JP2001168721A - Analog/digital converter - Google Patents

Analog/digital converter

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JP2001168721A
JP2001168721A JP34526499A JP34526499A JP2001168721A JP 2001168721 A JP2001168721 A JP 2001168721A JP 34526499 A JP34526499 A JP 34526499A JP 34526499 A JP34526499 A JP 34526499A JP 2001168721 A JP2001168721 A JP 2001168721A
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analog
circuit
digital converter
quantization circuit
digital
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshikazu Muto
美和 武藤
Toshihiro Ito
敏洋 伊藤
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an analog/digital converter high in operating speed, high in precision and simple in configuration as much as possible since a quantization circuit corresponding to a bit number and a multi-valent digital/analog converter are required for making multiple bits and thus not only the scale of the circuit configuration is enlarged but also it is required to perform feedback timely from the respective quantization circuits at the time of acceleration in a conventional delta sigma analog/digital converter. SOLUTION: A multi-valent quantization circuit using a resonance tunnel diode is applied to the quantization circuit. Thus the quantization circuit part of the conventional delta sigma analog/digital converter is simplified, the multi- valent digital/analog converter is unnecessitated and the operating speed is easily accelerated.

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、アナログ信号をデ
ジタル信号に変換するアナログ・デジタル変換装置に関
するもので、特にオーバサンプリング型であるデルタシ
グマ方式のアナログ・デジタル変換装置に係る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an analog-to-digital converter for converting an analog signal into a digital signal, and more particularly to an oversampling type delta-sigma analog-to-digital converter.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のデルタシグマ方式(オーバサンプ
リング型)のアナログ・デジタル変換装置では、高次化
を行う際の安定性を確保するために、多ビット分の量子
化回路を用いて構成されることが多い。この多ビットデ
ルタシグマ方式のアナログ・デジタル変換装置は、図7
に示すように、減算器3、RC積分器2および複数の量
子化回路(1〜n)の他に多ビットのデジタル・アナロ
グ変換器(D/A変換器)8で構成されている。この方
式は量子化回路を低分解能としても、入力信号帯域に対
し十分高い速度で変換し、デジタルフィルタによるデシ
メーションによりビット数を低減することにより、高分
解能化および高精度化が可能となっている。
2. Description of the Related Art A conventional delta-sigma (over-sampling) analog-to-digital converter is configured using a multi-bit quantization circuit in order to secure stability when higher order is performed. Often. This multi-bit delta-sigma analog-to-digital converter is shown in FIG.
As shown in FIG. 7, the digital signal processor comprises a multi-bit digital / analog converter (D / A converter) 8 in addition to a subtractor 3, an RC integrator 2, and a plurality of quantization circuits (1 to n). This method enables high resolution and high accuracy by converting the input signal bandwidth at a sufficiently high speed and reducing the number of bits by decimation using a digital filter, even if the quantization circuit has a low resolution. .

