值為H(1+a)。實(shí)際上，由于將取樣函數(shù)H(t)的中心位置的峰值高度與取樣值Y(t1)一致，所以將上述H(1+a)乘以Y(t1)倍后的值H(1+a)×Y(t1)成為所需要計(jì)算的值。
同樣，如圖3(B)～(D)所示，與其它的3個(gè)取樣值相對應(yīng)，得到插值位置t0的各運(yùn)算結(jié)果H(a)×Y(t2)、H(1-a)×Y(t3)、H(2-a)×Y(t4)。通過將這樣得到的4個(gè)運(yùn)算結(jié)果H(1+a)×Y(t1)、H(a)×Y(t2)、H(1-a)×Y(t3)、H(2-a)×Y(t4)相加進(jìn)行疊加運(yùn)算，計(jì)算插值位置t0的插值y。
如上所述，從原理上說，通過與各取樣值相對應(yīng)，計(jì)算取樣函數(shù)H(t)的值，進(jìn)行疊加運(yùn)算，可以計(jì)算出與各取樣值間的中間位置對應(yīng)的插值，而圖1所示取樣函數(shù)是在全數(shù)域只能進(jìn)行一次微分的二次的分段多項(xiàng)式，利用此特征，可以通過其它等價(jià)的處理步驟來計(jì)算插值。
圖4是將圖1所示取樣函數(shù)進(jìn)行一次微分后的波形的示意圖。圖1所示取樣函數(shù)H(t)是在全數(shù)域只能進(jìn)行一次微分的二次的分段多項(xiàng)式，所以通過將其一次微分，能夠得到圖4所示的連續(xù)折線形狀的波形構(gòu)成的折線函數(shù)。
圖5是將圖4所示折線函數(shù)再次微分后的波形的示意圖。其中，由于折線波形中含有多個(gè)拐點(diǎn)，不能在全數(shù)域進(jìn)行微分，因此對相鄰的2個(gè)拐點(diǎn)間的直線部分進(jìn)行微分。通過對圖4所示折線波形進(jìn)行微分，可以得到圖5所示由階梯形的波形構(gòu)成的階段函數(shù)。
這樣，本實(shí)施例的D/A變換器的插值運(yùn)算中使用的取樣函數(shù)在全數(shù)域進(jìn)行一次微分，得到折線函數(shù)，將該折線函數(shù)再次微分得到階梯函數(shù)。因此，反過來產(chǎn)生圖5所示取樣函數(shù)，通過將其2次積分，可以得到圖1所示取樣函數(shù)H(t)。
圖5所示階梯函數(shù)的特征是，正區(qū)域和負(fù)區(qū)域具有相等的面積，將它們合計(jì)的值為0。即通過將具有這種特征的階梯函數(shù)多次積分，可以得到在圖1所示全數(shù)域保證能微分的有限臺的取樣函數(shù)。
在圖3所示疊加運(yùn)算的插值的計(jì)算中，是將取樣函數(shù)H(t)乘以各取樣值，而在將圖5所示階梯函數(shù)進(jìn)行2次積分，計(jì)算取樣函數(shù)H(t)時(shí)，除了將經(jīng)過該積分處理得到的取樣函數(shù)的值乘以各取樣值的情況外，與之等價(jià)地，可以在產(chǎn)生積分處理前的階梯函數(shù)時(shí)，產(chǎn)生被乘以各取樣值的階梯函數(shù)，利用該階梯函數(shù)進(jìn)行疊加運(yùn)算，對該疊加運(yùn)算的結(jié)果進(jìn)行2次積分處理，計(jì)算出插值。本實(shí)施例的D/A變換器通過這種過程來計(jì)算插值，下面對其進(jìn)行詳細(xì)說明。
圖6是本實(shí)施例的D/A變換器的結(jié)構(gòu)的示意圖。圖6所示D/A變換器包括4個(gè)數(shù)據(jù)保持部10-1、10-2、10-3、10-4、4個(gè)階梯函數(shù)發(fā)生部11-1、11-2、11-3、11-4、加法器12、D/A變換器14、2個(gè)積分處理部16、18、時(shí)鐘控制部20。
各數(shù)據(jù)保持部10-1～10-4以預(yù)定的時(shí)間間隔循環(huán)讀取依次輸入的離散的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，并保持該值一直到下一個(gè)讀取的時(shí)間到來為止。例如，最開始輸入的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)被數(shù)據(jù)保持部10-1保持，第2輸入的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)被數(shù)據(jù)保持部10-2保持。第3、第4輸入的各數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)被數(shù)據(jù)保持部10-3、10-4保持。當(dāng)各數(shù)據(jù)保持部10-1～10-4的數(shù)據(jù)的保持動(dòng)作進(jìn)行了一個(gè)循環(huán)周期時(shí)，接著輸入的第5個(gè)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)被最早保持?jǐn)?shù)據(jù)的數(shù)據(jù)保持部10-1讀取而被保持。這樣，依次輸入的各數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)被數(shù)據(jù)保持部10-1等循環(huán)地保持。
