JP3420134B2 - D / A conversion system and D / A conversion method - Google Patents

D / A conversion system and D / A conversion method

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JP3420134B2 JP30268699A JP30268699A JP3420134B2 JP 3420134 B2 JP3420134 B2 JP 3420134B2 JP 30268699 A JP30268699 A JP 30268699A JP 30268699 A JP30268699 A JP 30268699A JP 3420134 B2 JP3420134 B2 JP 3420134B2
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、携帯電話、オーデ
ィオ等の音声コーデック等に用いるD/A変換として用
いるオーバサンプリングD/A変換器に関するものであ
り、特に、1ビットの量子化を行うデルタシグマ変調出
力からD/A変換を行うD/A変換システムとD/A変
換方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an oversampling D / A converter used as D / A conversion used in a voice codec such as a mobile phone and an audio system, and more particularly to a delta for performing 1-bit quantization. The present invention relates to a D / A conversion system and a D / A conversion method for performing D / A conversion from a sigma modulation output.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のオーバサンプリングD/A変換器
を使用したD/A変換システムを、図面を参照して説明
する。
2. Description of the Related Art A conventional D / A conversion system using an oversampling D / A converter will be described with reference to the drawings.

【0003】図3に、ノイズシェーパの出力が、1ビッ
トで出力される従来の回路構成(「第1の従来例」とい
う)を示す。また図4に、ノイズシェーパの出力が、複
数ビット(Pビット)で出力される従来の回路構成
(「第2の従来例」という)を示す。
FIG. 3 shows a conventional circuit configuration in which the output of the noise shaper is output by 1 bit (referred to as "first conventional example"). Further, FIG. 4 shows a conventional circuit configuration in which the output of the noise shaper is output in a plurality of bits (P bits) (referred to as a "second conventional example").

【0004】図3を参照して、第1の従来例の構成を説
明する。第1のデジタル信号を入力して、デルタシグマ
変調により、雑音成分を高周波側に移動させるノイズシ
ェーピングを行い、1ビットの第2のデジタル信号を出
力するノイズシェーパ10と、第2のデジタル信号を入
力して、デジタル信号からアナログ信号への変換を行
い、第1のアナログ信号を出力する1ビットのD/A変
換器31と、第1のアナログ信号を入力して、第1のア
ナログ信号の高周波雑音を減衰させて、第2のアナログ
信号を出力するポストフィルタ41で構成される。
The configuration of the first conventional example will be described with reference to FIG. The first digital signal is input, noise shaping for moving the noise component to the high frequency side is performed by delta sigma modulation, and the noise shaper 10 that outputs the 1-bit second digital signal and the second digital signal are output. A 1-bit D / A converter 31 that inputs and converts a digital signal to an analog signal and outputs a first analog signal, and a first analog signal that is input The post filter 41 is configured to attenuate high frequency noise and output a second analog signal.

【0005】ここで、ノイズシェーパ10は、一般的に
はホワイト(周波数に対して均一な雑音レベル)に分布
する量子化雑音を周波数依存性のある分布に変換するも
ので、積分器と、量子化器と、微分器とから構成され、
低周波領域にスペクトラム分布を有する信号を入力して
積分器で低周波領域の利得を高め、量子化器でホワイト
な量子化雑音を重畳し、微分器で微分特性による高周波
領域を強調することによって、入力スペクトラム分布と
出力スペクトラム分布はほぼ同一であるが、量子化雑音
には微分器のみが作用して低周波数領域のS/Nが増大
する。D/A変換器では、ノイズシェーパはデジタル回
路で構成されるため、積分器、量子化器、微分器とノイ
ズシェーパ回路とは分割されず、フリップフロップと加
算器を使用して、ノイズシェーパを構成する。また、ノ
イズシェーパの構成は、この分野ではかなり一般的なこ
とであるので、詳細は省略する。
Here, the noise shaper 10 converts quantization noise, which is generally distributed in white (a noise level that is uniform with respect to frequency), into a frequency-dependent distribution. And a differentiator,
By inputting a signal with a spectrum distribution in the low frequency region, increasing the gain in the low frequency region with the integrator, superimposing white quantization noise with the quantizer, and emphasizing the high frequency region due to the differential characteristic with the differentiator. Although the input spectrum distribution and the output spectrum distribution are almost the same, only the differentiator acts on the quantization noise to increase the S / N in the low frequency region. In the D / A converter, since the noise shaper is composed of a digital circuit, it is not divided into an integrator, a quantizer, a differentiator and a noise shaper circuit, and a flip-flop and an adder are used to remove the noise shaper. Constitute. Further, the configuration of the noise shaper is quite common in this field, and thus its details are omitted.