【0003】一方、図8(a)に示す負性抵抗特性を有
する素子を直列に複数個接続した構成のフラッシュ形の
アナログ・デジタル変換器が知られている。以下この動
作を説明する。説明を容易にするために3値の場合の量
子化回路について例を挙げ、構成とその動作原理につい
て述べる。構成は図8(a)に示すように4個の共鳴ト
ンネルダイオードA、B、C、Dとデプレションモード
で動作する電界効果トランジスタから成るものとする。
この回路の動作は、まず、共鳴トンネルダイオードA、
B、C、Dは図8(b)に示したような電流・電圧特性
を持つ。これらは、電流があるピーク電流値Vpを超え
ると、抵抗の小さいON状態から、抵抗の大きいOFF
状態にスイッチする。したがって、図8(a)に示すよ
うに複数個の負性抵抗素子を直列に接続してVssを一定
に保ち、Vclockの振幅を上昇させた場合、ピーク電流
の小さい共鳴トンネルダイオードから順にOFF状態に
スイッチしていく。ここで、必ず4個の共鳴トンネルダ
イオードの内のピーク電流の小さい2個の共鳴トンネル
ダイオードだけが順次スイッチするように設定し、Vcl
ockを図8(b)のように振幅の最大値が上記4個の共
鳴トンネルダイオード全てをOFF状態にする値まで振
動的に変化させる。この時に図8(a)のVinの値を変
化させることで、CおよびD2個の共鳴トンネルダイオ
ードの実効的なピーク電流を変調することが出来る。こ
の様子が図8(d)に示されている。従って、ピーク電
流の小さい2個の共鳴トンネルダイオードだけがスイッ
チするものとすると、Vin<VTSではC、Dが、VTS
Vin<VTLではB、Dが、VTL<VinではA、Bがスイ
ッチしてOFF状態になることになる。この時、図8
(a)の出力電圧Voutはこのスイッチした共鳴トンネ
ルダイオードによって変化し、図8(d)下段に示した
ように出力電圧は3種類のレベルに変化する。これによ
り、入力に対して3種類の離散値を出力する量子化回路
として利用できる(文献:和保孝夫、伊藤敏洋、超高速
共鳴トンネル多値回路−量子効果デバイスの新しい可能
性−、信学会論文誌、VOL.J82−C−II、NO.
8,August,pp.421〜431,1999)
ことになる。
On the other hand, a flash type analog / digital converter having a configuration in which a plurality of elements having negative resistance characteristics shown in FIG. 8A are connected in series is known. Hereinafter, this operation will be described. For ease of explanation, an example of a ternary quantization circuit will be described, and the configuration and operation principle will be described. As shown in FIG. 8A, the configuration is assumed to be composed of four resonant tunneling diodes A, B, C and D and a field effect transistor operating in a depletion mode.
The operation of this circuit is as follows.
B, C, and D have current / voltage characteristics as shown in FIG. When the current exceeds a certain peak current value Vp, the resistance changes from the ON state with a small resistance to the OFF state with a large resistance.
Switch to state. Therefore, as shown in FIG. 8A, when a plurality of negative resistance elements are connected in series to keep Vss constant and increase the amplitude of Vclock, the resonant tunneling diodes with the smaller peak currents are turned off sequentially. Switch to Here, it is set so that only two of the four resonant tunneling diodes having smaller peak currents are sequentially switched, and Vcl
ock is oscillated until the maximum value of the amplitude turns off all the four resonant tunneling diodes as shown in FIG. 8B. At this time, by changing the value of Vin in FIG. 8A, the effective peak currents of the C and D2 resonant tunneling diodes can be modulated. This state is shown in FIG. Thus, assuming that only two RTD small peak current is switched, the Vin <V TS C, D is, V TS <
When Vin < VTL , B and D are switched, and when VTL <Vin, A and B are switched to an OFF state. At this time, FIG.
The output voltage Vout in (a) is changed by the switched resonant tunneling diode, and the output voltage changes to three levels as shown in the lower part of FIG. As a result, it can be used as a quantization circuit that outputs three types of discrete values with respect to the input (Literature: Takao Wabo, Toshihiro Ito, Ultrafast Resonant Tunneling Multilevel Circuit-New Possibilities of Quantum Effect Devices-, IEICE Transactions, VOL.J82-C-II, NO.
August, pp. 421-431, 1999)
Will be.

【0004】フラッシュ形のアナログ・デジタル変換器
の場合、基本的に並列処理のため高速性は確保されるも
のの、量子化のステップ数だけの比較器を必要とし、特
にトンネルダイオードを負性抵抗素子として用いる場合
には必要とするピーク電流値を有するトンネルダイオー
ドを用意しなければならない問題があった。トンネルダ
イオードのピーク電流値はダイオードの接合面積で制御
し得るが、異なるピーク電流値のトンネルダイオードを
多数用意することは生産的にも問題がある。
In the case of a flash type analog-to-digital converter, although high-speed operation is basically ensured due to parallel processing, comparators are required for the number of quantization steps. However, there is a problem that a tunnel diode having a required peak current value must be prepared. Although the peak current value of the tunnel diode can be controlled by the junction area of the diode, preparing a large number of tunnel diodes having different peak current values poses a problem in productivity.

