DE3625464C1

DE3625464C1 - A/D and D/A converter

Info

Publication number: DE3625464C1
Application number: DE19863625464
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Schleifer Wolf Dieter
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1986-07-28
Filing date: 1986-07-28
Publication date: 1987-08-20

Abstract

An A/D converter which, for reasons of simple circuitry, operates with natural sampling of the primary analogue signal comprises a digital signal processor by means of which the received digital signal is converted into a digital signal which corresponds to equidistant sampling. This results in compatibility with existing A/D converters which operate directly with equidistant sampling of the analogue signal. The complementary D/A converter likewise comprises a digital signal processor by means of which the received digital signal, which corresponds to equidistant sampling, is converted into a digital signal corresponding to natural sampling before it is converted back into the analogue signal by means of a pulse-width modulator and a low-pass filter. Triangular sampling, which is advantageous in conjunction with the A/D converter, is furthermore disclosed. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft einen A/D-Wandler zur Umsetzung eines primären Analogsignals in ein Digitalsignal nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 sowie einen entsprechenden D/A-Wandler zur Rück-Umsetzung des Digitalsignales in das Analogsignal nach dem Oberbegriff des Anspruches 3.The invention relates to an A / D converter for implementation a primary analog signal into a digital signal according to the preamble of claim 1 and one corresponding D / A converter for converting the digital signal back into the analog signal according to the generic term of claim 3.

Aus der DE-OS 33 42 739 ist ein A/D-Wandler bekannt, welcher mit natürlicher Abtastung des primären Analogsignales arbeitet. Bei der entsprechend der englischen Bezeichnung "natural sampling" hier sogenannten natürlichen Abtastung wird das primäre Analogsignal mit einem zeitproportionalen Abtastsignal abgetastet und in Rechteck-Impulse konstanter Höhe und veränderlicher Dauer umgesetzt, deren Dauer dem Momentwert des Analogsignals entspricht, den dieses am Ende des jeweiligen Rechteck-Impulses annimmt. Aufgrund dieser Abtastart ergeben sich für den A/D-Wandler und den hierzu komplementären D/A-Wandler erhebliche schaltungstechnische Vereinfachungen gegenüber der üblichen und den Postnormen zugrundeliegenden Vorgehensweise, bei welcher das primäre Analogsignal gleichförmig, d. h. in äquidistanten Zeitpunkten abgetastet und in Rechteck- Impulse konstanter Dauer umgesetzt wird, deren Höhe dem Momentanwert des Analogsignals zum Zeitpunkt der Abtastung entspricht. Jedoch haben die aus der DE-OS 33 42 739 bekannten Wandler noch den Nachteil, daß die von ihnen erzeugten bzw. verarbeiteten Digitalsignale mit den üblichen, auf gleichförmiger Abtastung beruhenden Digitalsignale, wie sie z. B. den Postnormen entsprechen, nicht kompatibel sind.An A / D converter is known from DE-OS 33 42 739, which with natural sampling of the primary analog signal is working. In accordance with the English Designation "natural sampling" here so-called natural Sampling becomes the primary analog signal with sampled a time-proportional scanning signal and in rectangular pulses of constant height and variable Duration implemented, the duration of which is the instantaneous value of the analog signal corresponds to this at the end of each Rectangular pulse. Because of this type of scanning result for the A / D converter and for this complementary D / A converter considerable circuitry Simplifications compared to the usual and the Approach underlying post norms, in which the primary analog signal uniform, d. H. in equidistant times sampled and in rectangular Impulses of constant duration are implemented, their amount the instantaneous value of the analog signal at the time of the Scanning corresponds. However, those from the DE-OS 33 42 739 known converter still has the disadvantage that the digital signals generated or processed by them with the usual, on uniform scanning based digital signals such as z. B. the postal standards correspond, are not compatible.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die eingangs genannten Wandler so auszugestalten, daß sie Digitalsignale erzeugen bzw. verarbeiten, die mit den üblichen, unmittelbar auf gleichförmiger Abtastung beruhenden Digitalsignalen kompatibel sind.The invention is based on the object called converter so that they digital signals generate or process with the usual, based directly on uniform sampling Digital signals are compatible.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß mit dem im Anspruch 1 gekennzeichneten A/D-Wandler und im Anspruch 4 gekennzeichneten D/A-Wandler gelöst. Bei den erfindungsgemäßen Wandlern besorgt der digitale Signalprozessor im A/D-Wandler eine rechnerische Umsetzung des mit natürlicher Abtastung erzeugten Digitalsignales in ein solches, welches einer gleichförmigen bzw. äquidistanten Abtastung entspricht, und für die umgekehrte Rück-Umsetzung im D/A-Wandler. Die Umsetzung erfolgt auf Basis einer Polygonapproximation, von der sich experimentell gezeigt hat, daß mit ihr eine Umsetzung ausreichender Genauigkeit und Klirrfreiheit möglich ist. This object is in accordance with the invention in claim 1 labeled A / D converter and labeled in claim 4 D / A converter solved. In the invention The digital signal processor takes care of converters in the A / D converter a mathematical implementation of the digital signal generated in natural scanning one that is uniform or equidistant Corresponds to sampling, and for the reverse Reverse conversion in the D / A converter. The implementation takes place based on a polygon approximation, from which has experimentally shown that with it an implementation sufficient accuracy and no distortion possible is.

