JP2005123713A - System of multi-channel shared resistor-string digital-to-analog converter and output method of same - Google Patents

System of multi-channel shared resistor-string digital-to-analog converter and output method of same Download PDF

Info

Publication number
JP2005123713A
JP2005123713A JP2003353667A JP2003353667A JP2005123713A JP 2005123713 A JP2005123713 A JP 2005123713A JP 2003353667 A JP2003353667 A JP 2003353667A JP 2003353667 A JP2003353667 A JP 2003353667A JP 2005123713 A JP2005123713 A JP 2005123713A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
channel
digital
resistor string
audio output
analog
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2003353667A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Cheng Eric
チョン エリック
Wen-Lung Shieh
シエ ウェン−ルン
Chih-Hung Tseng
ツォン チ−フン
Lu Hipolk
ルウ ヒポルク
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
C Media Electronics Inc
Original Assignee
C Media Electronics Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by C Media Electronics Inc filed Critical C Media Electronics Inc
Priority to JP2003353667A priority Critical patent/JP2005123713A/en
Publication of JP2005123713A publication Critical patent/JP2005123713A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a system of multi-channel shared resistor-string digital-to-analog converters bringing advantages such as reduction in an occupied area and to provide an output method of the converters. <P>SOLUTION: The system of the multi-channel shared resistor-string digital-to-analog converters comprises: the multi-channel shared resistor-string digital-to-analog converters for converting the multi-channel digital audio input to a multi-channel analog audio output; and a plurality of high-order low pass filters for attenuating residue images of the out-of-band noise in the multi-channel analog audio output to reconfigure the multi-channel analog audio output. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、マルチ・チャネル・オーディオ・デジタル／アナログ・コンバータに係り、詳細には、高分解能マルチ・チャネル共有抵抗列(resistor-string)デジタル／アナログ・コンバータのシステム及び該コンバータの出力方法に関する。   The present invention relates to a multi-channel audio digital / analog converter, and more particularly to a high resolution multi-channel resistor-string digital / analog converter system and an output method of the converter.

オーディオのデジタル／アナログ変換の技術分野において、変換レートは一般的に低く、しかしながら、（変換が）正確であることへの要求度は高い。また、オーディオ・アプリケーション仕様への、マルチ・チャネル再生の需要は、従前よりも大きくなっている。したがって、製品競争力（すなわち、低価格）を維持しつつ、（変換が）正確であること、及び、マルチ・チャネル出力性能を有すること、という目的を達成することが求められる。   In the technical field of digital / analog conversion of audio, conversion rates are generally low, however, there is a high demand for (conversion) to be accurate. Also, the demand for multi-channel playback for audio application specifications is greater than before. Therefore, it is required to achieve the objectives of being (conversion) accurate and having multi-channel output performance while maintaining product competitiveness (ie low cost).

（変換の）正確さを求める仕様において最も重要な事項は、ダイナミック・レンジ（ＤＲ）と、信号対雑音及び歪み比（ＳＮＤＲ : signal-to-noise-plus-distortion ratio）と、である。ダイナミック・レンジはデジタル／アナログ・コンバータにおいて生成される雑音として定義され、信号対雑音及び歪み比はコンバータの線形性として示される。デジタル／アナログ・コンバータにはいくつかの種類がある。変換レートにより分類すると２つのデバイス（コンバータ）があり、一方はナイキスト比(Nyquist-rate)コンバータであり、もう一方はオーバー・サンプリング(over-sampled)・コンバータである。   The most important items in the specification for accuracy (conversion) are dynamic range (DR) and signal-to-noise-plus-distortion ratio (SNDR). The dynamic range is defined as the noise generated in the digital / analog converter and the signal to noise and distortion ratio is shown as the linearity of the converter. There are several types of digital / analog converters. When classified by conversion rate, there are two devices (converters), one is a Nyquist-rate converter and the other is an over-sampled converter.