各階梯函數(shù)發(fā)生部11-1～11-4與對應(yīng)的電壓保持部10-1～10-4的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的保持時(shí)間同步，產(chǎn)生具有與各自的保持?jǐn)?shù)據(jù)的值成比例的振幅的階梯函數(shù)。階梯函數(shù)有圖5所示形狀，該階梯函數(shù)的值與分別保持在數(shù)據(jù)保持部10-1～10-4的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的值成比例。圖5所示階梯函數(shù)的具體的值，可以通過將上述(3)式的各分段多項(xiàng)式2次微分來得到，成為以下的值。
-1；-2≤t＜-3/23 ；-3/2≤t＜-15 ；-1≤t＜-1/2-7；-1/2≤t＜0-7；0≤t＜1/25 ；1/2≤t＜13 ；1≤t＜3/2-1；3/2≤t≤2加法器12將從4個(gè)階梯函數(shù)發(fā)生部11-1～11-4輸出的各階梯函數(shù)的值進(jìn)行數(shù)字相加運(yùn)算。D/A變換器14產(chǎn)生與從加法器12輸入的階梯形狀的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)對應(yīng)的模擬電壓。在該D/A變換器10中，因?yàn)楫a(chǎn)生與輸入的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的值成比例的一定的模擬電壓，所以可以與輸入的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)對應(yīng)，得到電壓電平以階梯形狀變化的輸出電壓。
串級連接的2個(gè)積分處理器16、18對出現(xiàn)在D/A變換器14的輸出端的以階梯形狀變化的輸出電壓進(jìn)行2次積分處理。從前端的積分處理部16得到以直線形狀(一次函數(shù))變化的輸出電壓，從后端的積分處理部18得到以二次函數(shù)變化的輸出電壓。這樣，當(dāng)多個(gè)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)以一定間隔被輸入時(shí)，從后端的積分處理部18可以得到連續(xù)的模擬信號，該連續(xù)的模擬信號在與各數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)對應(yīng)的電壓間用只能進(jìn)行一次微分的平滑的曲線連接。
從上述階梯函數(shù)發(fā)生部11-1輸出的階梯函數(shù)的值由于與數(shù)據(jù)保持部10-1保持的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的值成比例，通過2個(gè)積分處理部16、18對該階梯函數(shù)的值反復(fù)進(jìn)行2次積分處理，從后端的積分處理部18輸出的信號，其電壓波形與將圖1所示階梯函數(shù)和輸入的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)相乘的結(jié)果相對應(yīng)。而通過加法器12將各階梯函數(shù)發(fā)生部11-1～11-4輸出的階梯函數(shù)的值相加，如果從后端的積分處理部18輸出的信號的角度來看，等同于利用圖1所示階梯函數(shù)進(jìn)行疊加運(yùn)算。
因此，在以一定時(shí)間間隔向本實(shí)施例的D/A變換器輸入數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的情況下，與該輸入間隔對應(yīng)，將各階梯函數(shù)發(fā)生部11-1～11-4產(chǎn)生階梯函數(shù)波形的開始時(shí)刻錯(cuò)開，對分別產(chǎn)生的階梯函數(shù)進(jìn)行相加運(yùn)算，通過對該結(jié)果變換為模擬電壓后進(jìn)行2次積分處理，得到將與以一定間隔輸入的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)對應(yīng)的電壓間平滑連接的模擬信號。
圖7是本實(shí)施例的D/A變換器的工作時(shí)間示意圖。當(dāng)如圖7(A)所示，以一定的時(shí)間間隔輸入數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)D1、D2、D3…時(shí)，各數(shù)據(jù)保持部10-1～10-4循環(huán)地保持這些數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)D1、D2、D3…。具體來說，數(shù)據(jù)保持部10-1讀取第1輸入的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)D1，保持到輸入的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)循環(huán)一次為止(到第5個(gè)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)D5被輸入為止)(圖7(B))。按照該第1輸入的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)D1的保持時(shí)間，階梯函數(shù)發(fā)生部11-1產(chǎn)生具有與該數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)D1成比例的值的階梯函數(shù)(圖7(C))。
