JPS63209334A - Quantizer - Google Patents

Quantizer

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JPS63209334A
JPS63209334A JP4140587A JP4140587A JPS63209334A JP S63209334 A JPS63209334 A JP S63209334A JP 4140587 A JP4140587 A JP 4140587A JP 4140587 A JP4140587 A JP 4140587A JP S63209334 A JPS63209334 A JP S63209334A
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quantizer
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comparator
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Yasuyuki Matsutani
康之 松谷
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Abstract

PURPOSE:To decrease the bit number of an output without deteriorating the S/N by applying subsequent connection to delta sigma quantizer of multiple integration (more than double integration) as unit stage. CONSTITUTION:A double integration delta sigma quantizer 61 uses the 1st integration device 25 so as to integrate an input signal 13 and uses the 2nd integration device 26 for further integration. It is discriminated by a comparator 35, and the binary signal output is fed back negative to the input of the integration devices 25, 26 to provide the double integration noise suppression characteristic. Thus, the triple integration noise suppression characteristic is provided together with the 1st and 2nd stage integrations. Then as to the output level number, the 1st stage output Y1 and the 2nd stage output Y2 take binary values of +1, -1. Moreover, the delay output Y2' of the Y1 takes tow-value of +1, -2, the differentiation output Y2' takes tristate values of +2, 0, -2, and its summing output Y4 takes 4-value of 3, 1, -1, -3. Thus, the output level number is halved.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の属する技術分野〕 本発明は語長の長いディジタル信号を高速サンプリング
された語長の短いディジタル信号に変換するオーバーサ
ンプリング量子化器の一種である多段雑音抑圧量子化器
に関し、特にS/N特性を劣化させずに出力語長(出力
レベル数)を短くすることのできる量子化器に関するも
のである。
[Detailed description of the invention] [Technical field to which the invention pertains] The present invention relates to a multi-stage noise suppression quantizer, which is a type of oversampling quantizer that converts a digital signal with a long word length into a digital signal with a short word length sampled at high speed. The present invention relates to a quantizer, and particularly to a quantizer that can shorten the output word length (number of output levels) without deteriorating S/N characteristics.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来の量子化器としては、例えば、インターナショナル
コンファレンスオンアコースティックスピーチアンドシ
グナルプロセッシング(International 
Conferenceon Acoustic 5pe
echand Signa]、 Processing
 1986)すなわち1986年音響音声信号処理国際
学会論文集の第1545〜1548頁、或いは公開特許
公報昭和61年第1921.27号に記載されているも
のがある。
Conventional quantizers include, for example, the International Conference on Acoustic Speech and Signal Processing (International Conference on Acoustic Speech and Signal Processing).
Conference Acoustic 5pe
echand Signa], Processing
1986), pages 1545 to 1548 of the 1986 Proceedings of the International Society for Acoustic and Speech Signal Processing, or published patent application No. 1921.27 of 1986.

第5図は、上記の文献に記載された従来の量子化器の一
例のブロック図であり、(A)は2段、(B)は3段の
従属接続の場合を示す。
FIG. 5 is a block diagram of an example of a conventional quantizer described in the above-mentioned document, in which (A) shows a two-stage cascade connection and (B) a three-stage cascade connection.

この量子化器は、1重積分雑音抑圧特性を有する1重積
分形デルタシグマ量子化器を多段従属接続したものであ
り、従属接続した段数分の次数の積分雑音抑圧特性が得
られ、この積分次数が高ければ高いほど高いS/N特性
を有する量子化器となる。
This quantizer is a multi-stage cascade connection of single-integral type delta-sigma quantizers having a single-integral noise suppression characteristic. The higher the order, the higher the S/N characteristic of the quantizer.

第5図において、11は1一段目入力、】2は1段目出
力、13は1段目の量子化雑音出力であり、同時に2段
目入力である。14は2段出力。15は2段目の量子化
雑音出力であり、同時に3段目入力となる。また、16
は3段目出力であり、12.14.16は+1と−1と
の2値が出力される。
In FIG. 5, 11 is the input of the first stage, ]2 is the output of the first stage, and 13 is the quantization noise output of the first stage, which is also the input of the second stage. 14 is a two-stage output. 15 is the quantization noise output of the second stage, and simultaneously serves as the input of the third stage. Also, 16
is the third stage output, and on 12.14.16, two values of +1 and -1 are output.