ナイキスト比コンバータにおいて、一般的な実装の一方は、いわゆる抵抗列分圧デジタル／アナログ・コンバータ（resistor string voltage division ＤＡＣｓ : digital-to-analog converters）であり、もう一方は、抵抗列デジタル／アナログ・コンバータである。抵抗列コンバータの主要な欠点は、列抵抗の適合がＶＬＳＩ技術によって制限されることである。列抵抗の抵抗不適合は（製造）プロセスにおけるばらつきにより生じ、抵抗列分圧の正確さにダイレクトに影響する。不適正な分圧は抵抗列デジタル／アナログ・コンバータのＳＮＤＲに悪い影響を与える。したがって、抵抗列デジタル／アナログ・コンバータは高分解能デジタル／アナログ・コンバータではあまり使用されない。   In Nyquist ratio converters, one common implementation is the so-called resistor string voltage division digital / analog converters (DACs) and the other is the resistor string digital / analog converters. It is a converter. A major drawback of resistor column converters is that column resistance adaptation is limited by VLSI technology. Resistance mismatch of the column resistance is caused by variations in the (manufacturing) process and directly affects the accuracy of the resistance column division. Incorrect voltage division adversely affects the SNDR of the resistor string digital / analog converter. Therefore, resistor string digital / analog converters are not often used in high resolution digital / analog converters.

しかしながら、抵抗列デジタル／アナログ・コンバータはいくつかの利点を有している。利点の１つは、デバイス（コンバータ）が高ダイナミック・レンジを提供することができることである。抵抗列デジタル／アナログ・コンバータの雑音源(primary noise source)は、主に抵抗列熱雑音、切替及び出力バッファ熱雑音及び１／ｆ雑音である。したがって、雑音レベルは極めて低く、ダイナミック・レンジの特性は極めてよい。抵抗列デジタル／アナログ・コンバータのさらなる利点は、デバイス（コンバータ）が高速で動作することができるため、これにより、高サンプリング・レート変換アプリケーションの機能を達成することができることである。   However, resistor string digital / analog converters have several advantages. One advantage is that the device (converter) can provide a high dynamic range. The primary noise source of the resistor string digital / analog converter is mainly resistor string thermal noise, switching and output buffer thermal noise and 1 / f noise. Therefore, the noise level is very low and the dynamic range characteristics are very good. A further advantage of the resistor string digital / analog converter is that the device (converter) can operate at high speed, thereby achieving the functionality of high sampling rate conversion applications.

メジャーなオーバー・サンプリング・デジタル／アナログ・コンバータとしてシグマ・デルタ・デジタル／アナログ・コンバータがあり、このデバイス（コンバータ）は市場の多くを占有する。   A major oversampling digital / analog converter is the sigma delta digital / analog converter, which occupies much of the market.

図１は、従来技術における一般的なシングル・チャネル・シグマ・デルタ・デジタル／アナログ・コンバータを示す。入力のバイナリ・ディジットはＮビット・ナイキスト比ＰＣＭデジタル・オーディオ・ソースであってよい（Ｎは１６、１８、２０、又は、２４であってよい）。サンプリング・レートＦN＿ｉｎは、サンプリング・レートをＲ倍に増大するように、補間器１００により補間され、ＲＦN＿ｉｎとされる。ＮビットＲＦN＿ｉｎデータは、シグマ・デルタ・モジュレータ１１０によりＭビット／サンプリングにワード長を低減される。ＭはＮより小さい数値である。プロシージャにおいて生成された量子化雑音はループを介してベースバンドの外側の高周波にシフトされる。 FIG. 1 shows a typical single channel sigma delta digital / analog converter in the prior art. The input binary digit may be an N-bit Nyquist ratio PCM digital audio source (N may be 16, 18, 20, or 24). The sampling rate F N — in is interpolated by the interpolator 100 so as to increase the sampling rate R times to RF N — in. N-bit RF N _in data is reduced word length M bits / sampled by sigma-delta modulator 110. M is a numerical value smaller than N. The quantization noise generated in the procedure is shifted through the loop to high frequencies outside the baseband.