同樣，數(shù)據(jù)保持部10-2讀取第2輸入的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)D2，保持到輸入的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)循環(huán)一次為止(到第6個(gè)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)D6被輸入為止)(圖7(D))。按照該第二個(gè)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)D2的保持時(shí)間，階梯函數(shù)發(fā)生部11-2產(chǎn)生具有與該數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)D2成比例的值的階梯函數(shù)(圖7(E))。
數(shù)據(jù)保持部10-3讀取第3輸入的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)D3，保持到輸入的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)循環(huán)一次為止(到第7個(gè)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)D7被輸入為止)(圖7(F))。按照該第3個(gè)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)D3的保持時(shí)間，階梯函數(shù)發(fā)生部11-3產(chǎn)生具有與該數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)D3成比例的值的階梯函數(shù)(圖7(G))。
數(shù)據(jù)保持部10-4讀取第4個(gè)輸入的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)D4，保持到輸入的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)循環(huán)一次為止(到第8個(gè)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)D8被輸入為止)(圖7(H))。按照該第4個(gè)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)D4的保持時(shí)間，階梯函數(shù)發(fā)生部11-4產(chǎn)生具有與該數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)D4成比例的值的階梯函數(shù)(圖7(I))。
加法器12將4個(gè)階梯函數(shù)發(fā)生部11-1～11-4各自輸出的階梯函數(shù)的值相加。而如圖5所示，各階梯函數(shù)發(fā)生部11-1～11-4產(chǎn)生的階梯函數(shù)是這樣一種有限臺的函數(shù)，該函數(shù)具有將在圖1所示取樣函數(shù)的有限臺的范圍的取樣位置t=-2～+2的區(qū)域以0.5為單位分割的8個(gè)分段區(qū)域。例如，從取樣位置t=-2向+2方向按順序?yàn)榈?分段區(qū)域、第2分段區(qū)域、…第8分段區(qū)域。
首先加法器12將階梯函數(shù)發(fā)生部11-1輸出的與第7分段區(qū)域?qū)?yīng)的值(3D1)、階梯函數(shù)發(fā)生部11-2輸出的與第5分段區(qū)域?qū)?yīng)的值(-7D2)、階梯函數(shù)發(fā)生部11-3產(chǎn)生的與第3分段區(qū)域?qū)?yīng)的值(5D3)、階梯函數(shù)發(fā)生部11-4產(chǎn)生的與第1分段區(qū)域?qū)?yīng)的值(-D4)相加，輸出相加結(jié)果(3D1-7D2+5D3-D4)。
接著，加法器12將階梯函數(shù)發(fā)生部11-1輸出的與第8分段區(qū)域?qū)?yīng)的值(-D1)、階梯函數(shù)發(fā)生部11-2輸出的與第6分段區(qū)域?qū)?yīng)的值(5D2)、階梯函數(shù)發(fā)生部11-3輸出的與第4分段區(qū)域?qū)?yīng)的值(-7D3)、階梯函數(shù)發(fā)生部11-4輸出的與第2分段區(qū)域?qū)?yīng)的值(3D4)相加，輸出相加結(jié)果(-D1+5D2-7D3+3D4)。