また、20.21.22は積分器、30.31.32は
積分器出力の値を判定して+1か−1を出力する比較器
、40.4】、42は1タイミングおくらせるディレー
回路、50.51.52は微分器である。
Also, 20.21.22 is an integrator, 30.31.32 is a comparator that judges the value of the integrator output and outputs +1 or -1, 40.4], 42 is a delay circuit that delays one timing, 50.51.52 is a differentiator.

また、70.71.72は負帰還回路、80.81は差
信号回路、90ば加算回路である。
Further, 70, 71, and 72 are negative feedback circuits, 80, 81 are difference signal circuits, and 90 are adder circuits.

また、12の出力値をYl、14の出力値をY2.16
の出力値をY3とし、ディレー回路及び微分器の出力を
図示のようにY、′、Y 、’ 、Y2’、 Y2”、
Y1′、Y3″とする。そしてY1′とY 2’との加
算出力、又はY、′とY2#とY3#との加算出力をY
、とする。
Also, the output value of 12 is Yl, the output value of 14 is Y2.16
The output value of is Y3, and the outputs of the delay circuit and differentiator are Y,', Y,', Y2', Y2'',
Let Y1' and Y3'' be the addition output of Y1' and Y2', or the addition output of Y,', Y2#, and Y3#.
, and so on.

上記の1重積分形デルタシグマ量子化器とは、図示のご
とく、人力信号を積分する積分器20と、該積分器20
の出力レベルに応じて2値の信号を出力する比較器30
と、該比較器30の出力を上記積分器20に負帰還する
負帰還回路70とからなる回路である。また、そのよう
な1重積分形デルタシグマ量子化器を従属接続するには
、上記1段目の量子化器の量子化雑音、すなわち上記積
分器20の出力と上記比較器30の出力との差信号(差
信号回路80の出力)を、2段目の量子化器に入力とし
て与え、かつ、1段目の比較器30の出力を1タイミン
グ遅延させるディレー回路40の出力と、2段目の比較
器31の出力を微分する微分器50の出力とを加算器9
0で加算した値を出力信号とするものである。
The above-mentioned single integral type delta sigma quantizer includes an integrator 20 that integrates a human input signal, and
Comparator 30 outputs a binary signal according to the output level of
and a negative feedback circuit 70 that feeds the output of the comparator 30 back to the integrator 20. In addition, in order to connect such single integral type delta sigma quantizers in series, the quantization noise of the first stage quantizer, that is, the difference between the output of the integrator 20 and the output of the comparator 30 must be reduced. The output of the delay circuit 40 which supplies the difference signal (output of the difference signal circuit 80) as an input to the second stage quantizer and delays the output of the first stage comparator 30 by one timing; The output of the differentiator 50 that differentiates the output of the comparator 31 is added to the adder 9.
The value added by 0 is used as an output signal.

上記のように、1重積分形デルタシグマ量子化器を単位
段として、これを2個以上従属接続し、1段目の量子化
雑音を2段目の入力として2段目の量子化器で量子化し
、その出力を微分して1段目の出力に加算することによ
り、1段目の量子化雑音を打ち消すことが出来る。
As mentioned above, two or more single-integral delta-sigma quantizers are connected in series as a unit stage, and the quantization noise of the first stage is input to the second stage, and the quantizer of the second stage is By quantizing, differentiating the output, and adding it to the output of the first stage, it is possible to cancel the quantization noise of the first stage.

このように順次、1段前の量子化雑音を入力とし、その
微分信号を加算することによって1段前の量子化雑音を
打消すことにより、従属接続した段数分の積分雑音抑圧
特性を得ることが出来る。
In this way, by sequentially inputting the quantization noise of the previous stage and canceling the quantization noise of the previous stage by adding the differential signal, it is possible to obtain the integral noise suppression characteristic for the number of stages connected in series. I can do it.

次に、上記の装置における出力レベル数について説明す
る。
Next, the number of output levels in the above device will be explained.

まず、第5図(A)の場合、Y2、Y2の値は十]、、
−1の2イ直である。そしてY1′はYlをディレーす
るだけなので+1、−1の2値である。
First, in the case of FIG. 5(A), the values of Y2 and Y2 are 10],
-1, 2nd shift. Since Y1' only delays Yl, it has two values of +1 and -1.

