JP2003264465A - Pulse width modulation device and da converter - Google Patents

Pulse width modulation device and da converter

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JP2003264465A
JP2003264465A JP2002061473A JP2002061473A JP2003264465A JP 2003264465 A JP2003264465 A JP 2003264465A JP 2002061473 A JP2002061473 A JP 2002061473A JP 2002061473 A JP2002061473 A JP 2002061473A JP 2003264465 A JP2003264465 A JP 2003264465A
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data
width modulation
correction
circuit
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宏之 河西
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稔 竹田
Akira Toyama
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a high-grade PWM (pulse width modulation) device in which generation of noise such as secondary harmonics, etc., is suppressed while suppressing the sampling frequencies, and to provide a DA converter. <P>SOLUTION: A compensation circuit 1 predicts harmonic distortion of input data to be generated due to pulse width modulation in the pulse width modulation circuit 5 and applies compensation to set off the harmonic distortion. Thus, the grade of reproduction is secured by suppressing to the utmost the harmonic distortion according to the pulse width modulation which becomes remarkable when a low sampling frequency is used. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

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】本発明はパルス幅変調装置お
よびこれを備えたDAコンバータに関し、特に複数ビッ
トで瞬時の振幅レベルを表すデジタル信号をパルス幅変
調して1ビットのデジタル信号に変換するパルス幅変調
装置およびこれを備えたDAコンバータに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pulse width modulator and a DA converter equipped with the same, and more particularly to a pulse for pulse width modulating a digital signal representing an instantaneous amplitude level with a plurality of bits to convert it into a 1-bit digital signal. The present invention relates to a width modulation device and a DA converter including the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】現在、1ビットDAコンバータでは、パ
ルス幅変調(以下、PWM(Pulse Width Modulatio
n))装置により、複数ビットで瞬時の振幅レベルを表
すデジタル信号を構成するデータ、例えば、図7に示す
ようにノイズシェーパ71の出力するデータをPWM装
置72によって標本化周期毎の中心に関して対象な波形
を持つ1ビットのPWMパルスに変調し、これをローパ
スフィルタ73やD級増幅器に与えてアナログ信号に変
換するものがある。PWM装置では、PWMパルスの波
形を時間軸方向において標本化周期の中心位置に関して
対象な波形となるように構成することによって、2次高
調波等の歪みの発生を比較的小さくすることが可能であ
る。
2. Description of the Related Art Currently, in a 1-bit DA converter, a pulse width modulation (hereinafter referred to as PWM (Pulse Width Modulatio
n)) The device controls the data forming the digital signal representing the instantaneous amplitude level with a plurality of bits, for example, the data output from the noise shaper 71 as shown in FIG. 7, by the PWM device 72 with respect to the center of each sampling period. There is one that modulates into a 1-bit PWM pulse having a different waveform and gives this to a low-pass filter 73 or a class D amplifier to convert it into an analog signal. In the PWM device, the waveform of the PWM pulse is configured to have a symmetrical waveform with respect to the center position of the sampling period in the time axis direction, thereby making it possible to relatively reduce the occurrence of distortion such as a second harmonic. is there.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、PWM
装置にあってもパルス幅が変化することが原因となって
2次高調波等の歪みは生じている。このため、要求され
るスペックが厳しくなると、この歪みを無視できなくな
る。
However, the PWM
Even in the device, the distortion of the second harmonic or the like occurs due to the change of the pulse width. Therefore, if the required specifications become strict, this distortion cannot be ignored.

【0004】この歪みは、隣接するPWMパルス間でパ
ルス幅の変化が大きくなるほど大きなものとなる。従っ
てこの歪みを小さくするためには、信号周波数に対する
標本化周波数を十分高くすることが必要である。しかし
ながら、このように標本化周波数を高くすると、クロッ
クジッタやパルスエッジの歪みに伴う雑音や歪みが増大
してしまうこととなり、また、不要輻射や消費電力の増
大という悪影響も生ずることから、この標本化周波数を
高くすることには限界があり、好ましい解決策とは言え
ない。
This distortion increases as the change in pulse width between adjacent PWM pulses increases. Therefore, in order to reduce this distortion, it is necessary to sufficiently increase the sampling frequency with respect to the signal frequency. However, increasing the sampling frequency in this way increases noise and distortion associated with clock jitter and distortion of pulse edges, and also adversely affects unnecessary radiation and power consumption. There is a limit to increasing the digitization frequency, which is not a preferable solution.