【0005】以上のように、従来のこの量子化回路自
体、例えばHEMT等の既存の高速素子で構成すると、
図9に示すように1ステップ当たりの量子化回路の回路
規模が比較的大きくなる。このため、共鳴トンネルダイ
オードのような負性抵抗素子を図10に示すように複数
個組み合わせ使用し、回路規模の低減を実現した例もあ
る。
As described above, when this conventional quantization circuit itself is constituted by an existing high-speed element such as HEMT, for example,
As shown in FIG. 9, the circuit scale of the quantization circuit per one step is relatively large. For this reason, there is an example in which a plurality of negative resistance elements such as resonance tunnel diodes are used in combination as shown in FIG. 10 to reduce the circuit scale.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】従来の技術によれば、
上記のように多ビットデルタシグマ方式のアナログ・デ
ジタル変換装置においては複雑な回路の量子化回路が複
数個必要になるのみならず、多ビットのデジタル・アナ
ログ変換装置も必要となり、それに伴い配線数も多くか
つ長くなり、遅延時間も長くなるという問題があった。
このため、精度と高速動作とを確保するためには、それ
ぞれのビットをタイミングよくフィードバックさせる必
要があり、これが技術上の難点となっていた。本発明
は、このような難点を緩和し、変換速度を損なうことな
く、また負性抵抗素子としての共鳴トンネルダイオード
の使用数を出来るだけ少なくした多ビットデルタシグマ
方式のアナログ・デジタル変換装置を提供することを目
的としたものである。
According to the prior art,
As described above, in a multi-bit delta-sigma analog-to-digital converter, not only a plurality of complicated circuit quantization circuits are required, but also a multi-bit digital-to-analog converter is required. And the delay time becomes long.
Therefore, in order to ensure accuracy and high-speed operation, it is necessary to feed back each bit with good timing, which has been a technical difficulty. The present invention provides a multi-bit delta-sigma analog-to-digital converter that alleviates such difficulties, does not impair the conversion speed, and minimizes the number of resonant tunneling diodes used as negative resistance elements. It is intended to do so.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明においては以下の手段を開示している。すな
わち、請求項1においては、デルタ・シグマ方式のアナ
ログ・デジタル変換装置における、アナログ量の量子化
回路をアナログ多値量子化回路として、このアナログ多
値量子化回路の多値デジタル出力を直接入力側にフィー
ドバックしてアナログ入力との減算回路にする構成につ
いて開示している。
To achieve the above object, the present invention discloses the following means. That is, in the first aspect of the present invention, the analog-quantization circuit in the delta-sigma analog-to-digital converter is an analog multi-level quantization circuit, and the multi-level digital output of the analog multi-level quantization circuit is directly input. A configuration is disclosed in which a circuit is fed back to a side to form a subtraction circuit from an analog input.