當(dāng)從加法器12依次輸出具有階梯形狀的相加結(jié)果時(shí)，D/A變換器14根據(jù)相加結(jié)果(數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù))產(chǎn)生模擬電壓。在該D/A變換器14中，由于產(chǎn)生與輸入的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的值成比例的一定的模擬電壓，所以可以得到與輸入的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)對應(yīng)的電壓電平以階梯形狀變化的輸出波形(圖7(J))。
當(dāng)D/A變換器14輸出具有階梯形狀的電壓電平的波形時(shí)，前端的積分處理部16將該波形積分，輸出折線形狀的波形(圖7(K))，后端的積分處理部18對該折線形狀的波形再次積分，產(chǎn)生將與數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)D2和D3分別對應(yīng)的電壓值之間用只能進(jìn)行一次微分的平滑的曲線連接的輸出電壓(圖7(L))。
這樣，本實(shí)施例的D/A變換器按照保持輸入的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的時(shí)間來產(chǎn)生階梯函數(shù)，將該階梯函數(shù)對4個(gè)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)相加后，產(chǎn)生與該相加結(jié)果對應(yīng)的模擬電壓，然后再進(jìn)行2次積分處理，能夠產(chǎn)生將與各數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)對應(yīng)的電壓平滑連接的連續(xù)的模擬信號。
特別是，通過與輸入的各數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)相對應(yīng)，在各個(gè)不同的開始時(shí)刻產(chǎn)生4個(gè)階梯函數(shù)，并產(chǎn)生與該相加結(jié)果對應(yīng)的模擬電壓，然后進(jìn)行2次積分處理，能得到連續(xù)的模擬信號，因此，可以不像以往那樣，需要取樣保持電路和低通濾波器，不會(huì)產(chǎn)生直線相位特性的惡化，可以實(shí)現(xiàn)良好的群延遲特性。另外，由于在取樣位置t=±2采用在0收斂的有限臺的取樣函數(shù)H(t)，因此為了進(jìn)行數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)間的插值處理，只要用前后4個(gè)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)即可，可以使進(jìn)行插值運(yùn)算所必須的處理量減少。而且，由于不進(jìn)行以往的超采樣處理，因此不但可以確保根據(jù)輸入的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的時(shí)間間隔所決定的預(yù)定的動(dòng)作速度，特別是由于不需要進(jìn)行高速的信號處理，所以不需要使用價(jià)格昂貴的產(chǎn)品。
圖8是圖6所示D/A變換器的具體結(jié)構(gòu)。如圖8所示，各數(shù)據(jù)保持部10-1～10～4由D型雙穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器(flip-flop D-FF)構(gòu)成，通過緩沖器22將輸入的數(shù)據(jù)的讀取時(shí)間在輸入數(shù)據(jù)的每個(gè)周期順序錯(cuò)開，由此循環(huán)地保持輸入數(shù)據(jù)D1、D2、D3…。例如，當(dāng)輸入8位的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)時(shí)，被各數(shù)據(jù)保持部10-1～10-4保持的8位的數(shù)據(jù)被分別輸入到對應(yīng)的階梯函數(shù)發(fā)生部11-1～11-4。
圖9是階梯函數(shù)發(fā)生部11-1～11-4的具體的結(jié)構(gòu)示意圖。4個(gè)階梯函數(shù)發(fā)生部11-1～11-4具有相同的結(jié)構(gòu)，以下用階梯函數(shù)發(fā)生部11-1為例說明其具體結(jié)構(gòu)。
如圖9所示，階梯函數(shù)發(fā)生部11-1包括具有反轉(zhuǎn)輸出的2個(gè)三態(tài)緩沖器100、102；具有反轉(zhuǎn)輸出的2個(gè)三態(tài)緩沖器104、106；將輸入該階梯函數(shù)發(fā)生部11-1的數(shù)據(jù)和通過三態(tài)緩沖器10～106中的某一個(gè)輸出的數(shù)據(jù)相加的加法器(ADD)108。