【0005】本発明では、標本化周波数を抑えながら2
次高調波等の雑音の発生を抑えた高品位のPWM装置お
よびこれを備えたDAコンバータを提供することを目的
とする。
In the present invention, the sampling frequency is reduced to 2
An object of the present invention is to provide a high-quality PWM device that suppresses the generation of noise such as second harmonics and a DA converter equipped with the same.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明のパルス幅変調装
置は、第1のデジタル信号を構成する第1のデータを特
定の標本化周波数に従って順次取り込むとともに、所定
の補正式に基づく演算を行って上記第1のデータをその
前後の上記第1のデータに応じて補正して第2のデータ
を生成する補正回路と、上記標本化周波数に従って上記
第2のデータをパルス幅変調してなる第2のデジタル信
号を出力するパルス幅変調回路とを備え、上記補正式は
上記パルス幅変調に起因する再生信号の歪みを抑えるた
めのものであることを特徴とする。
A pulse width modulation apparatus of the present invention sequentially captures first data constituting a first digital signal in accordance with a specific sampling frequency and performs an operation based on a predetermined correction formula. A correction circuit that corrects the first data according to the first data before and after it to generate second data; and a pulse width modulation of the second data according to the sampling frequency. And a pulse width modulation circuit for outputting a digital signal of 2, and the correction formula is for suppressing distortion of a reproduction signal due to the pulse width modulation.

【0007】上記補正式は、各第1のデータでの上記第
1のデジタル信号の第1の傾き及び曲率、各第1のデー
タをそのまま上記パルス幅変調した際の標本化周期に対
するパルス幅の比率に応じて定まるものであることが好
ましい。
The above correction equation is calculated as follows: the first slope and curvature of the first digital signal in each first data, the pulse width with respect to the sampling period when the first data is pulse width modulated as it is. It is preferably determined according to the ratio.

【0008】i番目(iは2以上の整数)の上記第1の
データをXiとし、i番目の上記第1のデータに対する
上記第2のデータをHiとし、上記パルス幅変調の変調
率をk(kは、0<k<1)とし、i番目の上記第1の
データでの上記第1のデジタル信号の傾きをSi=(X
i+1−Xi-1)/2とし、i番目の上記第1のデータでの
上記第1のデジタル信号の曲率をCi=Xi+1−2×Xi
+Xi-1とし、i番目の上記第1のデータをそのまま上
記パルス幅変調した際の上記標本化周期に対するパルス
幅の比率をBi=(k×Xi+1)/2とし、上記第2の
データをHiとし、当該Hiを求める上記補正式を、Hi
=Xi−Bi×(Bi×Ci+Si×Si)/(8×k)と
し、上記補正回路は順次第1、第2のレジスタを備え、
上記標本化周波数に従って上記第1のデータを順次上記
第1、第2のレジスタに取り込むとともに、最新の第1
のデータであるXi+1と上記第1のレジスタから読み出
した1つ前の第1のデータであるXiと上記第2のレジ
スタから読み出した2つ前の第1のデータであるXi-1
とを用いて上記補正式を実行することも好ましい。
The first data of the i-th (i is an integer of 2 or more) is X i , the second data of the first data of the i-th is H i, and the modulation factor of the pulse width modulation is Be k (k is 0 <k <1), and the slope of the first digital signal in the i-th first data is S i = (X
i + 1 -X i-1) / 2 and then, the curvature of the first digital signal at the i-th of said first data C i = X i + 1 -2 × X i
+ X i−1 , the ratio of the pulse width to the sampling period when the i-th first data is directly pulse-width modulated is B i = (k × X i +1) / 2, and the second Is set to H i, and the above correction formula for obtaining the H i is set to H i
= X i −B i × (B i × C i + S i × S i ) / (8 × k), the correction circuit sequentially includes first and second registers,
According to the sampling frequency, the first data is sequentially loaded into the first and second registers, and the latest first data is stored.
X i is the X i + 1 and the first data before the two read from X i and said second register is a first data of the previous read out from said first register is a data -1
It is also preferable to execute the above correction equation using and.