【0006】因みに、A/D、D/A変換技術のひとつ
に、オーバーサンプリング技術があり、そのオーバーサ
ンプリング技術に用いられる変調方法のひとつにデルタ
シグマ変調技術があるので、このデルタシグマ変調技術
を用いたA/D、D/A変換器をデルタシグマ変調器と
呼んでいる。またこれをノイズシェーピング変換器とも
呼んでいる。つまりノイズシェーパは、オーバサンプリ
ング技術を利用したA/D、D/A変換器のひとつとい
うことになる。
Incidentally, one of the A / D and D / A conversion techniques is an oversampling technique, and one of the modulation methods used for the oversampling technique is a delta sigma modulation technique. The A / D and D / A converter used is called a delta sigma modulator. This is also called a noise shaping converter. In other words, the noise shaper is one of A / D and D / A converters using the oversampling technique.

【0007】次に、図4を参照して、第2の従来例の構
成を説明する。第1のデジタル信号を入力して、デルタ
シグマ変調により、雑音成分を高周波側に移動させるノ
イズシェーピングを行い、複数ビット(Pビットとおく
Pは2以上の整数)の第2のデジタル信号を出力する
ノイズシェーパ12と、第2のデジタル信号を入力し
て、デジタル信号からアナログ信号への変換を行い、第
1のアナログ信号を出力するPビットのD/A変換器3
2と、第1のアナログ信号を入力して、第1のアナログ
信号の高周波雑音を減衰させて、第2のアナログ信号を
出力するポストフィルタ42で構成される。
Next, the configuration of the second conventional example will be described with reference to FIG. Inputs the first digital signal, performs noise shaping to move the noise component to the high frequency side by delta-sigma modulation, and outputs a second digital signal of multiple bits (P bits, where P is an integer of 2 or more). P-bit D / A converter 3 that inputs the noise shaper 12 and the second digital signal, converts the digital signal into an analog signal, and outputs the first analog signal.
2 and a post filter 42 that inputs the first analog signal, attenuates the high frequency noise of the first analog signal, and outputs the second analog signal.

【0008】ここで、D/A変換回路と対比して説明さ
れるA/D変換器について説明する。オーバーサンプリ
ングによるデルタシグマ変調型のA/D変換器は、よく
知られており、例えば、特開平6−53836号公報
や、特開平9−326703号公報や、特開平11−1
63731号公報に記載されている。この各公報には、
入力されたアナログ信号を順に減算器、積分器及び1ビ
ットAD変換回路を介してデジタルデータに変換すると
共に、その出力を1ビットのデジタルアナログ変換回路
を介して入力側に負帰還し、1クロック前のデジタルデ
ータを再度アナログ信号に戻したものと入力アナログ信
号との差(デルタ)を入力部において求めて積分し(シ
グマ)、その後極めて高いサンプリング周波数(オーバ
ーサンプリング)によって量子化することにより、デジ
タルデータに変換するものである。
Here, the A / D converter described in comparison with the D / A conversion circuit will be described. A delta-sigma modulation type A / D converter by oversampling is well known, and is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 6-53836, Japanese Patent Laid-Open No. 9-326703, and Japanese Patent Laid-Open No. 11-1.
No. 63731. In each of these publications,
The input analog signal is sequentially converted into digital data through a subtractor, an integrator, and a 1-bit AD conversion circuit, and its output is negatively fed back to the input side through a 1-bit digital-analog conversion circuit for 1 clock. By calculating the difference (delta) between the analog signal reconverted to the previous digital data and the input analog signal at the input section, integrating (sigma), and then quantizing with an extremely high sampling frequency (oversampling), It is converted into digital data.

【0009】オーバーサンプリングによるデルタシグマ
変調型のA/D変換器と、D/A変換器は基本的には同
じである。その違いは、A/D変換器のデルタシグマ変
調器は、アナログ回路で、積分器、量子化器、微分器を
構成するが、D/A変換器のデルタシグマ変調器は、デ
ジタル回路で積分器、量子化器、微分器を構成する。し
たがって、A/D変換器と対比するまでもないが、参考
的に説明した。
The delta-sigma modulation type A / D converter by oversampling and the D / A converter are basically the same. The difference is that the delta-sigma modulator of the A / D converter is an analog circuit that forms an integrator, quantizer, and differentiator, while the delta-sigma modulator of the D / A converter is integrated by a digital circuit. And quantizer and differentiator. Therefore, although it is needless to compare with the A / D converter, it has been described for reference.