しかし、Y2′はY2の微分値なので、Z関数ではY2
′=Y2−Y2・z−1と表わされ、現在のY2と一つ
前のY2との差である。このため、Y2′の値としては
、+1+1、+1−1、−1+1、−1−1の4通りの
出力があり、結局Y2′の値は2.0、−2の3値とな
る。
However, since Y2' is the differential value of Y2, in the Z function, Y2
'=Y2-Y2·z-1, which is the difference between the current Y2 and the previous Y2. Therefore, there are four outputs as the value of Y2': +1+1, +1-1, -1+1, and -1-1, and the value of Y2' ultimately becomes three values, 2.0 and -2.

また、Y4はY、′とY 2’の加算であるため、その
出力は3.1、−1、−3の4値をとる。すなわち、出
力レベル数は4(2ビット)である。
Furthermore, since Y4 is the addition of Y,' and Y2', its output takes four values: 3.1, -1, and -3. That is, the number of output levels is 4 (2 bits).

なお、この回路は2重積分雑音抑圧特性を有する。Note that this circuit has double integral noise suppression characteristics.

次に、第5図(B)の場合も(A)と同様に出カイ直を
求めると、Y3、Y2、Y3は+1、−1の2値である
。また5Y1′はY、の2タイミングデイレーであり、
出力値は+1、−1と変わらない。
Next, in the case of FIG. 5(B), when the output power is determined in the same manner as in FIG. 5(A), Y3, Y2, and Y3 are binary values of +1 and -1. Also, 5Y1' is a two-timing delay of Y,
The output value remains the same as +1 and -1.

また、Y2′、Y3′はY2、Y3の微分値なので、(
A)と同様に、2.0、−2の3値をとる。
Also, since Y2' and Y3' are the differential values of Y2 and Y3, (
Similar to A), it takes three values: 2.0 and -2.

Y2′はこの1タイミングデイレーなので、2.0、−
2の3値である。
Since Y2' is this one timing delay, it is 2.0, -
It has three values of 2.

また、 Y3’はY3′の微分であり、このため、4.
2.01−2、−4の5値をとる。
Also, Y3' is the differential of Y3', and therefore 4.
2. Takes five values: 01-2, -4.

更に、Y4はY 1 ’ + Y 2 ’ + Y 3
′の加算であり、7.5.3.1、−1、−3.−5、
−7の8値をとる。すなわち、出力レベル数は8(4ビ
ット)である。
Furthermore, Y4 is Y1' + Y2' + Y3
', and 7.5.3.1, -1, -3. -5,
Takes the 8 value of -7. That is, the number of output levels is 8 (4 bits).

なお、この回路は3重積分雑音抑圧特性を有する。Note that this circuit has triple integral noise suppression characteristics.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

上記のごとく、従来技術における1ビット出力(出力レ
ベル数が2値)の1重積分形デルタシグマ量子化器を多
段化する方式においては、2重積分雑音抑圧特性の量子
化器では2ビット(4値)。
As mentioned above, in the prior art method of multi-stageing a single-integral delta-sigma quantizer with a 1-bit output (the number of output levels is two), a quantizer with a double-integral noise suppression characteristic has a 2-bit ( 4 values).

3重積分雑音抑圧特性の量子化器では3ビット(8値)
の出力が出る。そのため、後続の回路の動作速度に問題
が生じる。
A quantizer with triple integral noise suppression characteristics uses 3 bits (8 values)
The output will appear. Therefore, a problem arises in the operating speed of subsequent circuits.

例えば、第4図(A)は、前記第5図(B)の3重積分
雑音抑圧特性の量子化器100にパルス数変調方式D/
A変換器(PNM回路)110を付加した場合における
出力波形図であり、この場合、PNM回路110は、量
子化器100のディジタル出力周波数の8倍の速度で動
作しなければならない。
For example, FIG. 4(A) shows a pulse number modulation method D/
This is an output waveform diagram when an A converter (PNM circuit) 110 is added; in this case, the PNM circuit 110 must operate at a speed eight times faster than the digital output frequency of the quantizer 100.

このため高速のD/A変換器及び高い周波数の発振器が
必要になるという問題があった。
Therefore, there is a problem in that a high-speed D/A converter and a high-frequency oscillator are required.

本発明は、上記のごとき従来技術の問題点、すなわち量
子化器の後段にパルス数変調方式やパルス幅変調方式の
D/A変換器を接続したときに高速動作が必要になると
いう問題を解決するため、S/N特性を劣化させること
なしに、出力のビット数を少なくすることの出来る量子
化器を提供することを目的とするものである。
The present invention solves the problem of the prior art as described above, that is, high-speed operation is required when a pulse number modulation type or pulse width modulation type D/A converter is connected after the quantizer. Therefore, it is an object of the present invention to provide a quantizer that can reduce the number of output bits without deteriorating the S/N characteristic.