【0009】上記補正回路と上記パルス幅変調回路との
間にノイズシェーパを設けることも好ましい。
It is also preferable to provide a noise shaper between the correction circuit and the pulse width modulation circuit.

【0010】また、本発明のDAコンバータは上記パル
ス幅変調装置を備えることが好ましい。
Further, it is preferable that the DA converter of the present invention includes the above pulse width modulator.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の実施の形態を実施例に基づき詳細に説明する。本発明
の第1の実施例のパルス幅変調装置およびこれを備えた
DAコンバータについて図1を参照しながら説明する。
本例のパルス幅変調(以下、PWM(Pulse Width Modu
lation))装置は、複数ビットで瞬時の振幅レベルを表
すデジタル信号をパルス幅変調するものであり、例え
ば、1ビットDAコンバータのノイズシェーパからのデ
ジタル信号を構成するデータを入力データとして受ける
ものとする。補正回路1は、1つの入力データに対して
そのデータとその前後のデータとを用いた所定の補正式
による補正演算を施して補正出力データを生成するもの
である。補正回路1はそのためにレジスタ2、3及び演
算部4を備える。これらは所定の標本化周波数のサンプ
ルクロックCksに従って動作する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will now be described in detail based on examples with reference to the accompanying drawings. A pulse width modulation apparatus according to a first embodiment of the present invention and a DA converter including the same will be described with reference to FIG.
In this example, pulse width modulation (hereinafter, PWM (Pulse Width Modu
device) is a device for pulse-width modulating a digital signal representing an instantaneous amplitude level with a plurality of bits, and for example, receives data constituting a digital signal from a noise shaper of a 1-bit DA converter as input data. To do. The correction circuit 1 performs correction calculation on one input data by a predetermined correction formula using the data and the data before and after the data to generate correction output data. To this end, the correction circuit 1 includes registers 2 and 3 and a calculation unit 4. These operate according to a sample clock Cks having a predetermined sampling frequency.

【0012】PWM回路5は、補正回路1からの補正出
力データをパルス幅変調してPWMパルスとし、1ビッ
トのデジタル信号に変換するものであり、サンプルクロ
ックCksと、パルス幅を定める所定の動作周波数のP
WMクロックCkpとに従って動作する。
The PWM circuit 5 pulse-width-modulates the correction output data from the correction circuit 1 to convert it into a PWM pulse and converts it into a 1-bit digital signal. The sample clock Cks and a predetermined operation for determining the pulse width are provided. Frequency P
It operates according to the WM clock Ckp.

【0013】ローパスフィルタ(以下、LPF(Low Pa
ss Filter))6はPWM回路5からのPWMパルスを
アナログ信号に変換する。本例のDAコンバータは、補
正回路1、PWM回路5およびLPF6とから構成され
る。
Low-pass filter (hereinafter LPF (Low Pa
ss Filter)) 6 converts the PWM pulse from PWM circuit 5 into an analog signal. The DA converter of this example includes a correction circuit 1, a PWM circuit 5, and an LPF 6.