Die erfindungsgemäßen Wandler haben den Vorteil, daß sie im Verbund mit üblichen, auf gleichförmiger Abtastung beruhenden Wandlern arbeiten können und trotzdem die mit der Anwendung natürlicher Abtastung verbundenen schaltungstechnischen Vorteile, zu denen insbesondere die einfache Realisierbarkeit in Form einer großintegrierten Schaltung gehört, erhalten bleiben. In diesem Zusammenhang bedeutet der digitale Singnalprozessor keinen echten Mehraufwand, da er ein Teil der integrierten Schaltung darstellen kann und darüber hinaus, wenn ein A/D-Wandler mit einem D/A-Wandler baulich vereinigt ist, wie es z. B. in einer Fernsprech- Teilnehmerstelle der Fall wäre, für beide Wandler nur einmal vorhanden zu sein braucht.The transducers according to the invention have the advantage that they combined with usual, on uniform scanning based converters can work and still those associated with the use of natural sensing circuit advantages, in particular the simple feasibility in the form of a heard large integrated circuit, remain. In this context, the digital signal processor means no real extra effort since it's a part can represent the integrated circuit and above addition, if an A / D converter with a D / A converter is structurally united, as it is for. B. in a telephone Participant position would be the case for both converters only needs to be present once.

Der digitale Signalprozessor beider Wandler arbeitet bevorzugt mit dem Algorithmus gemäß Anspruch 2 bzw. 5. Die Algorithmen, mit denen der digitale Signalprozessor in den beiden Umsetzungs-Richtungen arbeitet, stimmen weitgehend, nämlich bis auf das Vorzeichen eines Korrekturgliedes, überein. Dies erleichtert nochmals die schaltungstechnische Realisierung. Die Genauigkeit wird durch Übertastung im Sinne von Anspruch 3 bzw. 6 erhöht.The digital signal processor of both converters works preferably with the algorithm according to claim 2 or 5. The algorithms used by the digital signal processor works in the two implementation directions largely, except for the sign of one Corrective member. This makes it even easier the circuit implementation. The precision is by oversampling as defined in claim 3 or 6 elevated.