〔問題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

」1記の目的を達成するため、本発明においては、1重
積分デルタシグマ量子化器を単位段とし、前8一 段の量子化器の量子化雑音を次段の量子化器に入力とし
て与え、かつ、前段の比較器の出力を遅延させた出力に
次段の比較器の出力を微分した出力を加算した値を出力
信号とすることによって前段の量子化雑音を打ち消すよ
うに上記の単位段を複数個従属接続した多段積分雑音抑
圧量子化器において、直列に接続され前の積分器の出力
を順次積分する複数個の積分器と、該積分器のうちの最
終の積分器の出力レベルに応じた信号を出力する比較器
と、該比較器の出力を上記複数の積分器の入力にそれぞ
れ負帰還する回路とを備えた多重積分デルタシグマ量子
化器(例えば2重積分デルタシグマ量子化器)を、多段
積分雑音抑圧量子化器の単位段として少なくとも1段以
上設けるように構成している。
In order to achieve the object described in item 1, in the present invention, a single integral delta sigma quantizer is used as a unit stage, and the quantization noise of the 8-stage quantizer in the previous stage is given as input to the quantizer in the next stage. , and the above unit stage is designed to cancel the quantization noise of the previous stage by setting the value obtained by adding the output obtained by differentiating the output of the next stage comparator to the output obtained by delaying the output of the previous stage comparator as an output signal. In a multi-stage integral noise suppression quantizer in which multiple integrators are connected in series, the output level of the last integrator is A multiple integral delta sigma quantizer (for example, a double integral delta sigma quantizer) comprising a comparator that outputs a corresponding signal, and a circuit that negatively feeds the output of the comparator to the input of the plurality of integrators. ) is configured to be provided at least one stage as a unit stage of the multi-stage integral noise suppression quantizer.

すなわち、3重以上の積分雑音抑圧特性を実現する場合
に、従来は、1重積分デルタシグマ量子化器の多段従属
接続を用いていたのに対し、本発明においては、多重積
分(2重積分以上)のデルタシグマ量子化器を単位段と
して従属接続することを最も主要な特徴とする。
In other words, when achieving triple or more integral noise suppression characteristics, conventionally a multi-stage cascading connection of single integral delta sigma quantizers was used; however, in the present invention, multiple integral (double integral) The most important feature is that the delta-sigma quantizers (above) are connected in series as a unit stage.

上記のごとき構成を用いることにより、本発明において
は、従来の技術に比して、同一次数の積分雑音抑圧特性
で出力ビット数を1ビット以上減らすこと(出力レベル
数を1/2以下にすること)ができる。
By using the above configuration, the present invention reduces the number of output bits by 1 bit or more (reducing the number of output levels to 1/2 or less) with the integral noise suppression characteristic of the same order compared to the conventional technology. be able to.

〔実施例〕〔Example〕

第1図は、本発明の第1の実施例のブロック図である。 FIG. 1 is a block diagram of a first embodiment of the invention.

第1図において、1】は入力、12は1段目出力、13
は1段目量子化雑音出力で、かつ2段目入力、14は2
段出力である。また、20.25.26は積分器、30
.35は比較器、40は1タイミングのディレー回路、
54は微分器、70.75は負帰還回路、80は差信号
回路、92は加算回路である。また、Y□は1段目出力
、Y2は2段目出力、Y、′はYlのディレー出力、Y
2′はY2.の微分出力、Y4はY1′とY2′の加算
出力である。
In Figure 1, 1] is the input, 12 is the first stage output, and 13
is the first stage quantization noise output and the second stage input, 14 is 2
It is stage output. Also, 20.25.26 is an integrator, 30
.. 35 is a comparator, 40 is a 1-timing delay circuit,
54 is a differentiator, 70.75 is a negative feedback circuit, 80 is a difference signal circuit, and 92 is an adder circuit. Also, Y□ is the first stage output, Y2 is the second stage output, Y,' is the delay output of Yl, Y
2' is Y2. The differential output, Y4, is the addition output of Y1' and Y2'.

また、破線で囲んだ部分60は1重積分形デルタシグマ
量子化器を示し、61は2重積分形デルタシグマ量子化
器を示す。
Further, a portion 60 surrounded by a broken line indicates a single-integration type delta-sigma quantizer, and a portion 61 indicates a double-integration type delta-sigma quantizer.