【0014】次に本例の動作について説明する。補正回
路1は標本化周波数に従って入力データを取り込み、順
次レジスタ2、3に格納する。演算部4は、最新の入力
データXi+1と、レジスタ2に格納されたその1つ前の
入力データXiと、レジスタ3に格納されたその2つ前
の入力データXi-1とを用いて入力データXiを補正して
補正出力データHiを出力する。便宜上Xiはi番目(i
は2以上の整数)の入力データとする。補正出力データ
iは、PWM回路5によってPWMパルスに変調さ
れ、さらにローパスフィルタ6によってアナログ信号に
変換される。PWM回路5においてはパルス幅変調によ
って高調波歪みが発生することとなるが、本例では、補
正回路1において予め高調波歪みを予測し、これを打ち
消すように補正した補正出力データをパルス幅変調する
ので、パルス幅変調に伴なう高調波歪みはこの補正によ
って相殺され、低いレベルに抑えられる。
Next, the operation of this example will be described. The correction circuit 1 takes in the input data according to the sampling frequency and sequentially stores it in the registers 2 and 3. The arithmetic unit 4 receives the latest input data X i + 1 , the previous input data X i stored in the register 2, and the previous input data X i−1 stored in the register 3. Is used to correct the input data X i and output corrected output data H i . For convenience, X i is the i-th (i
Is an integer of 2 or more). The corrected output data H i is modulated into a PWM pulse by the PWM circuit 5 and further converted into an analog signal by the low pass filter 6. In the PWM circuit 5, harmonic distortion is generated by pulse width modulation. In this example, however, the correction circuit 1 predicts the harmonic distortion in advance and corrects the corrected output data so as to cancel the distortion. Therefore, the harmonic distortion caused by the pulse width modulation is canceled by this correction and suppressed to a low level.

【0015】次に演算部4にて実行される補正式の一例
を示す。前提としてPWM回路5におけるi番目の入力
データXiにそのままパルス幅変調を施せば、PWMパ
ルスのパルス幅Tpwmiは次の式で与えられる。Ts
は標本化周期であり、kは0<k<1であり、パルス幅
変調の変調率である。 Tpwmi=Ts×(k×Xi+1)/2
Next, an example of the correction formula executed by the arithmetic unit 4 will be shown. As a premise, if the pulse width modulation is directly applied to the i-th input data X i in the PWM circuit 5, the pulse width Tpwm i of the PWM pulse is given by the following equation. Ts
Is a sampling period, k is 0 <k <1, and is a modulation factor of pulse width modulation. Tpwm i = Ts × (k × X i +1) / 2

【0016】演算部4は次の補正式に基づいて補正出力
データHiを生成する。 Hi=Xi−Bi×(Bi×Ci+Si×Si)/(8×k)
The calculation unit 4 generates the corrected output data H i based on the following correction formula. H i = X i −B i × (B i × C i + S i × S i ) / (8 × k)

【0017】ここで、Biは、i番目の入力データXi
そのままPWM回路5でパルス幅変調した際の標本化周
期に対するパルス幅の比率であり、次の式で与えられ
る。 Bi=(k×Xi+1)/2
Here, B i is the ratio of the pulse width to the sampling period when the i-th input data X i is pulse-width modulated by the PWM circuit 5 as it is, and is given by the following equation. B i = (k × X i +1) / 2

【0018】ここで、Ciは入力データXiにおける入力
されるデジタル信号の曲率を近似したものであり、次の
式で与えられる。 Ci=Xi+1−2×Xi+Xi-1
Here, C i is an approximation of the curvature of the input digital signal in the input data X i , and is given by the following equation. C i = X i + 1 -2 × X i + X i-1

【0019】ここで、Siはi番目の入力データXiにお
ける入力されるデジタル信号の傾きを近似したものであ
り、次の式で与えられる。 Si=(Xi+1−Xi-1)/2
Here, S i is an approximation of the slope of the input digital signal in the i-th input data X i , and is given by the following equation. S i = (X i + 1 −X i-1 ) / 2