【0008】また、請求項2においては、上記の請求項
1に記載の多値量子化回路に相当する回路として、n個
の負性抵抗素子、A、B、…、と他のn個の負性抵抗素
子C、D、…とを直列に接続し、これらn個の負性抵抗
素子C、D、…に並列にトランジスタを接続する。この
トランジスタの入力端子に入力電圧を印加し、上記のn
個の負性抵抗素子A、B、…と上記のn個の負性抵抗素
子C、D、…との接続点から出力を取り出して、(n+
1)種の信号に対応した(n+1)種類の電圧を出力す
る構成とした回路について開示したものである。ここ
で、負性抵抗素子としては、例えば共鳴トンネルダイオ
ード等を用い、トランジスタとしては電界効果型トラン
ジスタでデプレションモードの利用が考えられる。
According to a second aspect of the present invention, a circuit corresponding to the multi-level quantization circuit according to the first aspect includes n negative resistance elements, A, B,. Are connected in series, and transistors are connected in parallel to the n negative resistance elements C, D,. An input voltage is applied to the input terminal of this transistor,
.. And the above-mentioned n negative resistance elements C, D,.
This discloses a circuit configured to output (n + 1) types of voltages corresponding to 1) types of signals. Here, for example, a resonance tunnel diode or the like is used as the negative resistance element, and a field effect transistor is used as the transistor in the depletion mode.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0010】図1は本発明による第一の実施の形態であ
る回路構成を示す図であって、多値量子化回路を利用し
たデルタシグマ方式のアナログ・デジタル変換装置の構
成を示した。この回路は、連続的なアナログ信号を入力
した時に数種類の大きさの離散的な信号を出力する機能
を有する多値量子化回路1、RC積分器2、入力信号か
ら出力信号を減算する減算器3を用いて構成されてい
る。ここで量子化回路として、図7に示したように、従
来は2値レベルの量子化回路を1乃至複数個並列に接続
し、これら各量子化回路の出力を多ビットのデジタルア
ナログ変換器に供給し入力側の減算器にフィードバック
する構成が使用されてきたのに対して、本発明において
は多値量子化回路1を使用することにより、図7に示し
た従来必要とされていた多値デジタル・アナログ変換器
を不要としている。さらに本発明においてはこの多値量
子化回路として前記〔従来の技術〕の項で述べた共鳴ト
ンネルダイオードの負性抵抗特性を利用したアナログデ
ジタル変換回路を多値量子化回路1として用いることに
より回路構成の簡素化も図っている。図1の回路の動作
原理は、多値量子化回路1の出力であるデジタル出力と
アナログ量である入力信号Vinとの差を減算器3で求
め、この結果をRC積分器2で積分する。この積分結果
が最小となるようにフィードバックしており、デジタル
出力と入力信号との誤差を最小にするようになってい
る。以下にこの回路の具体的な動作を説明する。
FIG. 1 is a diagram showing a circuit configuration according to a first embodiment of the present invention, and shows a configuration of a delta-sigma type analog-to-digital converter using a multi-level quantization circuit. This circuit includes a multi-level quantization circuit 1 having a function of outputting discrete signals of several sizes when a continuous analog signal is input, an RC integrator 2, and a subtracter for subtracting an output signal from an input signal. 3 is used. Here, as shown in FIG. 7, one or a plurality of binary-level quantizers are conventionally connected in parallel as quantizers, and the outputs of these quantizers are output to a multi-bit digital-to-analog converter. Whereas the configuration for supplying and feeding back to the subtractor on the input side has been used, the present invention uses the multi-level quantization circuit 1 to provide the multi-level quantization conventionally required as shown in FIG. Eliminates the need for digital-to-analog converters. Further, in the present invention, the multi-level quantization circuit is obtained by using the analog-to-digital conversion circuit utilizing the negative resistance characteristic of the resonant tunneling diode described in the section of [Prior Art] as the multi-level quantization circuit 1. The structure is also simplified. The operation principle of the circuit shown in FIG. 1 is that a difference between a digital output as an output of the multi-level quantization circuit 1 and an input signal Vin as an analog quantity is obtained by a subtractor 3, and the result is integrated by an RC integrator 2. The feedback is performed so that the result of the integration is minimized, and the error between the digital output and the input signal is minimized. The specific operation of this circuit will be described below.

【0011】本第一の実施の形態においては、図1にお
いて入力信号Vinは減算器3を通してRC積分器2に入
力し、その出力を多値量子化回路1でアナログ・デジタ
ル変換し、数種類の離散値をもつデジタル出力Voutと
する。その出力をフィードバックして入力信号Vinと共
に減算器3に入力する。その出力が前記のRC積分器2
に入力されている。このために出力されるデータが入力
値のみならず前のデータとも関連しているため、出力デ
ータの順序も意味を持つものとなっている。
In the first embodiment, an input signal Vin shown in FIG. 1 is input to an RC integrator 2 through a subtractor 3, and its output is converted from an analog signal to a digital signal by a multi-level quantization circuit 1 to obtain several types of signals. It is assumed that the digital output Vout has a discrete value. The output is fed back to the subtractor 3 together with the input signal Vin. Its output is the aforementioned RC integrator 2
Has been entered. For this reason, since the output data is related not only to the input value but also to the previous data, the order of the output data is also significant.