上記の実施例においては、1段目の量子化器としては従
来と同じ1重積分形デルタシグマ量子化器60を用いて
いるが、2段目には2重積分形デルタシグマ量子化器6
1を用いている。
In the above embodiment, the same single integral type delta sigma quantizer 60 as the conventional one is used as the first stage quantizer, but the double integral type delta sigma quantizer 60 is used in the second stage.
1 is used.

この2重積分形デルタシグマ量子化器61は、図示のご
とく、入力信号(前段の量子化雑音)13を第1の積分
器25で積分したものを更に第2の積分器26で積分し
、それを比較器35で判定して2値の信号とした出力を
、上記第1と第2の積分器の入力に負帰還するものであ
り、2重の積分雑音抑圧特性を有する。したがって、第
1図の回路は、1段目と2段目との総合で3重積分雑音
抑圧特性を有する。 次に、第1図の回路における出力
レベル数について説明する。
As shown in the figure, this double integral type delta sigma quantizer 61 integrates the input signal (previous stage quantization noise) 13 by the first integrator 25 and further integrates it by the second integrator 26. The comparator 35 determines this and outputs a binary signal, which is negatively fed back to the inputs of the first and second integrators, and has double integral noise suppression characteristics. Therefore, the circuit shown in FIG. 1 has triple integral noise suppression characteristics as a whole of the first stage and the second stage. Next, the number of output levels in the circuit of FIG. 1 will be explained.

第1図の回路において、YlとY2は+1、−1の2値
をとる。また、Y1′は+1.−1の2値、Y2′は+
2.0、−2の3値をとり、その加算出力であるY4は
3.1、−1、−3の44直をとる。
In the circuit shown in FIG. 1, Yl and Y2 take binary values of +1 and -1. Moreover, Y1' is +1. -1 binary value, Y2' is +
It takes three values of 2.0 and -2, and its addition output Y4 takes 44 values of 3.1, -1 and -3.

上記のごとく、第1図の実施例においては、3重積分雑
音抑圧特性を有しながら、出力レベル数は4(2ビット
)であり、従来方式で同等の3重積分雑音抑圧特性を有
する第5図(B)に比して出力レベル数が1/2になる
As mentioned above, in the embodiment shown in FIG. 1, the number of output levels is 4 (2 bits) while having the triple integral noise suppression characteristic, and the conventional method has the same triple integral noise suppression characteristic. The number of output levels is 1/2 compared to FIG. 5(B).

このため、従来方式の3重積分雑音抑圧特性量子化器で
は、3ビット分解能のD/A変換器が必要であったのに
対し、本発明によれば2ビット分解能のD/A変換器で
済むことになる。
Therefore, while the conventional triple integral noise suppression characteristic quantizer required a 3-bit resolution D/A converter, the present invention requires a 2-bit resolution D/A converter. It will be over.

第4図(B)は、上記第1図の3重積分雑音抑圧特性量
子化器101にパルス数変調方式のD/A変換器(PN
M回路)111を付加した場合における出力波形図であ
り、この場合PNM回路111は、量子化器101のデ
ィジタル出力周波数の4倍の速度で動作で動作すればよ
い。したがって、前記第4図(A)に示した従来方式の
量子化器を用いたときに比して動作速度を172にする
ことができる。このため、量子化器の後段に接続するD
/A変換器の速度が同一である場合には、従来方式より
2倍のオーバーサンプリングを行うことが出来るので、
必要な帯域内の量子化雑音を減少させることが出来、高
S/N化を実現することが出来る。
FIG. 4(B) shows a pulse number modulation D/A converter (PN) in the triple integral noise suppression characteristic quantizer 101 of FIG.
This is an output waveform diagram when a PNM circuit (M circuit) 111 is added; in this case, the PNM circuit 111 only needs to operate at a speed four times the digital output frequency of the quantizer 101. Therefore, the operating speed can be increased to 172 Hz compared to when the conventional quantizer shown in FIG. 4(A) is used. For this reason, D
When the speed of the /A converter is the same, oversampling can be twice as much as that of the conventional method.
Quantization noise within a necessary band can be reduced, and a high S/N ratio can be achieved.

なお、パルス幅変調方式のD/A変換器を用いても同様
である。
Note that the same applies even if a pulse width modulation type D/A converter is used.

次に、第2図は、本発明の第2の実施例のブロック図で
ある。
Next, FIG. 2 is a block diagram of a second embodiment of the present invention.