続いて、シグマ・デルタ・モジュレータ１１０のＭビット出力はＭビット・デジタル／アナログ・コンバータにより階段波アナログ信号に変換される。最後に、スイッチ・キャパシタ・ローパス・フィルタ１３０及び連続系ローパス・フィルタ１４０により、階段波アナログ信号の帯域外雑音はフィルタリングされ、これにより、アナログ・オーディオ信号が再構成される。しかしながら、1ビット・シグマ・デルタ・デジタル／アナログ・コンバータは不安定になりやすく、高クロック・レートを発生しやすい。高クロック・レートは、高分解能及び高帯域を要求するデジタル／アナログ・コンバータ・アプリケーションの適用を制限する。   Subsequently, the M-bit output of the sigma-delta modulator 110 is converted into a staircase analog signal by an M-bit digital / analog converter. Finally, the out-of-band noise of the staircase analog signal is filtered by the switch capacitor low-pass filter 130 and the continuous low-pass filter 140, thereby reconstructing the analog audio signal. However, 1-bit sigma delta digital-to-analog converters tend to be unstable and generate high clock rates. The high clock rate limits the application of digital / analog converter applications that require high resolution and high bandwidth.

さらに、オーディオ・アンプにより生成される現象を破壊しないように、雑音を十分低減するように、該雑音を除去するために、デジタル／アナログ・コンバータ出力が高次(high-order)ローパス・フィルタを要するような、シグマ・デルタ・モジュレータ・ステージにおいて、実質的な帯域外量子化雑音が生成される。これにより、混変調(inter-modulation)及び高調波歪み(harmonic distortion)が生じる。これらは、出力品質に重大な影響を与えることが知られている。(ＭＡＳＨ ＤＡＣを含む）マルチ・ビット・シグマ・デルタ・デジタル／アナログ・コンバータは上記不安定性、高クロック・レート発生の問題を解決し、ローパス・フィルタ後に要求されるステージを減らすことができる。   In addition, the digital-to-analog converter output has a high-order low-pass filter to remove the noise so as to reduce it sufficiently so as not to destroy the phenomenon generated by the audio amplifier. Substantial out-of-band quantization noise is generated in the sigma delta modulator stage as required. This creates inter-modulation and harmonic distortion. These are known to have a significant impact on output quality. Multi-bit sigma delta digital / analog converters (including MASH DACs) can solve the above instability and high clock rate generation problems and reduce the stage required after low-pass filtering.

一般に、シグマ・デルタ変調による変調後のマルチ・ビット・シグマ・デルタ・デジタル／アナログ・コンバータのビット数は５ビット以下である。したがって、極めて高レベルの帯域外量子化雑音電力のＳＣＦステージを省くことはできない。低雑音ＳＣＦの設計はシグマ・デルタ・デジタル／アナログ・コンバータの全体的な性能のキーとなる。   Generally, the number of bits of a multi-bit sigma-delta digital / analog converter after modulation by sigma-delta modulation is 5 bits or less. Therefore, the SCF stage with very high level out-of-band quantization noise power cannot be omitted. The low noise SCF design is key to the overall performance of the sigma delta digital / analog converter.

さらに、マルチ・チャネル・アプリケーションにおいて、競争力を増すためにコストを低減する方法が問題となるため、従来のシグマ・デルタ・デジタル／アナログ・コンバータのＳＣＦを使用することは困難である。   Furthermore, it is difficult to use the SCF of a conventional sigma delta digital / analog converter because of the problem of how to reduce costs to increase competitiveness in multi-channel applications.

上記記載した課題を解決するために、本発明は新規なマルチ・チャネル・オーディオ・デジタル／アナログ・コンバータのシステム、及び、該コンバータの方法を提供する。   In order to solve the above-described problems, the present invention provides a novel multi-channel audio digital / analog converter system and method of the converter.