【0012】上記のように、本発明における第一の実施
の形態における、多値信号を利用したデルタシグマ方式
のアナログ・デジタル変換装置中で用いられる多値量子
化回路1は図2に示した回路図の構成となっており、こ
の多値量子化回路1は前記の共鳴トンネルダイオード
A、B、C、Dを用いて構成されている。一例として、
この装置で用いられている3値量子化回路の出力電圧V
outは入力電圧Vinに応じて表1に示す値となるように
設定している。ここで用いている3値量子化回路は出力
が反転する為、ネガティブフィードバックにするために
減算器3ではなく図3に示すように加算器4を用いてい
る。ここで3値量子化回路は出力が反転しないものを使
用する場合には減算器3を用いて構成されても良い。
As described above, the multi-level quantization circuit 1 used in the delta-sigma analog-to-digital converter using multi-level signals in the first embodiment of the present invention is shown in FIG. The multi-level quantization circuit 1 has a configuration shown in a circuit diagram, and is configured using the above-described resonant tunneling diodes A, B, C, and D. As an example,
The output voltage V of the ternary quantization circuit used in this device
out is set to be a value shown in Table 1 according to the input voltage Vin. Since the output of the ternary quantization circuit used here is inverted, an adder 4 is used instead of the subtractor 3 as shown in FIG. Here, when using a ternary quantization circuit whose output is not inverted, the ternary quantization circuit may be configured by using the subtractor 3.

【0013】[0013]

【表1】 [Table 1]

【0014】本発明における第2の実施の形態を図3に
示す。図3は上に述べた第一の実施の形態における、多
値信号を利用したデルタシグマ方式のアナログ・デジタ
ル変換装置の中のRC積分器2の部分をバンドパスフィ
ルタ9に、量子化回路としては3値量子化回路10に置
き換えたもので、バンドパス・デルタシグマ・アナログ・
デジタル変換装置の構成を示すものである。図4はこの
装置で用いるバンドパスフィルタ9の回路図を示すもの
で、抵抗R、容量C及びインダクタLとから構成されて
いる。バンドパス・デルタシグマ方式にすることによ
り、入力信号の存在する周辺の帯域のみアナログデジタ
ル変換を行うことになるため、ノイズレベルを低下させ
ることが出来、これにより実効的に変換速度を向上する
事が出来、分解能も向上するという効果がある。
FIG. 3 shows a second embodiment of the present invention. FIG. 3 shows the RC integrator 2 in the delta-sigma type analog-to-digital converter using a multi-level signal in the first embodiment described above as a band-pass filter 9 and a quantization circuit. Is replaced with a ternary quantization circuit 10, and a band-pass delta-sigma analog
2 shows a configuration of a digital conversion device. FIG. 4 is a circuit diagram of the band-pass filter 9 used in this device, which is composed of a resistor R, a capacitor C, and an inductor L. By adopting the band-pass delta-sigma method, analog-to-digital conversion is performed only in the band around the input signal, so that the noise level can be reduced, thereby effectively increasing the conversion speed. And the resolution is improved.

【0015】図5は本発明における第3の実施の形態を
示すもので、本発明における第一の実施の形態におけ
る、多値信号を利用したデルタシグマ方式のアナログ・
デジタル変換装置に多値デシメーションフィルタ5を付
け加えた場合のブロック図である。量子化回路が低分解
能であっても、入力信号帯域に対し十分高い速度で変換
し、デジタルフィルタによりデシメーションすることに
より、高分解能化および高精度化される効果がある。こ
こでは多値出力をそのままデシメーションしている。
FIG. 5 shows a third embodiment of the present invention. In the first embodiment of the present invention, a delta-sigma analog / digital converter using a multilevel signal is used.
FIG. 3 is a block diagram when a multi-value decimation filter 5 is added to the digital conversion device. Even if the quantization circuit has a low resolution, the conversion is performed at a sufficiently high speed with respect to the input signal band, and the digital signal is decimated, so that the resolution and the accuracy are improved. Here, the multi-value output is directly decimated.