【0020】以上の補正式に基づいた補正を行った際の
効果をシミュレーションによって示すと次のようにな
る。標本化周波数を32×44.1kHzとし、図2に
示すように、扱うデジタル信号の振幅レベルが−5/6
〜+5/6の11レベルであり、PWM回路5は各レベ
ルに応じたPWMパルスを、図2及び図3に示すように
標本化周期毎のパルス中心Scに対称なパルスとして出
力するものとし、入力するデジタル信号を周波数5kH
z、振幅レベル0.5の正弦波として再生スペクトルの
シミュレーションを行えば、以上の補正式に表される補
正を行った場合と行わなかった場合の出力スペクトルは
図4に示すようなものとなる。図4のaに示すスペクト
ルは補正を行った場合のものであり、同図のbに示すス
ペクトルは補正を行わなかった場合のものである。同図
に示されるように補正を行わなかった場合−95dBの
2次高調波、−110dBの3次高調波がみられるが、
補正を行った場合、2次、3次高調波はそれぞれ−17
0dB、−190dBに減少しており、高調波を抑える
うえで大きな効果がある。
The effects of performing the correction based on the above correction formula are shown below by simulation. The sampling frequency is 32 × 44.1 kHz, and the amplitude level of the digital signal to be handled is −5/6, as shown in FIG.
There are 11 levels from +5/6 to +5/6, and the PWM circuit 5 outputs a PWM pulse corresponding to each level as a pulse symmetrical to the pulse center Sc for each sampling period, as shown in FIGS. 2 and 3. The frequency of the input digital signal is 5 kHz
If a reproduction spectrum is simulated as a sine wave with z and an amplitude level of 0.5, the output spectrum with and without the correction represented by the above correction formula becomes as shown in FIG. . The spectrum shown in FIG. 4a is for the case where the correction is performed, and the spectrum shown in FIG. 4b is for the case where the correction is not performed. As shown in the figure, when the correction is not performed, the second harmonic of -95 dB and the third harmonic of -110 dB are seen.
When corrected, the second and third harmonics are -17 respectively.
It is reduced to 0 dB and -190 dB, which is a great effect in suppressing harmonics.

【0021】また、入力するデジタル信号を周波数2k
Hz、振幅レベル0.2の正弦波と、周波数5kHz、
振幅レベル0.1の正弦波とからなる2スペクトルの信
号とし、それ以外の条件を図4に示したものと同じもの
として再生スペクトルのシミュレーションを行えば、図
5に示すようになる。図5のa’に示すスペクトルは補
正を行った場合のものであり、同図のb’に示すスペク
トルは補正を行わなかった場合のものである。パルス幅
変調による非線形性のため、混変調が発生し、2kHz
と5kHz以外にも雑音スペクトルが生じている。この
場合でも補正によって著しく雑音スペクトルのレベルが
小さくなっている。
The frequency of the input digital signal is 2k.
Hz, amplitude level 0.2 sine wave, frequency 5 kHz,
FIG. 5 shows a reproduction spectrum simulation with a two-spectrum signal composed of a sine wave having an amplitude level of 0.1 and the other conditions being the same as those shown in FIG. The spectrum indicated by a'in FIG. 5 is the one when the correction is performed, and the spectrum indicated by b'in the same figure is the one when the correction is not performed. Due to non-linearity due to pulse width modulation, cross modulation occurs and 2 kHz
And a noise spectrum is generated other than 5 kHz. Even in this case, the level of the noise spectrum is significantly reduced by the correction.

【0022】以上のように本例のPWM装置およびこれ
を備えたDAコンバータでは、補正回路1によってパル
ス幅変調によって発生する高調波歪みを予め予測し、こ
れを相殺するような補正を行うため、低い標本化周波数
でパルス幅変調を行っても十分な再生品位を得ることが
でき、不要輻射の低減、消費電力の低減に効果がある。
As described above, in the PWM device of the present example and the DA converter equipped with the PWM device, since the harmonic distortion generated by the pulse width modulation is predicted in advance by the correction circuit 1, the correction is performed so as to cancel it. Even if pulse width modulation is performed at a low sampling frequency, sufficient reproduction quality can be obtained, and it is effective in reducing unnecessary radiation and power consumption.