第2図において、11は入力、25.26は積分器、3
5は比較器、46.47は1タイミングのディレー回路
、56.57は微分器、75.76は負帰還回路、82
は差信号回路、93は加算回路、Y□は1段目出力、Y
2は2段目出力、Y、′はYlのディレー出力、Y□′
はY、′のディレー出力、Y2′はY2の微分出力、Y
2′はY2′の微分出力、Y4はY、#とY2#との加
算出力である。
In Figure 2, 11 is the input, 25.26 is the integrator, 3
5 is a comparator, 46.47 is a 1-timing delay circuit, 56.57 is a differentiator, 75.76 is a negative feedback circuit, 82
is the difference signal circuit, 93 is the adder circuit, Y□ is the first stage output, Y
2 is the second stage output, Y,' is the delay output of Yl, Y□'
is the delay output of Y,', Y2' is the differential output of Y2, Y
2' is the differential output of Y2', and Y4 is the addition output of Y, # and Y2#.

また、破線で囲んだ部分62.63は、共に2重積分形
デルタシグマ量子化器を示す。
Further, portions 62 and 63 surrounded by broken lines both indicate a double integral type delta-sigma quantizer.

上記の実施例においては、1段目及び2段目の量子化器
として、共に2重積分形デルタシグマ量子化器を用いて
いる。したがって第2図の回路は、4重積分雑音抑圧特
性を有する。
In the above embodiment, double integral delta-sigma quantizers are used as both the first-stage and second-stage quantizers. Therefore, the circuit of FIG. 2 has quadruple integral noise suppression characteristics.

第2図の回路においては、Y、′ば+1−と−1との2
値をとり、またY2#は4.2.01−2、−4の5値
をとる。したがってY4は+5、+3、+1、−1、−
3.−5の6値をとる。
In the circuit shown in Figure 2, Y, 2 between +1- and -1.
Y2# takes five values: 4.2.01-2, -4. Therefore, Y4 is +5, +3, +1, -1, -
3. It takes 6 values of -5.

上記のごとく、第2図の回路は4重積分雑音抑圧特性を
有する回路であって、前記第5図(B)に示す従来方式
の3重積分雑音抑圧特性の回路より高性能を有しながら
、その出力レベル数は6(3ビット)と少なく、更に、
従来方式で同等の雑音抑圧特性を有する4重積分雑音抑
圧特性量子化器の出力レベル数16(後記第1表に記載
)と比較すれば172以下である。
As mentioned above, the circuit shown in FIG. 2 has quadruple integral noise suppression characteristics, and has higher performance than the conventional circuit shown in FIG. 5(B) with triple integral noise suppression characteristics. , the number of output levels is as small as 6 (3 bits), and furthermore,
The number of output levels is 172 or less compared to 16 (described in Table 1 below) of a conventional quadruple integral noise suppression characteristic quantizer having equivalent noise suppression characteristics.

次に、第3図は、本発明の第3の実施例のブロック図で
ある。
Next, FIG. 3 is a block diagram of a third embodiment of the present invention.

第3図において、11は入力、23.24.25.26
は積分器、33.34.35は比較器、43.44.4
5は1タイミングのディレー回路、53.54.55は
微分器、73.74.75.76は負帰還回路、82.
83は差信号回路、9】は加算回路である。
In Figure 3, 11 is input, 23.24.25.26
is an integrator, 33.34.35 is a comparator, 43.44.4
5 is a one-timing delay circuit, 53.54.55 is a differentiator, 73.74.75.76 is a negative feedback circuit, 82.
83 is a difference signal circuit, and 9] is an adder circuit.

この実施例においては、1段目と2段目の量子化器とし
ては従来と同じ1重積分形デルタシグマ量子化器を用い
、3段目にのみ2重積分形デルタシグマ量子化器を用い
ている。
In this embodiment, the same single-integral delta-sigma quantizers as in the past are used as the first and second-stage quantizers, and a double-integral delta-sigma quantizer is used only in the third stage. ing.

したがって、この実施例の回路は4重積分雑音抑圧特性
を有し、その出力レベル数は8である。
Therefore, the circuit of this embodiment has quadruple integral noise suppression characteristics, and the number of output levels is eight.