本発明はマルチ・チャネル共有抵抗列デジタル／アナログ・コンバータのシステムを提供する。該システムは、一のサンプリング・レートのマルチ・チャネル・デジタル・オーディオ入力を該入力サンプリング・レートのＲ倍のマルチ・チャネル・デジタル・オーディオ出力に変換する補間器と、短いサンプリング・ワード長及びハイ・パス量子化雑音を有するマルチ・チャネル・デジタル・オーディオ出力になるように、該マルチ・チャネル・デジタル・オーディオ出力を変調するモジュレータと、マルチ・チャネル・デジタル・オーディオ出力をマルチ・チャネル・アナログ・オーディオ出力に変換するマルチ・チャネル共有抵抗列デジタル／アナログ・コンバータと、マルチ・チャネル・アナログ・オーディオ再構成出力を完成するために、該マルチ・チャネル・アナログ・オーディオの帯域外雑音の残存像(image)を減衰する複数のフィルタと、を備える。   The present invention provides a multi-channel shared resistor string digital / analog converter system. The system includes an interpolator that converts a multi-channel digital audio input at one sampling rate into a multi-channel digital audio output that is R times the input sampling rate, a short sampling word length and high A modulator that modulates the multi-channel digital audio output to provide a multi-channel digital audio output with path quantization noise, and a multi-channel digital audio output to the multi-channel analog A multi-channel shared resistor string digital-to-analog converter that converts to an audio output and a residual image of the out-of-band noise of the multi-channel analog audio to complete the multi-channel analog audio reconstruction output ( image) And a filter.

補間器は時分割補間器、モジュレータは時分割シグマ・デルタ・モジュレータ、マルチ・チャネル・アナログ・オーディオ出力はマルチ・チャネル・アナログ階段波出力、複数のフィルタは複数の一次ＲＣフィルタであってよい。マルチ・チャネル共有抵抗列デジタル／アナログ・コンバータは、各々のチャネルが要する電圧レベルを提供する共有抵抗列と、Ｍビット変調デジタル入力信号を受信し、２Mデジタル信号を出力する複数のデコーダと、該共有抵抗列及び複数の該デコーダに接続される複数のスイッチと、選択された電圧レベルを出力する複数のバッファと、を備えている。複数のスイッチの各々は共有抵抗列の電圧レベルの一に対応し、２Mデジタル信号の一は対応するスイッチの一をオンにし、信号を出力する。 The interpolator may be a time division interpolator, the modulator may be a time division sigma delta modulator, the multi channel analog audio output may be a multi channel analog staircase output, and the plurality of filters may be a plurality of primary RC filters. A multi-channel shared resistor string digital / analog converter includes a shared resistor string that provides a voltage level required by each channel, a plurality of decoders that receive an M-bit modulated digital input signal and output a 2 M digital signal; A plurality of switches connected to the shared resistor string and the plurality of decoders; and a plurality of buffers for outputting a selected voltage level. Each of the plurality of switches corresponds to one of the voltage levels of the shared resistor string, and one of the 2M digital signals turns on one of the corresponding switches and outputs a signal.

マルチ・チャネル共有抵抗列デジタル／アナログ・コンバータのシステムは、一のサンプリング・レートのマルチ・チャネル・デジタル・オーディオ入力を該入力サンプリング・レートのＲ倍のマルチ・チャネル・デジタル・オーディオ出力に変換する時分割補間器と、短いサンプリング・ワード長及びハイ・パス量子化雑音を有するマルチ・チャネル・デジタル・オーディオ出力になるように、該マルチ・チャネル・デジタル・オーディオ出力を変調する時分割シグマ・デルタ・モジュレータと、マルチ・チャネル・デジタル・オーディオ出力をマルチ・チャネル・アナログ・オーディオ出力に変換するマルチ・チャネル共有抵抗列デジタル／アナログ・コンバータと、マルチ・チャネル・アナログ・オーディオ再構成出力を完成するために、該マルチ・チャネル・アナログ・オーディオの帯域外雑音の残存像を減衰する複数の一次ローパス・フィルタと、を備える。   A multi-channel shared resistor string digital / analog converter system converts a multi-channel digital audio input at one sampling rate into a multi-channel digital audio output that is R times the input sampling rate. Time division interpolator and time division sigma delta that modulates the multi channel digital audio output to be a multi channel digital audio output having a short sampling word length and high pass quantization noise Completes a modulator, multi-channel shared resistor string digital-to-analog converter that converts multi-channel digital audio output to multi-channel analog audio output, and multi-channel analog audio reconfiguration output For Comprises a plurality of primary low-pass filter that attenuates the residual image of the multi-channel analog audio-band noise, the.