【0010】図3と図5を参照して、第1の従来例の動
作を説明する。第1のデジタル信号に、主信号成分を含
む入力が供給されると、ノイズシェーパ10から出力さ
れる第2のデジタル信号は、図5の(A)に示すような
スペクトラムを有する。図5の(A)に示されているf
sとは、ノイズシェーパ10のサンプリング周波数のこ
とである。図5の(A)に示されるように、高周波側に
雑音成分が多く分布することになり、ポストフィルタ4
1を、高次のフィルタによって構成することで、図5の
(B)に示されるように、主信号成分を主とすると共
に、高周波側の雑音を減衰させることができる。
The operation of the first conventional example will be described with reference to FIGS. 3 and 5. When the input including the main signal component is supplied to the first digital signal, the second digital signal output from the noise shaper 10 has a spectrum as shown in FIG. F shown in FIG. 5 (A)
s is the sampling frequency of the noise shaper 10. As shown in FIG. 5A, a large amount of noise components are distributed on the high frequency side, and the post filter 4
By configuring 1 with a high-order filter, as shown in FIG. 5B, the main signal component can be the main component and the noise on the high frequency side can be attenuated.

【0011】つぎに、図4と図5を参照して、第2の従
来例の動作を説明する。Pビットの第1のデジタル信号
に、主信号成分を含む入力が供給されると、ノイズシェ
ーパ12から出力される第2のデジタル信号は、図5の
(C)に示すようなスペクトラムを有する。図5の
(C)に示されるように、第2のデジタル信号が複数ビ
ットであるため、図5(A)と比較して、高周波の雑音
成分は少ない。これにより、ポストフィルタ42は、ポ
ストフィルタ41よりも低次のフィルタ構成で、図5
(B)と同等なスペクトラムを有すことができる。
Next, the operation of the second conventional example will be described with reference to FIGS. 4 and 5. When the input including the main signal component is supplied to the P-bit first digital signal, the second digital signal output from the noise shaper 12 has a spectrum as shown in FIG. 5C. As shown in FIG. 5C, since the second digital signal has a plurality of bits, the high frequency noise component is smaller than that in FIG. 5A. As a result, the post filter 42 has a filter configuration of a lower order than the post filter 41, and
It can have a spectrum equivalent to that of (B).

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記第
1の従来例(図3参照)においては、第1のデジタル信
号に、連続的に無信号入力が行われた場合、1ビット出
力のノイズシェーパ10から出力される第2のデジタル
信号のスペクトラムは、図5の(D)に示されるよう
に、ある信号周波数fiが出力されるため、周波数fi
の雑音が発生する。これは、1ビット出力のため、出力
値が“+1”もしくは“−1”の値にしかならないた
め、ある信号周波数fiの周期で“+1”、“−1”が
繰り返されるためである。
However, in the first conventional example (see FIG. 3), when a no signal is continuously input to the first digital signal, a noise shaper of 1-bit output is generated. As shown in FIG. 5D, the spectrum of the second digital signal output from 10 outputs a certain signal frequency fi, so the frequency fi
Noise is generated. This is because the output value is only "+1" or "-1" because it is a 1-bit output, and "+1" and "-1" are repeated in a cycle of a certain signal frequency fi.

【0013】具体例として、ノイズシェーパ10を2次
のデルタシグマ変調器、サンプリング周波数を1024
[KHz]とした時、第2のデジタル信号は、“+1、
+1、−1,−1、+1、+1、−1、−1”という値
が出力され、これは256[KHz]の高調波の信号と
して出力される。また、高周波側に雑音成分が多く分布
することになり、ポストフィルタ41において、高周波
側の雑音を減衰させるため、複雑なアナログ回路で構成
される高減衰度特性を有する高次のフィルタが必要とな
り、ポストフィルタ41のアナログ回路規模が大きくな
るという問題がある。
As a concrete example, the noise shaper 10 is a second-order delta-sigma modulator, and the sampling frequency is 1024.
When set to [KHz], the second digital signal is "+1,
Values of +1, -1, -1, +1, +1, -1, -1 "are output, which is output as a harmonic signal of 256 [KHz]. Also, a large amount of noise components are distributed on the high frequency side. Therefore, in the post filter 41, in order to attenuate noise on the high frequency side, a high-order filter having a high attenuation characteristic composed of a complicated analog circuit is required, and the analog circuit scale of the post filter 41 is large. There is a problem of becoming.