次に、種々の積分次数における出力レベル数を、1重積
分形デルタシグマ量子化器のみを用いた従来方式と2重
積分形デルタシグマ量子化器を少なくとも1段以上組合
せた本発明との場合を対比して下記第1表に示す。なお
、第1表は、比較器が1ビット(+1と−1とを出力す
る)の場合における全体の積分次数と各段の量子化器の
積分次数と出力レベル数の関係を例示している。
Next, the number of output levels at various integral orders will be compared between the conventional method using only a single integral delta sigma quantizer and the present invention which combines at least one stage of double integral delta sigma quantizers. A comparison is shown in Table 1 below. Table 1 illustrates the relationship between the overall integration order, the integration order of each stage of quantizer, and the number of output levels when the comparator has 1 bit (outputs +1 and -1). .

上記第1表から判るように、本発明を用いると同一積分
次数においては出力レベル数が従来のものより少なくな
り、特に、全ての段に2重積分形デルタシグマ量子化器
を用いた場合にその効果が顕著になる。
As can be seen from Table 1 above, when the present invention is used, the number of output levels is smaller than the conventional one for the same integral order, especially when double integral type delta-sigma quantizers are used in all stages. The effect becomes noticeable.

なお、これまでの実施例においては、2重積分形デルタ
シグマ量子化器を用いたものについて例示したが、3重
以上の多重積分形デルタシグマ量子化器を用いることも
勿論可能である 〔発明の効果〕 以上説明したごとく、本発明においては、量子化器の出
力値の数を従来方式の1/2程度以下に減少させること
が出来、このため、この値をアナグロ値に変換するD/
A変換器の分解能を低くすることが出来る。したがって
、D/A変換器と量子化器をLSI等に混載する際に、
D/A変換器の回路規模を小さくすることが出来るとい
う効果がある。また、D/A変換器にパルス数変調方式
、又はパルス幅変調方式のD/A変換器を用いた場合に
は、その動作速度を1/2以下にすることが−16= 出来るし、逆に、同一の動作速度のD/A変換器であれ
ば従来方式より2倍のオーバーサンプリングを行うこと
が出来るので、必要な帯域内の量子化雑音を減少させる
ことが出来、高S/N化を実現することが出来る、等の
優れた効果が得られる。
In the embodiments described above, a double integral type delta sigma quantizer is used, but it is of course possible to use a triple or more multiple integral type delta sigma quantizer. [Effect] As explained above, in the present invention, the number of output values of the quantizer can be reduced to about 1/2 or less of that of the conventional method, and therefore, the D/
The resolution of the A converter can be lowered. Therefore, when mounting a D/A converter and a quantizer on an LSI etc.,
This has the effect that the circuit scale of the D/A converter can be reduced. Furthermore, if a pulse number modulation method or a pulse width modulation method D/A converter is used as a D/A converter, the operating speed can be reduced to 1/2 or less, and vice versa. In addition, if the D/A converter has the same operating speed, oversampling can be twice as much as that of the conventional method, so quantization noise within the required band can be reduced, resulting in a high S/N ratio. Excellent effects such as being able to achieve this can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図乃至第3図はそれぞれ本発明の実施例図、第4図
は従来方式と本発明との3重積分雑音抑圧特性量子化器
にパルス数変調方式D/A変換器を接続した場合におけ
る出力波形図、第5図は従来装置の一例図である。 〈符号の説明〉 11・・・1段目入力
Figures 1 to 3 are examples of the present invention, respectively, and Figure 4 is a case where a pulse number modulation type D/A converter is connected to a triple integral noise suppression characteristic quantizer of the conventional method and the present invention. FIG. 5 is an example of a conventional device. <Explanation of symbols> 11...1st stage input