【0023】次に本発明の第2の実施例のPWM装置お
よびこれを備えたDAコンバータについて図6を参照し
ながら説明する。上記第1の実施例ではPWM回路5の
直前に補正回路1を設けたが、本発明はこれに限るもの
ではない。本例のPWM装置およびこれを備えたDAコ
ンバータは、補正回路とPWM回路との間にオーバーサ
ンプリング回路とノイズシェーパとを設けたものであ
る。図6において図1と同じ符号で示した構成は図1の
ものと同様の構成である。本例の補正回路1は所定の標
本化周波数のサンプルクロックCks’に従い、入力デ
ータを取り込むものである。オーバーサンプリング回路
7は、サンプルクロックCks’の数倍から数十倍、例
えば、標本化周波数の32倍の周波数のノイズシェーパ
クロックCknsに従って補正回路1からの補正出力デ
ータをオーバーサンプリングするものである。ノイズシ
ェーパ8はノイズシェーパクロックCknsに従ってオ
ーバーサンプリングされた補正出力データをノイズシェ
ーピングするものである。PWM回路5はパルス幅を定
める所定の周波数のPWMクロックCkp’とノイズシ
ェーパクロックCknsとに従って動作し、ノイズシェ
ーパ8の出力データをPWMする。
Next, a PWM device according to a second embodiment of the present invention and a DA converter including the same will be described with reference to FIG. Although the correction circuit 1 is provided immediately before the PWM circuit 5 in the first embodiment, the present invention is not limited to this. The PWM device of this example and a DA converter including the same are provided with an oversampling circuit and a noise shaper between the correction circuit and the PWM circuit. The configuration shown in FIG. 6 with the same reference numerals as in FIG. 1 is similar to that in FIG. The correction circuit 1 of this example takes in input data in accordance with a sample clock Cks' having a predetermined sampling frequency. The oversampling circuit 7 oversamples the correction output data from the correction circuit 1 in accordance with the noise shaper clock Ckns having a frequency several times to several tens times the sample clock Cks ′, for example, 32 times the sampling frequency. The noise shaper 8 performs noise shaping on the corrected output data oversampled according to the noise shaper clock Ckns. The PWM circuit 5 operates according to a PWM clock Ckp ′ having a predetermined frequency that determines the pulse width and a noise shaper clock Ckns, and PWMs the output data of the noise shaper 8.

【0024】本例においても、補正回路1は上記第1の
実施例と同様に予め高調波歪みを予測し、これを打ち消
すように補正動作するので、パルス幅変調に伴なう高調
波歪みは補正によって相殺され、低いレベルに抑えられ
る。
Also in this example, the correction circuit 1 predicts the harmonic distortion in advance as in the first embodiment and performs a correction operation so as to cancel it, so that the harmonic distortion due to the pulse width modulation is eliminated. It is offset by correction and suppressed to a low level.

【0025】また、本例では、補正回路1とPWM回路
5との間にオーバーサンプリング回路7とノイズシェー
パ8とを設けて補正出力データにノイズシェーピングを
施して補正回路1の補正出力データのレベル数を少なく
してある。PWMパルスを得るためには被変調データの
レベル数に応じてパルス幅を細かく制御するための高い
周波数のPWMクロックを必要とする。このPWMクロ
ックの周波数は、概ね(PWMパルスの繰り返し周波
数)×(被変調データのレベル数+α)となるので、被
変調データのレベル数が多くなるほど高い周波数とな
る。しかしながら、PWMクロックの周波数を高くする
ことは不要輻射の増大や、消費電力の増加を招くことと
なり、実用上むやみに周波数を高くすることはできな
い。そのため本例では、一旦ノイズシェーパを使用して
補正出力データのレベル数を少なくし、これをパルス幅
変調することにより、PWMクロックの周波数を抑え、
不要輻射の増大や、消費電力の増加を抑えている。
Further, in this example, an oversampling circuit 7 and a noise shaper 8 are provided between the correction circuit 1 and the PWM circuit 5 to perform noise shaping on the correction output data to perform the correction output data level of the correction circuit 1. I have reduced the number. In order to obtain the PWM pulse, a PWM clock with a high frequency for finely controlling the pulse width according to the number of levels of the modulated data is required. Since the frequency of this PWM clock is approximately (the repetition frequency of the PWM pulse) × (the number of levels of the modulated data + α), the higher the number of levels of the modulated data, the higher the frequency. However, increasing the frequency of the PWM clock leads to an increase in unnecessary radiation and an increase in power consumption, and the frequency cannot be unnecessarily increased in practical use. Therefore, in this example, the number of levels of the correction output data is once reduced by using the noise shaper, and the pulse width modulation is performed to suppress the frequency of the PWM clock.
It suppresses the increase of unnecessary radiation and power consumption.