【0014】前記第2の従来例(図4参照)において
は、第2のデジタル信号が複数ビットのため、連続的に
無信号入力が行われた場合でも、第2のデジタル信号の
スペクトラムは、図5の(E)に示されるように、高周
波側の雑音も、前記第1の従来例よりも低減される。さ
らに、特定の周波数の信号は出力されないため、第1の
従来例に比べて、雑音特性は良好である。けれども、第
2のデジタル信号が複数ビットのため、複数ビットのD
/A変換器32の構成規模が大きくなるという問題があ
る。また、複数ビット出力のノイズシェーパ12と、複
数ビットのD/A変換器32が別々のLSIの場合、各
LSIの入出力端子が増大するという問題がある。
In the second conventional example (see FIG. 4), since the second digital signal has a plurality of bits, the spectrum of the second digital signal is as follows even when no signal is continuously input. As shown in FIG. 5E, the noise on the high frequency side is also reduced as compared with the first conventional example. Further, since the signal of the specific frequency is not output, the noise characteristic is better than that of the first conventional example. However, since the second digital signal has multiple bits, D of multiple bits
There is a problem that the configuration scale of the / A converter 32 becomes large. Further, when the noise shaper 12 for outputting a plurality of bits and the D / A converter 32 for a plurality of bits are different LSIs, there is a problem that the number of input / output terminals of each LSI increases.

【0015】よって本発明の目的は、ノイズシェーパが
1ビットで出力し、D/A変換器、ポストフィルタの回
路規模が小さく、雑音特性に優れたD/A変換システム
を提供することにある。
Therefore, an object of the present invention is to provide a D / A conversion system which outputs a noise shaper with 1 bit, has a small circuit scale of a D / A converter and a post filter, and is excellent in noise characteristics.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、本発明は、第1のデジタル信号を入力して、デル
タシグマ変調技術によりノイズシェーピングを行い、1
ビットの第2のデジタル信号を出力するノイズシェーパ
と、前記ノイズシェーパの出力に接続され、Mビット
(Mは2以上の整数)の第3のデジタル信号を出力する
ため、Nタップ(Nは2以上の整数)で構成された移動
平均フィルタと、前記移動平均フィルタの出力に接続さ
れ、第1のアナログ信号を出力するMビットのD/A変
換器と、前記MビットのD/A変換器の出力に接続さ
れ、第1のアナログ信号の高周波雑音を減衰した第2の
アナログ信号を出力するポストフィルタと、を備え、前
記Nタップで構成された移動平均フィルタは、タップ数
Nに相当するだけ互いに縦続接続されたN個のDタイプ
フリップフロップと、前記Dタイプフリップフロップの
出力を加算する加算器と、前記加算器の出力をデコード
するデコーダ回路とを備えたことを特徴とするD/A変
換システムを提供する。
In order to achieve such an object, according to the present invention, a first digital signal is input and noise shaping is performed by a delta sigma modulation technique.
A noise shaper that outputs a second digital signal of bits and an output of the noise shaper that outputs a third digital signal of M bits (M is an integer of 2 or more) are N taps (N is 2 A moving average filter composed of the above integers), an M-bit D / A converter connected to the output of the moving average filter and outputting a first analog signal, and the M-bit D / A converter is the connection to the output, and post filter for outputting a second analog signal attenuates high frequency noise of the first analog signal, comprising a front
The moving average filter composed of N taps has the number of taps.
N D-types that are cascaded to each other by the amount equivalent to N
Between the flip-flop and the D-type flip-flop
Adder that adds outputs and decodes the output of the adder
Providing D / A conversion system is characterized in that a decoder circuit for.

【0017】また、本発明によるD/A方法は、第1の
デジタル信号を入力してデルタシグマ変調技術によりオ
ーバーサンプリングしてノイズシェーピングを行い1ビ
ットの第2のデジタル信号を出力するノイズシェーパ工
程と、前記ノイズシェーパによる1ビットの第2のデジ
タル信号を入力してMビット(Mは、2以上の整数)の
第3のデジタル信号を出力するNタップ(Nは、2以上
の整数)のシフトレジスタで構成した移動平均フィルタ
により逐次平均値を出力する移動平均工程と、前記移動
平均フィルタによるMビットの第3のデジタル信号を入
力して第1のアナログ信号に変換するMビットのD/A
変換工程と、前記MビットのD/A変換器の前記第1の
アナログ信号を入力して前記第1のアナログ信号の高周
波領域を減衰した第2のアナログ信号を出力するフィル
タ工程と、を備えることを特徴とする。
Further, the D / A method according to the present invention is a noise shaper step of inputting the first digital signal, performing oversampling by the delta sigma modulation technique to perform noise shaping, and outputting a 1-bit second digital signal. And an N tap (N is an integer of 2 or more) inputting a 1-bit second digital signal by the noise shaper and outputting an M-bit (M is an integer of 2 or more) third digital signal. A moving average step of sequentially outputting an average value by a moving average filter composed of a shift register, and an M-bit D / which inputs an M-bit third digital signal by the moving average filter and converts it into a first analog signal. A
A conversion step; and a filtering step of inputting the first analog signal of the M-bit D / A converter and outputting a second analog signal that attenuates a high frequency region of the first analog signal. It is characterized by