In der bereits zitierten DE-OS 33 42 739 ist die natürliche Abtastung unter Verwendung von Sägezahnimpulsen als Abtastsignal beschrieben. Die PDM-Rechteckimpulse, die bei der natürlichen Abtastung entstehen, dauern jeweils vom Beginn eines Sägezahnimpulses bis zum Schnittpunkt seiner ansteigenden Flanke mit dem primären Analogsignal. Da beim Umspringen des Sägezahnimpulses von seinem Maximalwert auf den Minimalwert der ganze analoge Aussteuerbereich durchlaufen wird, verstreicht in der Praxis eine gewisse, gemessen an der Abtastfrequenz spürbare Zeitspanne, bevor der Sägezahnimpuls bei seinem Minimalwert angelangt ist. Das bedeutet eine Reduzierung des Aussteuerbereichs des Wandlers, die mit der Ausgestaltung des A/D-Wandlers nach den Ansprüchen 7 und 8 vermieden wird. Bei dieser Ausgestaltung, die auch für andere Anwendungen von erfinderischer Bedeutung ist, wird durch die Anwendung von Dreieck-Impulsen als Abtastsignal eine besondere Rückführung desselben überflüssig und dadurch der volle Aussteuerbereich des Wandlers genutzt. Die Anpassung des durch die Abtastung gebildeten PDM- Signales an diejenige Signalform, die mit einer Sägezahnabtastung erhalten würde, erfolgt durch die alternierende Invertierung des Analogsignales.In the already cited DE-OS 33 42 739 is natural Scanning using sawtooth pulses described as a scanning signal. The PDM rectangular pulses, that arise from natural scanning, last from the beginning of a sawtooth pulse to to the intersection of its rising flank with the primary analog signal. Because when the sawtooth pulse jumps from its maximum value to the minimum value the entire analogue control range is run through, in practice a certain amount of time passes the sampling frequency noticeable period of time before the sawtooth pulse has reached its minimum value. This means a reduction in the control range of the converter with the design of the A / D converter is avoided according to claims 7 and 8. At this design, which also for other applications is of inventive importance, by application of triangular pulses as a scanning signal special return of the same is superfluous and therefore the full dynamic range of the converter is used. The adaptation of the PDM formed by the scanning Signals to that waveform with a sawtooth scan would be done by alternating Inverting the analog signal.

Schaltungstechnisch läßt sich die Invertierung besonders einfach mit der Ausgestaltung nach Anspruch 8 realisieren. Bei dieser wird das Analogsignal ständig sowohl in seiner unmittelbaren als auch in seiner invertierten Form mittels der beiden Komparatoren abgetastet, wobei das PDM-Signal pro Abtastperiode abwechselnd von den Ausgängen der Komparatoren übernommen wird.In terms of circuitry, the inversion can be particularly good simply with the configuration according to claim 8 realize. With this, the analog signal is constant both in its immediate and in its inverted Shape scanned by means of the two comparators, the PDM signal alternating per sampling period taken from the outputs of the comparators becomes.

Alternativ kann die Anordnung nach Anspruch 8 auch durch eine entsprechende Umrechnung in dem digitalen Signalprozessor ersetzt sein.Alternatively, the arrangement according to claim 8 by a corresponding conversion in the digital Signal processor to be replaced.

Im folgenden ist die Erfindung mit weiteren vorteilhaften Einzelheiten anhand eines schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:The invention is advantageous in the following Details using a schematically illustrated Embodiment explained in more detail. Show it:

Fig. 1 Das Blockschaltbild eines A/D-Wandlers mit natürlicher Abtastung des primären Analogsignales, Fig. 1 is a block diagram of an A / D converter with a natural sample of the primary analog signal,

Fig. 2 das Blockschaltbild eines zum Wandler nach Fig. 1 komplementären D/A-Wandlers, Fig. 2 is a block diagram of a complementary to the transducer of FIG. 1 D / A converter,

Fig. 3 eine zwei Abtastperioden umfassende Prinzipdarstellung des Abtastvorganges zur Veranschaulichung der Arbeitsweise des digitalen Signalprozessors im A/D-Wandler nach Fig. 1, Fig. 3 is a schematic diagram of two sample comprising the scanning operation to illustrate the operation of the digital signal processor in the A / D converter according to Fig. 1,

Fig. 4 eine auf eine Abtastperiode bezogene Prinzipdarstellung ähnlich der nach Fig. 3 zur Veranschaulichung der Arbeitsweise des digitalen Signalprozessors im D/A-Wandler nach Fig. 2, FIG. 4 shows a basic illustration relating to a sampling period similar to that according to FIG. 3 to illustrate the mode of operation of the digital signal processor in the D / A converter according to FIG. 2, FIG.

Fig. 5 eine über zwei Abtastperioden reichende Prinzipdarstellung der natürlichen Abtastung mit einem Dreieck-Impuls, Fig. 5 is a ranging over two sampling periods schematic diagram of the natural scan with a triangle pulse,

Fig. 6 das Schaltbild eines Abtasters für die natürliche Abtastung mit Dreieck-Impulsen. Fig. 6 shows the circuit diagram of a scanner for natural scanning with triangular pulses.