圖5所示階梯函數(shù)當(dāng)將橫軸向上方向移位+1時(shí)，變形為圖10所示階梯函數(shù)。該變形后的階梯函數(shù)的各個(gè)值因?yàn)槭?的冪積的值，所以在將各值作為乘數(shù)與輸入數(shù)據(jù)相乘時(shí)，可以通過單純的位移位操作來進(jìn)行乘積運(yùn)算。然后進(jìn)行將向上方向移位+1的橫軸返回的處理(將乘積結(jié)果加上輸入數(shù)據(jù)的處理)，作為各階梯函數(shù)發(fā)生部的輸出值。
具體來說，三態(tài)緩沖器100對輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行1位的移位，將該移位的數(shù)據(jù)的各位進(jìn)行反轉(zhuǎn)并輸出的同時(shí)，將加法器108的進(jìn)位輸入加1，來進(jìn)行(-2)倍的乘積運(yùn)算。在圖10“S1”所示時(shí)刻，通過從三態(tài)緩沖器100輸出與相乘結(jié)果對應(yīng)的數(shù)據(jù)，可以得到與階梯函數(shù)的第1及第8區(qū)分區(qū)域?qū)?yīng)的數(shù)據(jù)。
同樣地，三態(tài)緩沖器102通過將輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行1位的移位，來進(jìn)行2倍的乘積運(yùn)算。在圖10“S2”所示時(shí)刻，通過從三態(tài)緩沖器102輸出與相乘結(jié)果對應(yīng)的數(shù)據(jù)，可以得到與階梯函數(shù)的第2及第7區(qū)分區(qū)域?qū)?yīng)的數(shù)據(jù)。
三態(tài)緩沖器104通過將輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行2位的移位，來進(jìn)行4倍的乘積運(yùn)算。在圖10“S3”所示時(shí)刻，通過從三態(tài)緩沖器104輸出與相乘結(jié)果對應(yīng)的數(shù)據(jù)，可以得到與階梯函數(shù)的第3及第6區(qū)分區(qū)域?qū)?yīng)的數(shù)據(jù)。
三態(tài)緩沖器106通過將輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行3位的移位并將各位反轉(zhuǎn)，然后將加法器108的進(jìn)位輸入加1，來進(jìn)行(-8)倍的乘積運(yùn)算。在圖10“S8”所示時(shí)刻，通過從三態(tài)緩沖器100輸出與相乘結(jié)果對應(yīng)的數(shù)據(jù)，可以得到與階梯函數(shù)的第4及第5區(qū)分區(qū)域?qū)?yīng)的數(shù)據(jù)。
加法器108將從三態(tài)緩沖器100～106中的某一個(gè)有選擇地輸出的正或負(fù)的數(shù)據(jù)，與輸入階梯函數(shù)發(fā)生部11-1的數(shù)據(jù)相加。通過加法器108得到的數(shù)據(jù)從階梯函數(shù)11-1輸出。
在加法器108中，根據(jù)輸入的數(shù)據(jù)是將位移位的結(jié)果反轉(zhuǎn)的三態(tài)緩沖器100、102的輸出數(shù)據(jù)，或者輸入的數(shù)據(jù)是只進(jìn)行位移位的三態(tài)緩沖器104、106的輸出數(shù)據(jù)，其處理的具體步驟不同。即，在使用未進(jìn)行位移位的數(shù)據(jù)進(jìn)行相加運(yùn)算時(shí)，只進(jìn)行2個(gè)數(shù)據(jù)的相加處理。而在使用進(jìn)行了位反轉(zhuǎn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行相加運(yùn)算時(shí)，將2個(gè)數(shù)據(jù)相加后，將最低位b0加1。關(guān)于向加法器108輸入的數(shù)據(jù)是屬于哪個(gè)種類，只要檢查最上位是否為“1”即可。
圖8所示加法器12由具有2個(gè)輸入端子的3個(gè)加法器(ADD)120、122、124構(gòu)成。通過這些3個(gè)加法器120、122、124，將從4個(gè)階梯函數(shù)發(fā)生部11-1～11-4輸出的各個(gè)數(shù)據(jù)相加。這些相加結(jié)果被輸入A/D變換器(ADC)14，變換為階梯形狀的電壓變形，被施加到串級相連的2個(gè)積分處理部16、18中的前端的積分處理部16上。
如圖8所示，前端的積分處理部16包括2個(gè)運(yùn)算放大器140、141,2個(gè)電容器142、143、2個(gè)阻抗144、145及開關(guān)146。一邊的運(yùn)算放大器140和電容器142及阻抗144構(gòu)成積分電路，通過阻抗144對施加在運(yùn)算放大器140的反轉(zhuǎn)輸入端子上的A/D變換器14的輸出電壓進(jìn)行預(yù)定的積分動(dòng)作。后端的積分處理部18包括2個(gè)運(yùn)算放大器150、151、2個(gè)電容器152、153、2個(gè)阻抗154、155、及開關(guān)156。一邊的運(yùn)算放大器150和電容器152及阻抗154構(gòu)成積分電路，通過阻抗154對施加在運(yùn)算放大器150的反轉(zhuǎn)輸入端子的前端的積分處理部16的輸出電壓進(jìn)行預(yù)定的積分動(dòng)作。