【0018】また、前記Nタップで構成された移動平均
フィルタは、タップ数Nに相当するだけ互いに縦続接続
されたN個のDタイプフリップフロップと、前記Dタイ
プフリップフロップの出力の加算を行い、結果をMビッ
トで出力する加算器と、前記加算器の出力を、タップ数
Nの半分の値で減算した結果を出力するデコーダ回路と
を備えている。
The moving average filter composed of the N taps performs addition of N D type flip-flops connected in cascade corresponding to the number of taps N and outputs of the D type flip-flops, It is provided with an adder that outputs the result in M bits, and a decoder circuit that outputs the result of subtracting the output of the adder by a half of the number N of taps.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を、図面を参
照して以下に詳細に説明する。図1に、本発明の一実施
形態のブロック図を示す。図2に、図1に示したNタッ
プ(Nは2以上の整数)で構成された移動平均フィルタ
20の一実施形態の構成図を示す。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows a block diagram of an embodiment of the present invention. FIG. 2 shows a configuration diagram of an embodiment of the moving average filter 20 configured by the N taps (N is an integer of 2 or more) shown in FIG.

【0020】図1において、ノイズシェーパ10は第1
のデジタル信号をデルタシグマ変調により1ビットデジ
タル信号に変換して1ビットの第2のデジタル信号を出
力する。移動平均フィルタ20は第2のデジタル信号の
ビットストリームデータに基いて移動平均データを算出
する。具体的には、ビットストリームデータのデータ値
「1」を「1」に、そのデータ値「−1」を「0」に対
応付けて、対応付けたNタップのN個の値を加算して移
動平均データを生成する。D/A変換器30は、移動平
均フィルタ20のMビットの第3のデジタル信号出力を
デジタル信号をアナログ信号に変換して第1のアナログ
信号を出力する。また、ポストフィルタ40は第1のア
ナログ信号を入力し、簡単な6dB又は12dB程度の
傾斜特性を有する高域周波数成分を減衰するフィルタに
よって第2のアナログ信号を出力する。
In FIG. 1, the noise shaper 10 has a first
The digital signal of 1 is converted into a 1-bit digital signal by delta sigma modulation, and a 1-bit second digital signal is output. The moving average filter 20 calculates moving average data based on the bit stream data of the second digital signal. Specifically, the data value "1" of the bit stream data is associated with "1", the data value "-1" is associated with "0", and the N values of the associated N taps are added. Generate moving average data. The D / A converter 30 converts the M-bit third digital signal output of the moving average filter 20 into a digital signal and outputs a first analog signal. The post filter 40 inputs the first analog signal and outputs the second analog signal by a filter that attenuates a high frequency component having a simple inclination characteristic of about 6 dB or 12 dB.

【0021】図1に示す1ビット出力のノイズシェーパ
10は、図3に示した第1の従来例と同様の動作を行
い、オーバサンプリングすることにより1ビット出力と
することができる。つぎに、本実施形態では、ノイズシ
ェーパ10から出力される1ビットの第2のデジタル信
号を入力し、Nタップ(Nは、2以上の整数)のシフト
レジスタのシフターと加算器とデコーダで構成されて、
Mビット(Mは、2以上の整数)の第3のデジタル信号
を出力する移動平均フィルタ20と、Mビットの第3の
デジタル信号を入力し、第1のアナログ信号を出力する
D/A変換器30と、第1のアナログ信号を入力し、第
1のアナログ信号の高周波雑音を減衰させた第2のアナ
ログ信号を出力するポストフィルタ40とを備えてい
る。
The 1-bit output noise shaper 10 shown in FIG. 1 performs the same operation as in the first conventional example shown in FIG. 3 and can perform 1-bit output by oversampling. Next, in the present embodiment, the 1-bit second digital signal output from the noise shaper 10 is input, and the shifter of the N tap (N is an integer of 2 or more) shifter, the adder, and the decoder are configured. Has been
Moving average filter 20 that outputs a third digital signal of M bits (M is an integer of 2 or more), and D / A conversion that inputs a third digital signal of M bits and outputs a first analog signal And a post filter 40 for inputting the first analog signal and outputting a second analog signal obtained by attenuating the high frequency noise of the first analog signal.