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)入力信号を積分する積分器と、該積分器の出力レ
ベルに応じた信号を出力する比較器と、該比較器の出力
を上記積分器に負帰還する回路とからなる1重積分形デ
ルタシグマ量子化器を単位段とし、前段の量子化器の量
子化雑音、すなわち上記積分器の出力と上記比較器の出
力との差信号を次段の量子化器に入力として与え、かつ
、前段の比較器の出力を遅延させた出力に次段の比較器
の出力を微分した出力を加算した値を出力信号とするこ
とによって前段の量子化雑音を打ち消すように上記の単
位段を複数個従属接続した多段積分雑音抑圧量子化器に
おいて、直列に接続され前の積分器の出力を順次積分す
る複数個の積分器と、該積分器のうちの最終の積分器の
出力レベルに応じた信号を出力する比較器と、該比較器
の出力を上記複数の積分器の入力にそれぞれ負帰還する
回路とを備えた多重積分形デルタシグマ量子化器を、上
記多段積分雑音抑圧量子化器の単位段として少なくとも
1段以上設けたことを特徴とする量子化器。
(1) Single integration type consisting of an integrator that integrates an input signal, a comparator that outputs a signal according to the output level of the integrator, and a circuit that negatively feeds the output of the comparator to the integrator. The unit stage is a delta-sigma quantizer, and the quantization noise of the quantizer in the previous stage, that is, the difference signal between the output of the integrator and the output of the comparator, is given as input to the quantizer in the next stage, and A plurality of the above unit stages are used to cancel out the quantization noise of the previous stage by making the output signal the value obtained by adding the output obtained by delaying the output of the previous stage comparator to the output obtained by differentiating the output of the next stage comparator. In a multi-stage integral noise suppression quantizer connected in series, a plurality of integrators connected in series sequentially integrate the output of the previous integrator, and a signal corresponding to the output level of the final integrator among the integrators. A multi-integral delta-sigma quantizer comprising a comparator that outputs , and a circuit that negatively feeds the output of the comparator to the input of the plurality of integrators, as a unit of the multi-stage integral noise suppression quantizer. A quantizer characterized in that at least one stage is provided.
(2)入力信号を積分する第1の積分器と、該第1の積
分器の出力を積分する第2の積分器と、該第2の積分器
の出力レベルに応じた信号を出力する比較器と、該比較
器の出力を上記第1及び第2の積分器の入力に負帰還す
る回路とを備えた2重積分形デルタシグマ量子化器を2
段目に用い、1段目の上記1重積分形デルタシグマ量子
化器と従属接続し、かつ、上記1重積分形デルタシグマ
量子化器の出力を1タイミング遅延させるディレー回路
と、上記2重積分形デルタシグマ量子化器の出力を微分
する微分器と、上記ディレー回路の出力と上記微分器の
出力とを加算する加算回路とを備え、3重積分雑音抑圧
特性を有しながら出力語長が2ビットであることを特徴
とする特許請求の範囲第1項記載の量子化器。
(2) Comparison of a first integrator that integrates an input signal, a second integrator that integrates the output of the first integrator, and outputs a signal according to the output level of the second integrator and a circuit for negative feedback of the output of the comparator to the inputs of the first and second integrators.
a delay circuit used in the first stage, connected in a subordinate manner to the single integral type delta sigma quantizer in the first stage, and delaying the output of the single integral type delta sigma quantizer by one timing; It is equipped with a differentiator that differentiates the output of the integral type delta-sigma quantizer, and an adder circuit that adds the output of the delay circuit and the output of the differentiator, and has triple integral noise suppression characteristics while achieving an output word length. 2. The quantizer according to claim 1, wherein the quantizer is 2 bits.
(3)入力信号を積分する第1の積分器と、該第1の積
分器の出力を積分する第2の積分器と、該第2の積分器
の出力レベルに応じた信号を出力する比較器と、該比較
器の出力を上記第1及び第2の積分器の入力に負帰還す
る回路とを備えた2重積分形デルタシグマ量子化器を1
段目及び2段目に用いて、それらを従属接続し、かつ、
1段目の2重積分形デルタシグマ量子化器の出力を2タ
イミング遅延させるディレー回路と、2段目の2重積分
形デルタシグマ量子化器の出力を2度微分する微分器と
、上記ディレー回路の出力と上記微分器の出力とを加算
する加算回路とを備え、4重積分雑音抑圧特性を有しな
がら出力語長が3ビットであることを特徴とする特許請
求の範囲第1項記載の量子化器。
(3) Comparison of a first integrator that integrates an input signal, a second integrator that integrates the output of the first integrator, and outputs a signal according to the output level of the second integrator and a circuit for negative feedback of the output of the comparator to the inputs of the first and second integrators.
Used in the second stage and second stage to connect them in a subordinate manner, and
A delay circuit that delays the output of the first stage double integral type delta sigma quantizer by two timings, a differentiator that differentiates the output of the second stage double integral type delta sigma quantizer twice, and the above delay circuit. Claim 1, characterized in that it comprises an adder circuit that adds the output of the circuit and the output of the differentiator, and has an output word length of 3 bits while having quadruple integral noise suppression characteristics. Quantizer.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5124703A (en) * 1990-04-05 1992-06-23 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Digital signal requantizing circuit using multistage noise shaping
WO2013157127A1 (en) * 2012-04-19 2013-10-24 トヨタ自動車株式会社 Δς modulator and δς a/d converter

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