本實(shí)施例的A/D變換器例如適用于取得電視接收機(jī)的RGB信號和輝度信號等視頻信號的電路。具體來說，電視接收機(jī)用的A/D變換器將圖8所示結(jié)構(gòu)的電路分別與R、G、B數(shù)據(jù)分別對應(yīng)成為3組，向構(gòu)成對應(yīng)于一個(gè)畫面的幀的各個(gè)掃描線，以預(yù)定的時(shí)間間隔分別輸入8位的R、G、B數(shù)據(jù)，生成將各個(gè)數(shù)據(jù)插值的連續(xù)的R、G、B模擬電壓。
在實(shí)際的積分電路中，因?yàn)楫a(chǎn)生輸出電壓的漂移，所以最好具有消除該影響的電路。在本實(shí)施例中，通過前端的積分處理部16中的運(yùn)算放大器141、電容器143及阻抗145，構(gòu)成保持平均值為0電平的電路，為了使運(yùn)算放大器140等構(gòu)成的積分電路輸出的平均值總是為0V，調(diào)節(jié)運(yùn)算放大器140的非反轉(zhuǎn)輸入端子的電壓電平。
后端的積分處理部18中的運(yùn)算放大器152、電容器153及阻抗155構(gòu)成平均電平保持電路，為了使運(yùn)算放大器150等構(gòu)成的積分電路的輸出的平均值與施加在運(yùn)算放大器151的非反轉(zhuǎn)輸入端子上的電壓電平相同，調(diào)節(jié)運(yùn)算放大器150的非反轉(zhuǎn)輸入端子的電壓電平。施加在運(yùn)算放大器151的非反轉(zhuǎn)輸入端子上的電壓電平被用于將輸入數(shù)據(jù)變換為電壓電平、并求出其平均電平，為了計(jì)算該電壓電平，具有由保持順序輸入的輸入數(shù)據(jù)的D型雙穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器構(gòu)成的數(shù)據(jù)保持部180、將該保持的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)產(chǎn)生模擬電壓的A/D變換器182、及將A/D變換器182的輸出電壓積分的積分電路184。
對于每個(gè)幀，為了復(fù)位2個(gè)積分處理部16、18中的各積分電路的積分電容中蓄積的電荷，設(shè)有開關(guān)146、156，垂直消隱信號通過D型雙穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器構(gòu)成的同步電路186而被同步，在垂直消隱期間，2個(gè)開關(guān)146、156為閉合狀態(tài)。此時(shí)，與運(yùn)算放大器140連接的電容器142和與運(yùn)算放大器150連接的電容器152分別放電，各自的積分電路被復(fù)位。
圖11是時(shí)鐘控制部20的具體結(jié)構(gòu)的示意圖。如圖所示，時(shí)鐘控制部20包括3位(bit)計(jì)數(shù)器160、具有非反轉(zhuǎn)輸出的3個(gè)“異”電路161～163、具有反轉(zhuǎn)輸出的2個(gè)“異”電路164、165、具有非反轉(zhuǎn)輸出的3個(gè)“與”電路166～170、及具有反轉(zhuǎn)輸出的3個(gè)“與”電路171～173。
圖12是圖11所示時(shí)鐘控制部20的動(dòng)作時(shí)間的示意圖。圖15所示CLK、b0~b2、c1~c5、d1~d8的各個(gè)波形表示在圖11被賦予各個(gè)符號的位置處的波形。如圖11和圖12所示，3位計(jì)數(shù)器160與輸入的時(shí)鐘信號CLK同步進(jìn)行計(jì)數(shù)動(dòng)作，在該時(shí)鐘信號每次上升時(shí)進(jìn)行計(jì)數(shù)，更新3位的輸出b0、b1、b2。
通過利用上述時(shí)鐘控制部20，對各階梯函數(shù)發(fā)生部11-1～11-4中的3個(gè)開關(guān)的閉合斷開狀態(tài)進(jìn)行切換，可以產(chǎn)生圖7(C)、(E)、(G)、(I)所示各階梯函數(shù)。具體來說，階梯函數(shù)發(fā)生部11-1為了產(chǎn)生圖7(C)所示階梯函數(shù)，根據(jù)圖11所示“或”電路171的輸出(d3)、“與”電路169的輸出(d7)、“與”電路167的輸出(d2)、與”電路166的輸出(d1)的邏輯狀態(tài)，分別切換該階梯函數(shù)發(fā)生部11-1內(nèi)的4個(gè)三態(tài)緩沖器100～106的閉合斷開狀態(tài)。