【0022】さらに、Nタップで構成された移動平均フ
ィルタ20は、図2に示すように、タップ数Nに相当す
るだけ互いに縦続接続されたN個のDタイプフリップフ
ロップ22(1〜N)と、Dタイプフリップフロップ2
2(1〜N)の出力を加算し、Mビットの加算結果を出
力する加算器23と、加算器23の出力結果を、タップ
数Nの半分の値で減算した結果をMビットで出力するデ
コーダ回路24とを備えている。
Further, as shown in FIG. 2, the moving average filter 20 composed of N taps includes N D-type flip-flops 22 (1 to N) connected in cascade corresponding to the number N of taps. , D type flip-flop 2
2 (1 to N) outputs are added and an M-bit addition result is output, and the output result of the adder 23 is subtracted by half the number N of taps, and the result is output as M bits. And a decoder circuit 24.

【0023】次に、第1図に示したD/A変換システム
の動作を以下に説明する。
The operation of the D / A conversion system shown in FIG. 1 will be described below.

【0024】ノイズシェーパ10の1ビットの出力信号
である第2のデジタル信号を、移動平均フィルタ20に
入力する。移動平均フィルタ20は、サンプリング周波
数fsをCLKとした、タップ数Nに相当するだけ互い
に縦続接続されたN個のDタイプフリップフロップ22
(1〜N)に、第2のデジタル信号が“+1”の時は
“1”、第2のデジタル信号が“−1”のときは“0”
として取り込む。取り込んだ結果を、Nビットの信号A
DDIN[1],[2]−−[N−1],[N]とし
て、サンプリング周期毎に加算器23に出力する。加算
器23では、ADDIN[1],[2]−−[N−
1],[N]の各ビットの隣接したビットの加算を行
い、Mビットの加算結果信号の、ADDOUT[1],
[2]−−[M−1],[M]を出力する。ADDOU
T[1],[2]−−[M−1],[M]を入力するデ
コーダ回路24で、入力した値から、タップ数Nの半分
の値で減算を行い、その結果を、Mビットの第3のデジ
タル信号として出力を行い、MビットのD/A変換器3
0に入力された後、ポストフィルタ40で高周波雑音を
減衰させる。
The second digital signal, which is a 1-bit output signal of the noise shaper 10, is input to the moving average filter 20. The moving average filter 20 has N D-type flip-flops 22 cascaded with each other by the number of taps N with the sampling frequency fs as CLK.
(1 to N), "1" when the second digital signal is "+1", and "0" when the second digital signal is "-1".
Take in as. The captured result is the N-bit signal A
DDIN [1], [2]-[N-1], [N] are output to the adder 23 for each sampling period. In the adder 23, ADDIN [1], [2] --- [N-
1] and [N] are added to adjacent bits, and ADDOUT [1], ADDOUT [1], of the addition result signal of M bits is added.
[2]-[M-1] and [M] are output. ADDOU
In the decoder circuit 24 for inputting T [1], [2]-[M-1], [M], the input value is subtracted by half the number of taps N, and the result is M bits. Output as a third digital signal of the M-bit D / A converter 3
After being input to 0, the post filter 40 attenuates high frequency noise.

【0025】ノイズシェーパ10の1ビットの出力信号
である第2のデジタル信号のスペクトラムは、第1の従
来例と同様、図5の(D)に示すようなスペクトラムと
なり、ある信号周波数fiが出力されるため、周波数f
iの雑音が発生する。
The spectrum of the second digital signal, which is the 1-bit output signal of the noise shaper 10, becomes a spectrum as shown in FIG. 5 (D) as in the first conventional example, and a certain signal frequency fi is output. Frequency f
i noise is generated.

【0026】この周波数fiを移動平均フィルタで減衰
させるためには、ノイズシェーパ10のサンプリング周
波数をfsとすると、(fi/fs)×n(nは整数)
で求められる値のタップ数Nで移動平均フィルタを構成
することにより、fiの周波数成分を簡易な特性で削除
することができる。
In order to attenuate this frequency fi with the moving average filter, if the sampling frequency of the noise shaper 10 is fs, then (fi / fs) × n (n is an integer)
By configuring the moving average filter with the number of taps N of the value obtained in, the frequency component of fi can be deleted with a simple characteristic.