【0026】[0026]

【発明の効果】本発明のパルス幅変調装置およびこれを
備えたDAコンバータは、補正回路によってパルス幅変
調に伴う高調波歪みを予め予測し、これを相殺するよう
な補正を第1のデータに施して第2のデータとしたうえ
でこれをパルス幅変調するため、低い標本化周波数でパ
ルス幅変調を行っても十分な再生品位を得ることがで
き、不要輻射の低減、消費電力の低減に効果がある。
In the pulse width modulation device of the present invention and the DA converter equipped with the same, the harmonic distortion associated with the pulse width modulation is predicted in advance by the correction circuit, and a correction for canceling the harmonic distortion is made into the first data. Since the pulse width modulation is performed after applying this as the second data, sufficient reproduction quality can be obtained even if the pulse width modulation is performed at a low sampling frequency, and unnecessary radiation and power consumption are reduced. effective.

【0027】また、一旦ノイズシェーパを使用して補正
回路からの第2のデータのレベル数を少なくし、これを
パルス幅変調することによっては、パルス幅変調回路の
動作周波数を抑え、より効果的に不要輻射の増大や、消
費電力の増加を抑えることが可能となる。
Further, by temporarily using the noise shaper to reduce the number of levels of the second data from the correction circuit and performing pulse width modulation on the second data, the operating frequency of the pulse width modulation circuit can be suppressed to be more effective. Moreover, it is possible to suppress an increase in unnecessary radiation and an increase in power consumption.

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

【図1】本発明の第1の実施例のパルス幅変調装置およ
びDAコンバータの構成を示すブロック図。
FIG. 1 is a block diagram showing the configurations of a pulse width modulation device and a DA converter according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1のPWM回路のPWMパルスを説明する波
形図。
2 is a waveform diagram illustrating a PWM pulse of the PWM circuit of FIG.

【図3】図1のPWM回路のPWMパルスを説明する波
形図。
3 is a waveform diagram illustrating a PWM pulse of the PWM circuit of FIG.

【図4】図1のパルス幅変調装置に1つの正弦波を入力
した場合の再生スペクトルを示す説明図。
4 is an explanatory diagram showing a reproduction spectrum when one sine wave is input to the pulse width modulator of FIG.

【図5】図1のパルス幅変調装置に2つの正弦波を入力
した場合の再生スペクトルを示す説明図。
5 is an explanatory diagram showing a reproduction spectrum when two sine waves are input to the pulse width modulation device of FIG. 1. FIG.

【図6】本発明の第2の実施例のパルス幅変調装置およ
びDAコンバータの構成を示すブロック図。
FIG. 6 is a block diagram showing the configurations of a pulse width modulation device and a DA converter according to a second embodiment of the present invention.

【図7】従来のパルス幅変調装置およびDAコンバータ
を説明するためのブロック図。
FIG. 7 is a block diagram for explaining a conventional pulse width modulator and DA converter.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 補正回路 2 第1のレジスタ(レジスタ) 3 第2のレジスタ(レジスタ) 5 パルス幅変調回路 8 ノイズシェーパ 1 Correction circuit 2 First register (register) 3 Second register (register) 5 Pulse width modulation circuit 8 noise shaper

フロントページの続き (72)発明者 遠山 明 神奈川県茅ヶ崎市甘沼222番地5 Fターム(参考) 5J022 AB08 BA02 CA07 CE08 5J064 AA01 BA01 BB04 BB07 BC04 BC07 BC12 BC15 BC18 BD01Continued front page    (72) Inventor Akira Toyama             222 Amanauma 5 Chigasaki City, Kanagawa Prefecture F term (reference) 5J022 AB08 BA02 CA07 CE08                 5J064 AA01 BA01 BB04 BB07 BC04                       BC07 BC12 BC15 BC18 BD01