Fig. 1 zeigt in stark vereinfachter Form das Blockschaltbild eines A/D-Wandlers, der mit natürlicher Abtastung arbeitet. Das umzuwandelnde, primäre NF-Analogsignal A gelangt über ein Tiefpaßfilter 1, das zur Bandbegrenzung dient, zu einer Abtastschaltung 2. In dieser wird aus dem Analogsignal A durch natürliche Abtastung ein PDM-Signal erzeugt, das aus einzelnen, in ihrer Dauer dem jeweiligen Momentanwert des Analogsignales entsprechend Rechteck-Impulsen besteht. Das noch analoge PDM-Signal wird in einem Quantisierer 3 in an sich bekannter Weise quantisiert, so daß am Ausgang des Quantisierers ein aus mehreren parallelen Binärsignalen bestehendes Digitalsignal DN erscheint, welches jeweils der Dauer der PDM-Impulse entspricht. Dieses Digitalsignal DN gibt das Analogsignal auf der Basis der in der Abtastschaltung 2 durchgeführten natürlichen Abtastung wieder. In dieser Form ist das Digitalsignal nicht mit den Digitalsignalen kompatibel, die in den bisher üblichen, auf gleichförmiger bzw. äquidistanter Abtastung beruhenden A/D- Wandlern erzeugt werden. Aus diesem Grunde ist dem Quantisierer ein digitaler Signalprozessor 4 nachgeschaltet, welcher anhand eines gespeicherten Algorithmus das natürlicher Abtastung entsprechende Digitalsignal DN durch Umrechnung in ein äquidistanter Abtastung entsprechendes Digitalsignal DU umsetzt, welches das Ausgangssignal des Wandlers darstellt. Fig. 1 shows in a highly simplified form the block diagram of an A / D converter which works with natural scanning. The primary LF analog signal A to be converted reaches a sampling circuit 2 via a low-pass filter 1 , which is used for band limitation. In this, a natural sampling is used to generate a PDM signal from the analog signal A , which consists of individual square-wave pulses corresponding in duration to the instantaneous value of the analog signal. The still analog PDM signal is quantized in a quantizer 3 in a manner known per se, so that a digital signal DN consisting of several parallel binary signals appears at the output of the quantizer, which corresponds to the duration of the PDM pulses. This digital signal DN reproduces the analog signal on the basis of the natural sampling carried out in the sampling circuit 2 . In this form, the digital signal is not compatible with the digital signals that are generated in the previously used A / D converters based on uniform or equidistant sampling. For this reason, the quantizer is followed by a digital signal processor 4 , which uses a stored algorithm to convert the digital signal DN corresponding to natural sampling by converting it into a digital signal DU corresponding to equidistant sampling, which represents the output signal of the converter.

Der digitale Signalprozessor 4 arbeitet auf der Basis einer Polygonapproximation des Analogsignals A mit zwei Stützstellen. Dies ist in Fig. 3 veranschaulicht. Fig. 3 umfaßt zwei Abtastperioden T₀. Jede Abtastperiode ist durch einen sägezahnförmigen Abtastimpuls gekennzeichnet. Am Schnittpunkt des Abtastimpulses mit dem Analogsignal haben beide den Wert Y _i bzw. Y _i+1. Diesen Werten entspricht das für jede Abtastperiode erzeugte Digitalsignal DN. Wäre das Analogsignal äquidistant abgetastet worden, wäre ein Digitalsignal erzeugt worden, welches dem Momentanwert des Analogsignales am Ende der jeweiligen Abtastperiode entsprochen hätte. Dieser Wert wird approximiert, indem das Analogsignal in seinem Verlauf vom Wert Y _i bis zum Wert Y _i+1 durch ein Geradenstück ersetzt und der Schnittpunkt dieses Geradenstückes mit der senkrechten Achse am Ende der Abtastperiode als approximierter Wert Y _n berechnet wird. Dies geschieht nach folgender Formel:The digital signal processor 4 works on the basis of a polygon approximation of the analog signal A with two support points. This is illustrated in Figure 3. Fig. 3 comprises two sampling periods T ₀. Each sampling period is characterized by a sawtooth-shaped sampling pulse. At the intersection of the sampling pulse with the analog signal, both have the value Y _i or Y _{i +1} . The digital signal DN generated for each sampling period corresponds to these values. If the analog signal had been sampled equidistantly, a digital signal would have been generated which would have corresponded to the instantaneous value of the analog signal at the end of the respective sampling period. This value is approximated by replacing the analog signal in its course from the value Y _i to the value Y _{i +1} by a line segment and calculating the intersection of this line segment with the vertical axis at the end of the sampling period as an approximated value Y _n . This is done according to the following formula:

In obiger Formel erscheint ein Korrekturglied, das positives Vorzeichen hat und für jede Abtastperiode neu zu berechnen ist. Bei hinreichender Überabtastung wird eine ausreichende Auflösung erzielt und eine hinreichende Übereinstimmung des Digitalsignales DU mit dem Digitalsignal DN im Rahmen der Quantisierungsauflösung. A correction element appears in the above formula, which has a positive sign and has to be recalculated for each sampling period. With sufficient oversampling, a sufficient resolution is achieved and the digital signal DU corresponds sufficiently with the digital signal DN within the scope of the quantization resolution.

Fig. 2 zeigt das Blockschaltbild des komplementären D/A-Wandlers. Das mit einem A/D-Wandler nach Fig. 1 oder mit einem üblichen, auf äquidistanter Abtastung basierenden A/D-Wandler erzeugte Digitalsignal DU gelangt zu einem digitalen Signalprozessor 5. In diesem wird es in ein natürlicher Abtastung entsprechendes Digitalsignal DN umgesetzt. Die parallelen Binärsignale des Digitalsignales DN gelangen zu einem Pulsdauermodulator 6, der das Digitalsignal DN in ein PDM-Signal umwandelt, aus welchem unmittelbar durch eine einfache Tiefpaßfilterung im Tiefpaßfilter 7 das Analogsignal A zurückgewonnen wird. Fig. 2 shows the block diagram of the complementary D / A converter. The digital signal DU generated with an A / D converter according to FIG. 1 or with a conventional A / D converter based on equidistant sampling arrives at a digital signal processor 5 . In this it is converted into a digital signal DN corresponding to natural sampling. The parallel binary signals of the digital signal DN arrive at a pulse duration modulator 6, which converts the digital signal DN into a PDM signal, from which the analog signal A is directly recovered by simple low-pass filtering in the low-pass filter 7 .

Die Arbeitsweise des digitalen Signalprozessors 5 ist in Fig. 4 veranschaulicht. Sie entspricht weitgehend derjenigen des Digitalsignalprozessors 4 im A/D-Wandler. Das Digitalsignal DU hat am Beginn der betrachteten (gedachten) Abtastperiode T₀ den Wert Y _n und am Beginn der nächsten Abtastperiode den WertY _n+1. Der tatsächliche Verlauf des Analogsignales während der Abtastperiode wird durch ein Geradenstück ersetzt, das die beiden Werte Y _n und Y _n+1 hat. Als approximierter Wert des natürlicher Abtastung entsprechenden Digitalsignales wird der Wert Y _k berechnet, den der linear ansteigende Abtast-Sägezahnimpuls im Schnittpunkt mit dem Geradenstück hat. Dies geschieht nach folgender Formel:The operation of the digital signal processor 5 is illustrated in FIG. 4. It largely corresponds to that of the digital signal processor 4 in the A / D converter. The digital signal DU has the value Y _n at the beginning of the considered (imaginary) sampling period T und and the value Y _{n +1} at the beginning of the next sampling period. The actual course of the analog signal during the sampling period is replaced by a line segment which has the two values Y _n and Y _{n +1} . The value Y _k that the linearly increasing scanning sawtooth pulse has at the point of intersection with the line segment is calculated as the approximated value of the digital signal corresponding to natural scanning. This is done according to the following formula:

Diese Formel gleicht bis auf das Vorzeichen des Korrekturgliedes der Formel, die die Rechenvorschrift für den digitalen Signalprozessor im A/D-Wandler darstellt. Hinsichtlich der Genauigkeit und Auflösung gilt das zuvor zu dieser Formel Gesagte.This formula is the same except for the sign of the correction element the formula that the calculation rule represents for the digital signal processor in the A / D converter. With regard to the Accuracy and resolution what has been said about this formula applies.