【0027】具体例として、第1のデジタル信号に、連
続的に無信号入力が行われた場合、ノイズシェーパ10
を2次のデルタシグマ変調器、サンプリング周波数を1
024[KHz]とした時、第2のデジタル信号には、
“+1、+1、−1,−1、+1、+1、−1、−1”
という値が出力され、これは256[KHz]の高調波
の信号として出力される。移動平均フィルタ20のタッ
プ数を、(256/1024)×16=4タップとした
時、Dタイプフリップフロップ22(1〜4)の値は常
に、“+1”が2個、“0”が2個となるため、加算器
23の出力ADDOUT[4:1]は常に“+2”の値
が出力される。そして、デコーダ回路24により、第3
のデジタル信号は、+2−(タップ数4/2)=0とな
り、常に“0”の値となるため、256[KHz]の信
号成分は削除される。図5の(F)に、移動平均フィル
タ20の出力である、第3のデジタル信号のスペクトラ
ムを示すが、256[KHz]の信号成分は減衰され、
さらに、高周波雑音も減衰される。
As a specific example, when no signal is continuously input to the first digital signal, the noise shaper 10
2nd-order delta-sigma modulator, sampling frequency 1
When set to 024 [KHz], the second digital signal has
"+1, +1, -1, -1, +1, +1, -1, -1"
Is output as a signal of a harmonic of 256 [KHz]. When the number of taps of the moving average filter 20 is (256/1024) × 16 = 4 taps, the value of the D type flip-flop 22 (1 to 4) is always two “+1” and two “0”. Therefore, the value ADDOUT [4: 1] of the adder 23 is always "+2". Then, by the decoder circuit 24, the third
The digital signal of is + 2- (the number of taps is 4/2) = 0 and always has a value of "0", so that the signal component of 256 [KHz] is deleted. FIG. 5F shows the spectrum of the third digital signal which is the output of the moving average filter 20. The signal component of 256 [KHz] is attenuated,
Furthermore, high frequency noise is also attenuated.

【0028】また第2の従来例と比較しても、Mビット
入力のD/A変換器30は、第2の従来例に示したPビ
ット入力のD/A変換器32と同じ場合、つまりM=P
の場合、本発明では移動平均フィルタ20を通過する
分、高周波側の雑音は減衰される。実際は、第2の従来
例と同等のスペクトラムが得られればよいので、M<P
の関係でD/A変換器30を構成できるため、第2の従
来例のD/A変換器32よりも回路規模を小さくするこ
とが可能である。具体的には、mは14ビット以上、M
は8ビット以下が好ましい。
Also in comparison with the second conventional example, the D / A converter 30 of the M-bit input is the same as the D / A converter 32 of the P-bit input shown in the second conventional example, that is, M = P
In this case, in the present invention, the noise on the high frequency side is attenuated by the amount passing through the moving average filter 20. Actually, since it is sufficient to obtain a spectrum equivalent to that of the second conventional example, M <P
Since the D / A converter 30 can be configured according to the above relationship, the circuit scale can be made smaller than the D / A converter 32 of the second conventional example. Specifically, m is 14 bits or more, M
Is preferably 8 bits or less.

【0029】[0029]

【発明の効果】以上、説明したように本発明によれば、
ノイズシェーパによって1ビットで出力して、高域成分
を強調し、その後の処理が簡易となり、移動平均フィル
タ、D/A変換器、ポストフィルタの回路規模が小さ
く、雑音特性に優れているという効果を有する。
As described above, according to the present invention,
The noise shaper outputs 1 bit to emphasize the high frequency component, the subsequent processing is simplified, and the circuit scale of the moving average filter, D / A converter, and post filter is small, and the noise characteristics are excellent. Have.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明のD/A変換システムの一実施形態を示
すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a D / A conversion system of the present invention.

【図2】本発明の図1に示した移動平均フィルタ20の
回路構成図である。
FIG. 2 is a circuit configuration diagram of a moving average filter 20 shown in FIG. 1 of the present invention.

【図3】第1の従来例の構成を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a first conventional example.

【図4】第2の従来例の構成を示すブロック図である。FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a second conventional example.