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 第1のデジタル信号を構成する第1のデ
ータを特定の標本化周波数に従って順次取り込むととも
に、所定の補正式に基づく演算を行って上記第1のデー
タをその前後の上記第1のデータに応じて補正して第2
のデータを生成する補正回路と、 上記標本化周波数に従って上記第2のデータをパルス幅
変調してなる第2のデジタル信号を出力するパルス幅変
調回路とを備え、上記補正式は上記パルス幅変調に起因
する再生信号の歪みを抑えるためのものであることを特
徴とするパルス幅変調装置。
1. The first data constituting the first digital signal is sequentially taken in according to a specific sampling frequency, and an operation based on a predetermined correction formula is performed to obtain the first data before and after the first data. Corrected according to the data of the second
And a pulse width modulation circuit for outputting a second digital signal obtained by pulse width modulating the second data in accordance with the sampling frequency, and the correction equation is the pulse width modulation. A pulse width modulator for suppressing the distortion of a reproduced signal caused by.
【請求項2】 上記補正式は、各第1のデータでの上記
第1のデジタル信号の傾き及び曲率、各第1のデータを
そのまま上記パルス幅変調した際の標本化周期に対する
パルス幅の比率に応じて定まるものであることを特徴と
する請求項1に記載のパルス幅変調装置。
2. The correction formula is the slope and curvature of the first digital signal in each first data, the ratio of the pulse width to the sampling period when the pulse width modulation is performed on each first data as it is. The pulse width modulation device according to claim 1, wherein the pulse width modulation device is determined according to
【請求項3】 i番目(iは2以上の整数)の上記第1
のデータをXiとし、i番目の上記第1のデータに対す
る上記第2のデータをHiとし、上記パルス幅変調の変
調率をk(kは、0<k<1)とし、i番目の上記第1
のデータでの上記第1のデジタル信号の傾きをSi
(Xi+1−Xi-1)/2とし、i番目の上記第1のデータ
での上記第1のデジタル信号の曲率をCi=Xi+1−2×
i+Xi-1とし、i番目の上記第1のデータをそのまま
上記パルス幅変調した際の上記標本化周期に対するパル
ス幅の比率をBi=(k×Xi+1)/2とし、上記第2
のデータをHiとし、当該Hiを求める上記補正式を、H
i=Xi−Bi×(Bi×Ci+Si×Si)/(8×k)と
し、上記補正回路は順次第1、第2のレジスタを備え、
上記標本化周波数に従って上記第1のデータを順次上記
第1、第2のレジスタに取り込むとともに、最新の第1
のデータであるXi+1と上記第1のレジスタから読み出
した1つ前の第1のデータであるXiと上記第2のレジ
スタから読み出した2つ前の第1のデータであるXi-1
とを用いて上記補正式を実行することを特徴とする請求
項2に記載のパルス幅変調装置。
3. The first of the i-th (i is an integer of 2 or more)
X i , the second data for the i-th first data is H i , the modulation factor of the pulse width modulation is k (k is 0 <k <1), and the i-th data is X i . First above
The slope of the first digital signal in the data of S i =
(X i + 1 −X i−1 ) / 2, and the curvature of the first digital signal in the i-th first data is C i = X i + 1 −2 ×
X i + X i−1 , the ratio of the pulse width to the sampling period when the i-th first data is directly pulse width modulated is B i = (k × X i +1) / 2, and Second
The data as H i, the correction formula for obtaining the H i, H
i = X i −B i × (B i × C i + S i × S i ) / (8 × k), and the correction circuit sequentially includes first and second registers,
According to the sampling frequency, the first data is sequentially loaded into the first and second registers, and the latest first data is stored.
X i is the X i + 1 and the first data before the two read from X i and said second register is a first data of the previous read out from said first register is a data -1
3. The pulse width modulator according to claim 2, wherein the correction formula is executed by using and.
【請求項4】 上記補正回路と上記パルス幅変調回路と
の間にノイズシェーパを設けたことを特徴とする請求項
1に記載のパルス幅変調装置。
4. The pulse width modulator according to claim 1, further comprising a noise shaper provided between the correction circuit and the pulse width modulation circuit.
【請求項5】 上記請求項1乃至4の何れかに記載のパ
ルス幅変調装置を備えたことを特徴とするDAコンバー
タ。
5. A DA converter comprising the pulse width modulation device according to any one of claims 1 to 4.
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