Eine weitere Verbesserung ist zu erzielen, wenn die Abtastschaltung 2 des A/D-Wandlers nicht in der üblichen Weise mit Sägezahnimpulsen, sondern mit Dreieck- Impulsen als Abtastsignal arbeitet. Dies ist in Fig. 5 veranschaulicht. Fig. 5 zeigt die Verhältnisse während zweier aufeinander folgender Abtastperioden T₀. Jeder Dreieck-Impuls des Abtastsignales S ist bezüglich der Zeit symmetrisch und reicht über zwei Abtastperioden, so daß das Abtastsignal während einer ersten Abtastperiode, ausgehend vom Minimalwert -U _max, linear auf den Maximalwert U _max linear ansteigt und während der nächstfolgenden Abtastperiode spiegelbildlich hierzu wieder auf den Minimalwert abfällt. Das Analogsignal ist in Fig. 5 mit A bezeichnet, das invertierte, mit anderen Worten an der Nullachse gespiegelte Analogsignal mit . Während der ersten betrachteten Abtastperiode entsprechen die Verhältnisse derjenigen einer Abtastung mit Sägezahnimpulsen; es wird ein PDM-Rechteckimpuls erzeugt, der vom Beginn der Abtastperiode bis zu dem Zeitpunkt t _i dauert, an welchem das Abtastsignal S das (nicht invertierte) Analogsignal A schneidet. A further improvement can be achieved if the Sampling circuit2nd of the A / D converter not in the usual Way with sawtooth pulses but with triangular Pulse works as a scanning signal. This is inFig. 5 illustrated.Fig. 5 shows the conditions during two consecutive sampling periodsT₀. Every triangular pulse of the scanning signalS is regarding the time is symmetrical and extends over two sampling periods, so that the scanning signal during a first Sampling period, starting from the minimum value -U _Max, linear to the maximum valueU _Max increases linearly and during the next sampling period, a mirror image this drops back to the minimum value. The Analog signal is inFig. 5 withA designated, the inverted, in other words mirrored on the zero axis Analog signal with . During the first contemplated Sampling period correspond to the ratios of those a scan with sawtooth pulses; it will generates a square wave PDM pulse from the beginning of the Sampling period up to the point in timet _i takes on which the scanning signalS the (non-inverted) analog signal A cuts.

Während der zweiten betrachteten Abtastperiode wird statt des eigentlichen Analogsignales A das invertierte Analogsignal mit dem Abtastsignal S verglichen. Es wird ein weiterer PDM-Rechteckimpuls erzeugt, der vom Beginn dieser Abtastperiode bis zum Zeitpunkt t _i+1 dauert, an welchem sich das Abtastsignal S und das invertierte Analogsignal schneiden. Durch die Verwendung des invertierten Analogsignals in der zweiten betrachteten Abtastperiode entsteht in dieser der gleiche PDM-Rechteckimpuls, der bei einem Vergleich des unmittelbaren Analogsignals A mit der ansteigenden Flanke eines Sägezahnimpulses entstehen würde. In der nächsten, nicht mehr gezeigten Abtastperiode sind die Verhältnisse wieder die gleichen wie in der ersten, betrachteten Abtastperiode.During the second sampling period under consideration instead of the actual analog signalA the inverted Analog signal with the scanning signalS compared. Another PDM square pulse is generated, the from the beginning of this sampling period to the time t _{i +1} lasts at which the scanning signalS and the inverted analog signal to cut. Through the Using the inverted analog signal in the second considered sampling period arises in this the same PDM square pulse that is used in a comparison of the immediate analog signalA with the increasing Edge of a sawtooth pulse arise would. In the next sampling period, which is no longer shown the conditions are the same as again in the first sampling period under consideration.