【0016】図6は本発明における第4の実施の形態を
示すものである。これも上記第一の実施の形態におけ
る、多値信号を利用したデルタシグマ方式のアナログ・
デジタル変換装置に多値信号を2値信号に変換する多値
・2値変換装置7と2値デシメーションフィルタ6を付
け加えたもののブロック図である。ここでは多値出力を
2値出力に変換してから、デシメーションを行ってい
る。
FIG. 6 shows a fourth embodiment of the present invention. This is also a delta-sigma analog / digital converter using a multi-level signal in the first embodiment.
FIG. 2 is a block diagram of a digital conversion apparatus in which a multilevel / binary conversion apparatus 7 for converting a multilevel signal into a binary signal and a binary decimation filter 6 are added. Here, the decimation is performed after converting the multi-value output into the binary output.

【0017】[0017]

【発明の効果】共鳴トンネルダイオードを用いた多値量
子化回路を利用することにより、従来技術による回路に
比べ、量子化回路部分が大幅に簡素化される効果がある
(図9参照)。また、多値量子化回路の出力がデジタル
・アナログ変換後の出力と同等なため、従来の多ビット
デルタシグマ方式のアナログ・デジタル変換装置では必
要であった多ビットのデジタル・アナログ変換装置が不
要になる。このため、全体としての回路規模が縮小さ
れ、精度の劣化、遅延時間の増加といった問題が改善さ
れるという効果がある。
The use of the multi-level quantization circuit using the resonant tunneling diode has an effect that the quantization circuit portion is greatly simplified as compared with the circuit according to the prior art (see FIG. 9). In addition, since the output of the multi-level quantization circuit is equivalent to the output after digital-to-analog conversion, the multi-bit digital-to-analog converter that was required by the conventional multi-bit delta-sigma analog-to-digital converter is unnecessary. become. Therefore, there is an effect that the circuit scale as a whole is reduced, and problems such as deterioration in accuracy and increase in delay time are improved.

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

【図1】第一の実施の形態に対応する多ビットデルタシ
グマ方式のアナログ・デジタル変換装置の回路ブロック
図。
FIG. 1 is a circuit block diagram of a multi-bit delta-sigma analog-to-digital converter according to a first embodiment.

【図2】第一の実施の形態における多ビットデルタシグ
マ方式のアナログ・デジタル変換装置の多値量子化回路
部分の回路図。
FIG. 2 is a circuit diagram of a multi-level quantization circuit portion of the multi-bit delta-sigma analog-to-digital converter according to the first embodiment.

【図3】第三の実施の形態に対応するバンドバス・デル
タシグマ方式のアナログ・デジタル変換装置の回路ブロ
ック図。
FIG. 3 is a circuit block diagram of a band-bus delta-sigma analog-to-digital converter according to a third embodiment;

【図4】第三の実施の形態におけるバンドバス・デルタ
シグマ方式のアナログ・デジタル変換装置のバンドパス
フィルタの回路図。
FIG. 4 is a circuit diagram of a band-pass filter of a band-pass delta-sigma analog-to-digital converter according to a third embodiment.

【図5】第四の実施の形態における多値デシメーション
付き多ビットデルタシグマ方式のアナログ・デジタル変
換装置の回路ブロック図。
FIG. 5 is a circuit block diagram of a multi-bit delta-sigma analog-to-digital converter with multi-level decimation according to a fourth embodiment.

【図6】第五の実施の形態における多値・2値変換装置
および2値デシメーション付き多ビットデルタシグマ方
式のアナログ・デジタル変換装置の回路ブロック図。
FIG. 6 is a circuit block diagram of a multi-level / binary converter and a multi-bit delta-sigma analog-to-digital converter with binary decimation according to a fifth embodiment.

【図7】従来技術による多ビットデルタシグマ方式のア
ナログ・デジタル変換装置の回路ブロック図。
FIG. 7 is a circuit block diagram of a conventional multi-bit delta-sigma analog-to-digital converter.