【図5】本発明、第1の従来例、第2の従来例によるD
/A変換システムの動作説明図である。
FIG. 5: D according to the present invention, the first conventional example, and the second conventional example
It is an operation explanatory view of a / A conversion system.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10,11 ノイズシェーパ 20 移動平均フィルタ 22(1〜N) DFF 23 加算器 24 デコーダ回路 30,31,32 D/A変換器 40,41,42 ポストフィルタ 10, 11 noise shaper 20 Moving average filter 22 (1-N) DFF 23 adder 24 Decoder circuit 30, 31, 32 D / A converter 40, 41, 42 Post filter

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H03M 3/02 H03H 17/02 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H03M 3/02 H03H 17/02

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 第1のデジタル信号を入力して、デルタ
シグマ変調技術によりノイズシェーピングを行って1ビ
ットの第2のデジタル信号を出力するノイズシェーパ
と、前記ノイズシェーパの1ビットの第2のデジタル信
号出力を入力してMビット(Mは、2以上の整数)の第
3のデジタル信号を出力するためNタップ(Nは、2以
上の整数)で構成された移動平均フィルタと、前記移動
平均フィルタのMビットの第3のデジタル信号出力を入
力して第1のアナログ信号を出力するMビットのD/A
変換器と、前記MビットのD/A変換器の前記第1のア
ナログ信号出力を入力して前記第1のアナログ信号の高
周波雑音を減衰した第2のアナログ信号を出力するポス
トフィルタと、を備え 前記Nタップで構成された移動平均フィルタは、タップ
数Nに相当するだけ互いに縦続接続されたN個のDタイ
プフリップフロップと、前記Dタイプフリップフロップ
の出力を加算する加算器と、前記加算器の出力をデコー
ドするデコーダ回路と を備えることを特徴とするD/A
変換システム。
1. A noise shaper for inputting a first digital signal, performing noise shaping by a delta-sigma modulation technique, and outputting a 1-bit second digital signal, and a 1-bit second noise shaper of the noise shaper. A moving average filter composed of N taps (N is an integer of 2 or more) for inputting a digital signal output and outputting a third digital signal of M bits (M is an integer of 2 or more); An M-bit D / A which inputs the M-bit third digital signal output of the averaging filter and outputs a first analog signal
A converter and a post filter for inputting the first analog signal output of the M-bit D / A converter and outputting a second analog signal in which high-frequency noise of the first analog signal is attenuated. comprising, moving average filter that is composed of the N taps, the tap
N D-ties cascaded to each other by the number N
Flip-flop and the D-type flip-flop
The output of the adder and the output of the adder
And a decoder circuit for
Conversion system.
【請求項2】 前記デコーダ回路は、前記Mビットで入
力された値から、タップ数Nの半分の値で減算した結果
を出力する回路を備えたことを特徴とする請求項1記載
のD/A変換システム。
Wherein said decoder circuit comprises from the value entered by M bits, according to claim 1, further comprising a circuit for outputting the result of subtraction of half the value of the number of taps N D / A conversion system.
【請求項3】 第1のデジタル信号を入力してデルタシ
グマ変調技術によりオーバーサンプリングしてノイズシ
ェーピングを行い1ビットの第2のデジタル信号を出力
するノイズシェーパ工程と、前記ノイズシェーパによる
1ビットの第2のデジタル信号を入力してMビット(M
は、2以上の整数)の第3のデジタル信号を出力するN
タップ(Nは、2以上の整数)のシフトレジスタで構成
した移動平均フィルタにより逐次平均値を出力する移動
平均工程と、前記移動平均フィルタによるMビットの第
3のデジタル信号を入力して第1のアナログ信号に変換
するMビットのD/A変換工程と、前記MビットのD/
A変換器の前記第1のアナログ信号を入力して前記第1
のアナログ信号の高周波領域を減衰した第2のアナログ
信号を出力するフィルタ工程と、を備え 前記移動平均工程は、1ビットのデジタル信号を従属接
続のシフトレジスタで順次シフトし、該シフトレジスタ
のそれぞれの出力をNタップの加算器で加算し 、前記加
算器の出力をデコーダ回路でMビットのデータに変換す
ことを特徴とするD/A変換方法。
3. A noise shaper step of inputting a first digital signal, performing oversampling by a delta-sigma modulation technique to perform noise shaping, and outputting a 1-bit second digital signal; The second digital signal is input and M bits (M
Is an integer greater than or equal to 2) N which outputs the 3rd digital signal.
A moving average step of outputting a successive average value by a moving average filter configured by a tap (N is an integer of 2 or more) shift register, and a first M-bit third digital signal input by the moving average filter are input. M-bit D / A conversion step for converting into an analog signal of
The first analog signal of the A converter is input and the first analog signal is input.
Comprising a filter step of outputting the second analog signal attenuate high frequency region of the analog signal, wherein the moving average process is dependent contact one bit of digital signals
Sequential shift is performed by the subsequent shift register
Respective output is added by the adder of the N taps, the pressure
The output of the calculator is converted into M-bit data by the decoder circuit
D / A converter wherein the that.
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