同樣地，階梯函數(shù)發(fā)生部11-2為了產(chǎn)生圖7(E)所示階梯函數(shù)，根據(jù)圖11所示“或”電路173的輸出(d6)、“與”電路170的輸出(d8)、“或”電路172的輸出(d5)、“與”電路168的輸出(d4)的邏輯狀態(tài)，分別切換該階梯函數(shù)發(fā)生部11-2內(nèi)的4個(gè)三態(tài)緩沖器100～106的閉合斷開狀態(tài)。階梯函數(shù)發(fā)生部11-3為了產(chǎn)生圖7(G)所示階梯函數(shù)，根據(jù)圖11所示“與”電路169的輸出(d7)、“或”電路171的輸出(d3)、“與”電路166的輸出(d1)、“與”電路167的輸出(d2)的邏輯狀態(tài)，分別切換該階梯函數(shù)發(fā)生部11-3內(nèi)的4個(gè)開關(guān)100～106的閉合斷開狀態(tài)。階梯函數(shù)發(fā)生部11-4為了產(chǎn)生圖7(I)所示階梯函數(shù)，根據(jù)圖11所示“與”電路170的輸出(d8)、“或”電路173的輸出(d6)、“與”電路168的輸出(d4)、“或”電路172的輸出(d5)的邏輯狀態(tài)，分別切換該階梯函數(shù)發(fā)生部11-4內(nèi)的4個(gè)三態(tài)緩沖器100～106的閉合斷開狀態(tài)。
本發(fā)明不限于上述實(shí)施例，在本發(fā)明的精神的范圍內(nèi)可以實(shí)施各種變化。例如，在上述實(shí)施例中，取樣函數(shù)是在全數(shù)域只能進(jìn)行一次微分的有限臺的函數(shù)，但也可以將能微分的次數(shù)設(shè)定為2次以上。另外，如圖1所示，本實(shí)施例的取樣函數(shù)是在t=±2收斂的函數(shù)，但也可以是在t=±3以上收斂的函數(shù)。例如，在t=±3收斂的情況下，使圖6所示D/A變換器中的數(shù)據(jù)保持部和階梯函數(shù)發(fā)生部的數(shù)量分別為6，將6個(gè)離散數(shù)據(jù)作為對象進(jìn)行插值處理，產(chǎn)生將這些離散數(shù)據(jù)平滑連接的模擬電壓。
另外，不一定限于用有限臺的取樣函數(shù)進(jìn)行插值處理，也可以利用在-∞～+∞的范圍具有值的可進(jìn)行有限次微分的取樣函數(shù)，只將與有限的取樣位置對應(yīng)的多個(gè)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)作為插值對象。例如，當(dāng)設(shè)這種取樣函數(shù)是用二次分段多項(xiàng)式定義，則由于通過將各分段多項(xiàng)式2次微分，可以得到預(yù)定的階梯函數(shù)波形，所以通過對利用該階梯函數(shù)波形進(jìn)行的電壓合成的結(jié)果進(jìn)行2次積分處理，可以得到與數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)對應(yīng)的平滑連接電壓的模擬信號。
在上述實(shí)施例中，作為D/A變換器的用途的一個(gè)例子，說明了用于電視接收機(jī)的情況，但本發(fā)明的D/A變換器也可以用于其它的用途，例如將存儲(chǔ)在光盤等中的數(shù)字音頻數(shù)據(jù)變換為模擬的音頻聲音的情況。
工業(yè)的應(yīng)用性如上所述，根據(jù)本發(fā)明，由于通過產(chǎn)生與依次輸入的多個(gè)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)對應(yīng)的預(yù)定階梯函數(shù)波形，并將這些波形合成，然后將該合成波形積分，得到連續(xù)變化的模擬電壓，所以為了得到最終的模擬信號，不需要使用低通濾波器，不會(huì)因?yàn)樘幚硇盘柕念l率導(dǎo)致相位不同，而使群延遲特性惡化，能夠得到變形小的輸出變形。與進(jìn)行超采樣的現(xiàn)有技術(shù)相比，由于不需要提高產(chǎn)品的工作速度，所以不需要使用高價(jià)格的產(chǎn)品，能夠降低產(chǎn)品的成本。
權(quán)利要求
1．一種數(shù)字-模擬變換器，其特征在于，通過產(chǎn)生與按預(yù)定間隔輸入的多個(gè)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)分別對應(yīng)的預(yù)定的階梯函數(shù)，并對與將這些多個(gè)階梯函數(shù)相加所得到的數(shù)據(jù)對應(yīng)的電壓波形進(jìn)行多次模擬積分，來產(chǎn)生將與多個(gè)上述數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)對應(yīng)的電壓間平滑連接的連續(xù)的模擬信號。
2．一種數(shù)字-模擬變換器，其特征在于，包括多個(gè)數(shù)據(jù)保持部，將按照預(yù)定間隔輸入的多個(gè)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)分別在預(yù)定期間保持；多個(gè)階梯函數(shù)發(fā)生部，將與被上述多個(gè)數(shù)據(jù)保持部分別保持的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)對應(yīng)的預(yù)定的階梯函數(shù)與上述多個(gè)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的各輸入時(shí)間同步地產(chǎn)生；加法器，將多個(gè)上述階梯函數(shù)發(fā)生部分別產(chǎn)生的上述階梯函數(shù)的值相加；階梯電壓波形發(fā)生部，產(chǎn)生與上述加法器的相加處理所得到的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)對應(yīng)的階梯形狀的模擬電壓；積分處理部，對上述階梯電壓波形發(fā)生部生成的模擬電壓進(jìn)行多次模擬積分處理。