【図7】従来技術による多ビットデルタシグマ方式のア
ナログ・デジタル変換装置で用いられる量子化回路の具
体的回路図。
FIG. 7 is a specific circuit diagram of a quantization circuit used in a conventional multi-bit delta-sigma analog-to-digital converter.

【図8】共鳴トンネルダイードを用いた従来公知の多値
量子化回路の一例として、(a)回路図、(b)トンネ
ルダイオードにおける負性抵抗特性によるスイッチング
動作を説明する電流−電圧特性、(c)クロック電圧波
形を示す波形図、(d)3値量子化回路の動作説明図。
FIGS. 8A and 8B show an example of a conventionally known multi-level quantization circuit using a resonant tunnel diode, (a) a circuit diagram, (b) a current-voltage characteristic illustrating a switching operation by a negative resistance characteristic in a tunnel diode, (C) A waveform diagram showing a clock voltage waveform, and (d) an operation explanatory diagram of a ternary quantization circuit.

【図9】従来公知の2値量子化回路の回路図。FIG. 9 is a circuit diagram of a conventionally known binary quantization circuit.

【図10】従来技術による多ビットデルタシグマ方式の
アナログ・デジタル変換装置の中の量子化回路部分と共
鳴トンネルダイオードを用いた多値量子化回路との回路
規模の比較を示した図で、(a)2値の場合、(b)3
値の場合、(c)4値の場合の比較図。
FIG. 10 is a diagram showing a comparison of the circuit scale between a quantization circuit part in a multi-bit delta-sigma analog-to-digital converter according to the prior art and a multi-value quantization circuit using a resonant tunneling diode; a) In case of binary, (b) 3
In the case of values, (c) a comparison diagram in the case of four values.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 : 多値量子化回路 2 : RC積分器 3 : 減算器 4: 加算器 5 : 多値デシメーションフィルタ 6: 2値デシメ
ーションフィルタ 7 : 多値・2値変換装置 A、B、C、D : 共鳴トンネルダイオード
1: Multi-level quantization circuit 2: RC integrator 3: Subtractor 4: Adder 5: Multi-level decimation filter 6: Binary decimation filter 7: Multi-level / binary conversion device A, B, C, D: Resonance Tunnel diode

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成11年12月13日(1999.12.
13)
[Submission Date] December 13, 1999 (1999.12.
13)

【手続補正1】[Procedure amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】図面の簡単な説明[Correction target item name] Brief description of drawings

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

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

【図1】第一の実施の形態に対応する多ビットデルタシ
グマ方式のアナログ・デジタル変換装置の回路ブロック
図。
FIG. 1 is a circuit block diagram of a multi-bit delta-sigma analog-to-digital converter according to a first embodiment.

【図2】第一の実施の形態における多ビットデルタシグ
マ方式のアナログ・デジタル変換装置の多値量子化回路
部分の回路図。
FIG. 2 is a circuit diagram of a multi-level quantization circuit portion of the multi-bit delta-sigma analog-to-digital converter according to the first embodiment.

【図3】第三の実施の形態に対応するバンドパス・デル
タシグマ方式のアナログ・デジタル変換装置の回路ブロ
ック図。
FIG. 3 is a circuit block diagram of a bandpass delta sigma analog-to-digital converter according to a third embodiment;

【図4】第三の実施の形態におけるバンドパス・デルタ
シグマ方式のアナログ・デジタル変換装置のバンドパス
フィルタの回路図。
FIG. 4 is a circuit diagram of a band-pass filter of a band-pass delta-sigma analog-to-digital converter according to a third embodiment.

【図5】第四の実施の形態における多値デシメーション
付き多ビットデルタシグマ方式のアナログ・デジタル変
換装置の回路ブロック図。
FIG. 5 is a circuit block diagram of a multi-bit delta-sigma analog-to-digital converter with multi-level decimation according to a fourth embodiment.

【図6】第五の実施の形態における多値・2値変換装置
および2値デシメーション付き多ビットデルタシグマ方
式のアナログ・デジタル変換装置の回路ブロック図。
FIG. 6 is a circuit block diagram of a multi-level / binary converter and a multi-bit delta-sigma analog-to-digital converter with binary decimation according to a fifth embodiment.