Fig. 6 zeigt die Einzelheiten einer Abtastschaltung 2, mit welcher sich die Dreieckabtastung gemäß Fig. 5 realisieren läßt. Die Abtastschaltung umfaßt zwei Komparatoren 10 und 11, die an ihren beiden Eingängen komplementär zueinander einerseits mit dem Analogsignal A und andererseits mit dem dreieckförmigen Abtastsignal S beaufschlagt werden. Durch die komplementäre Beaufschlagung wird die Invertierung des Analogsignales A realisiert. Die Ausgänge der beiden Komparatoren gelangen an die einen Eingänge zweier NAND-Glieder 12 und 13, deren zweiter Eingang mit einem rechteckförmigen Taktsignal T angesteuert wird. Die Ausgänge dieser NAND-Glieder sind mittels eines weiteren NAND-Gliedes 14 zu einem gemeinsamen Ausgang zusammengeschaltet, an welchem das PDM-Signal ansteht. Der eine Komparator 10 führt stets das Ergebnis des Vergleichs zwischen dem Abtastsignal S und dem nicht invertierten Analogsignal A, der andere Komparator 11 das Ergebnis des Vergleichs mit dem invertierten Analogsignal . Diese Ergebnisse werden, gesteuert durch die abwechselnd durchgeschalteten NAND-Glieder 12 und 13, pro Abtastperiode T₀ abwechselnd verwendet und zu dem PDM-Signal zusammengestellt. Fig. 6 shows the details of a sampling circuit2nd, with which the triangle scan according toFig. 5 can be realized. The sampling circuit comprises two comparators 10th and11that at their two entrances complementary to each other on the one hand with the analog signal A and on the other hand with the triangular scanning signal S be charged. By the complementary The inversion of the analog signal is applied A realized. The outputs of the two comparators arrive at the one input of two NAND elements 12th and13, whose second entrance is rectangular Clock signalT is controlled. The outputs of this NAND elements are by means of another NAND element 14 interconnected to a common output, at which the PDM signal is present. The one comparator 10th always leads the result of the comparison between the scanning signalS and the non-inverted Analog signalA, the other comparator11 the result of comparison with the inverted analog signal . These results are controlled by the alternately switched NAND gates12th and13, per sampling periodT₀ used alternately and to that Compiled PDM signal.

Claims

1. A / D converter with an operating with natural scanning scanner for the primary analog signal and a quantization, which converts the signal generated by scanner PDM signal into a consisting of parallel binary signals digital signal which corresponds to the duration of the PWM pulses, characterized characterized in that the quantization circuit ( 3 ) is followed by a digital signal processor ( 4 ) which converts the digital signal (DN ) into a digital signal (DU) corresponding to an equidistant sampling based on a polygon approximation of the analog signal with two reference points per sampling period (T id).

2. A / D converter according to claim 1, characterized in that the digital signal processor ( 4 ), the digital signal (DN) according to the formula where Y _{n is} the value of the converted digital signals, Y _{i is} the value of the digital signals to be converted for the i- th sampling period.

3. A / D converter according to claim 1 or 2, characterized in that the digital signal (DN) to be implemented is generated more than twice per period of the analog signal (A) .

4. D / A converter for an equidistant sampling corresponding digital signal with a pulse duration modulator, which converts the digital signal consisting of parallel binary signals into a PDM signal, from which the analog signal is formed by low-pass filtering, characterized in that the pulse duration modulator ( 6 ) a digital signal processor ( 5 ) is connected upstream, which converts the received digital signal (DU) on the basis of a polygon approximation of the analog signal with two reference points per sampling period (T ₀) into a digital signal (DN) corresponding to natural sampling.

5. D / A converter according to claim 4, characterized in that the digital signal processor ( 4 ), the digital signal (DU) according to the formula reacting, in which Y _k the value of the converted digital signal Y _n the value of the digital signal to be converted for the n-th Abtastperiodebedeutet.

6. D / A converter according to claim 3 or 4, characterized in that the digital signal (DU) to be implemented is generated more than twice per period of the analog signal (A) .

7. A / D converter with a natural sampling scanner for the analog signal, in particular according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the scanner ( 2 ) is a symmetrical, after two sampling periods (T ₀) repeating triangular signal ( S) used for sampling the analog signals (A) , and that the scanner comprises an inverter ( 11-13 ) which inverts the analog signal (A) either during the rising or falling part of the triangular signal (S) .

8. A / D converter according to claim 7, characterized in that the scanner comprises two comparators ( 10, 11 ) which are complementary to each other with the analog signal (A) and the scanning triangular signal (S) and whose outputs via a logic element per Sampling period (T ₀) can be switched through alternately to a common output.