3．根據(jù)權(quán)利要求2所述的數(shù)字-模擬變換器，其特征在于，上述階梯函數(shù)被設(shè)定為正區(qū)域和負(fù)區(qū)域的面積相等。
4．根據(jù)權(quán)利要求2所述的數(shù)字-模擬變換器，其特征在于，上述階梯函數(shù)是對由分段多項(xiàng)式構(gòu)成的預(yù)定的取樣函數(shù)，將上述分段多項(xiàng)式分別進(jìn)行多次微分而得到的值。
5．根據(jù)權(quán)利要求4所述的數(shù)字-模擬變換器，其特征在于，上述取樣函數(shù)在全數(shù)域只能進(jìn)行1次微分，具有有限臺的值。
6．根據(jù)權(quán)利要求5所述的數(shù)字-模擬變換器，其特征在于，上述取樣函數(shù)是在取樣位置t從-2至+2間具有0以外的值的有限臺的函數(shù)，對于-2≤t＜-3/2，用(-t2-4t-4)/4對于-3/2≤t＜-1，用(3t2+8t+5)/4對于-1≤t＜-1/2，用(5t2+12t+7)/4對于-1/2≤t＜1/2，用(-7t2+4)/4對于1/2≤t＜1，用(5t2-12t+7)/4對于1≤t＜3/2，用(3t2-8t+5)/4對于3/2≤t≤2 用(-t2+4t-4)/4來定義。
7．根據(jù)權(quán)利要求2所述的數(shù)字-模擬變換器，其特征在于，上述階梯函數(shù)在與等間隔配置的5個(gè)上述數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)對應(yīng)的預(yù)定范圍，由-1、+3、+5、-7、-7、+5、+3、-1進(jìn)行加權(quán)的相同寬度的8個(gè)分段區(qū)域形成。
8．根據(jù)權(quán)利要求2所述的數(shù)字-模擬變換器，其特征在于，上述階梯函數(shù)通過下述方式來實(shí)現(xiàn)上述加權(quán)分別用位移位的-2、+2、+4、-8、-8、+4、+2、-2進(jìn)行相乘處理，并將相乘結(jié)果加上上述數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)自身。
9．根據(jù)權(quán)利要求5所述的數(shù)字-模擬變換器，其特征在于，進(jìn)行上述模擬積分的次數(shù)是2次，產(chǎn)生將與多個(gè)上述數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)對應(yīng)的電壓平滑連接的連續(xù)的模擬信號。
10．根據(jù)權(quán)利要求6所述的數(shù)字-模擬變換器，其特征在于，上述模擬積分進(jìn)行的次數(shù)是2次，產(chǎn)生將與多個(gè)上述數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)對應(yīng)的電壓平滑連接的連續(xù)的模擬信號。
全文摘要
本發(fā)明的目的是提供一種數(shù)字－模擬變換器，可以不用提高產(chǎn)品的工作速度，輸出變形較少的輸出波形。D/A變換器包括4個(gè)數(shù)據(jù)保持部10－1、10－2、10－3、10－4、4個(gè)階梯函數(shù)發(fā)生部11－1、11－2、11－3、11－4、加法器12、D/A變換器14、2個(gè)積分處理部16、18、時(shí)鐘控制部20。依次輸入的4個(gè)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)分別被各數(shù)據(jù)保持部保持，該階梯函數(shù)發(fā)生部產(chǎn)生具有與該被保持的數(shù)據(jù)對應(yīng)的值的階梯函數(shù)。加法器12將各階梯函數(shù)發(fā)生部產(chǎn)生的階梯函數(shù)進(jìn)行相加，D/A變換器14產(chǎn)生與該相加值對應(yīng)的階梯形狀的模擬電壓，再通過2個(gè)積分處理部16、18對該合成波形進(jìn)行2次積分處理，產(chǎn)生將輸入的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)連接的連續(xù)的模擬電壓。
文檔編號H03M1/52GK1318224SQ99811031
公開日2001年10月17日 申請日期1999年6月8日 優(yōu)先權(quán)日1998年7月16日
發(fā)明者小柳裕喜生, 寅市和男 申請人:新瀉精密株式會(huì)社, 株式會(huì)社流暢研究所