【図7】従来技術による多ビットデルタシグマ方式のア
ナログ・デジタル変換装置の回路ブロック図。
FIG. 7 is a circuit block diagram of a conventional multi-bit delta-sigma analog-to-digital converter.

【図8】共鳴トンネルダイードを用いた従来公知の多値
量子化回路の一例として、(a)回路図、(b)トンネ
ルダイオードにおける負性抵抗特性によるスイッチング
動作を説明する電流−電圧特性、(c)クロック電圧波
形を示す波形図、(d)3値量子化回路の動作説明図。
FIGS. 8A and 8B show an example of a conventionally known multi-level quantization circuit using a resonant tunnel diode, (a) a circuit diagram, (b) a current-voltage characteristic illustrating a switching operation by a negative resistance characteristic in a tunnel diode, (C) A waveform diagram showing a clock voltage waveform, and (d) an operation explanatory diagram of a ternary quantization circuit.

【図9】従来公知の2値量子化回路の回路図。FIG. 9 is a circuit diagram of a conventionally known binary quantization circuit.

【図10】従来技術による多ビットデルタシグマ方式の
アナログ・デジタル変換装置の中の量子化回路部分と共
鳴トンネルダイオードを用いた多値量子化回路との回路
規模の比較を示した図で、(a)2値の場合、(b)3
値の場合、(c)4値の場合の比較図。
FIG. 10 is a diagram showing a comparison of the circuit scale between a quantization circuit part in a multi-bit delta-sigma analog-to-digital converter according to the prior art and a multi-value quantization circuit using a resonant tunneling diode; a) In case of binary, (b) 3
In the case of values, (c) a comparison diagram in the case of four values.

【符号の説明】 1 : 多値量子化回路 2 : RC積分器 3 : 減算器 4: 加算器 5 : 多値デシメーションフィルタ 6: 2値デシメ
ーションフィルタ 7 : 多値・2値変換装置 A、B、C、D : 共鳴トンネルダイオード
[Description of Signs] 1: Multi-level quantization circuit 2: RC integrator 3: Subtractor 4: Adder 5: Multi-level decimation filter 6: Binary decimation filter 7: Multi-level / binary conversion device A, B, C, D: Resonant tunnel diode

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】デルタシグマ方式でアナログ入力信号を量
子化する回路を有するアナログ・デジタル変換装置であ
って、該量子化回路を多値量子化回路として、該多値量
子化回路の多値デジタル出力を前記アナログ入力信号と
の減算回路に直接フィードバックすることを特徴とする
アナログ・デジタル変換装置。
1. An analog-to-digital converter having a circuit for quantizing an analog input signal in a delta-sigma system, wherein said quantization circuit is a multi-level quantization circuit. An analog-to-digital converter, wherein an output is directly fed back to a circuit for subtracting the analog input signal.
【請求項2】請求項1に記載の多値量子化回路に相当す
る回路として、n個の負性抵抗素子A、B、…、と他の
n個の負性抵抗素子C、D、…とを直列に接続し、該n
個の負性抵抗素子C、D、…に並列にトランジスタを接
続し、該トランジスタの入力端子に入力電圧を印加し、
該n個の負性抵抗素子A、B、…と該n個の負性抵抗素
子C、D、…との接続点から出力を取り出して、n+1
種の信号としてn+1種類の電圧レベルを出力する構成
とした回路を用いることを特徴とするアナログ・デジタ
ル変換装置。
2. A circuit corresponding to the multi-level quantization circuit according to claim 1, wherein n negative resistance elements A, B,... And n other negative resistance elements C, D,. Are connected in series, and n
A transistor is connected in parallel to the negative resistance elements C, D,..., And an input voltage is applied to an input terminal of the transistor.
An output is taken out from a connection point between the n negative resistance elements A, B,... And the n negative resistance elements C, D,.
An analog-to-digital converter using a circuit configured to output n + 1 types of voltage levels as types of signals.
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