マルチ・チャネル・アナログ・オーディオ出力はマルチ・チャネル・アナログ階段波出力である。マルチ・チャネル共有抵抗列デジタル／アナログ・コンバータは、チャネルの各々が要する電圧レベルを提供する共有抵抗列と、Ｍビット変調デジタル入力信号を受信し、２Mデジタル信号を出力する複数のデコーダと、該共有抵抗列及び複数の該デコーダに接続される複数のスイッチと、選択された電圧レベルを出力する複数のバッファと、を備えている。複数のスイッチの各々は共有抵抗列の電圧レベルの一に対応し、２Mデジタル信号の一は対応するスイッチの一をオンにし、信号を出力する。 The multi-channel analog audio output is a multi-channel analog staircase output. A multi-channel shared resistor string digital / analog converter includes a shared resistor string that provides a voltage level required by each of the channels, a plurality of decoders that receive an M-bit modulated digital input signal and output a 2 M digital signal; A plurality of switches connected to the shared resistor string and the plurality of decoders; and a plurality of buffers for outputting a selected voltage level. Each of the plurality of switches corresponds to one of the voltage levels of the shared resistor string, and one of the 2M digital signals turns on one of the corresponding switches and outputs a signal.

本発明は、マルチ・チャネル共有抵抗列デジタル／アナログ・コンバータの出力方法を開示する。該方法は、一のサンプリング・レートにおけるマルチ・チャネル・デジタル・オーディオ入力を、補間器により、該入力サンプリング・レートのＲ倍のマルチ・チャネル・デジタル・オーディオ出力に変換し、マルチ・チャネル・デジタル・オーディオ出力が短いサンプリング・ワード長及びハイ・パス量子化雑音を備えるように、前記マルチ・チャネル・デジタル・オーディオ出力を変調し、マルチ・チャネル共有抵抗列デジタル／アナログ・コンバータを使用することにより、前記マルチ・チャネル・デジタル・オーディオ出力をマルチ・チャネル・アナログ・オーディオ出力に変換し、マルチ・チャネル・アナログ・オーディオ再構成出力を完成するために、前記マルチ・チャネル・アナログ・オーディオの帯域外雑音の残存像を減衰する。マルチ・チャネル共有抵抗列デジタル／アナログ・コンバータは、チャネルの各々が要する電圧レベルを提供する共有抵抗列と、Ｍビット変調デジタル入力信号を受信し、２Mデジタル信号を出力する複数のデコーダと、該共有抵抗列及び複数の該デコーダに接続される複数のスイッチと、選択された電圧レベルを出力する複数のバッファと、を備えている。複数のスイッチの各々は共有抵抗列の電圧レベルの一に対応し、２Mデジタル信号の一は対応するスイッチの一をオンにし、信号を出力する。 The present invention discloses an output method of a multi-channel shared resistor string digital / analog converter. The method converts a multi-channel digital audio input at one sampling rate into a multi-channel digital audio output R times the input sampling rate by an interpolator, By modulating the multi-channel digital audio output and using a multi-channel shared resistor string digital / analog converter so that the audio output has a short sampling word length and high pass quantization noise To convert the multi-channel digital audio output to a multi-channel analog audio output and complete the multi-channel analog audio reconstructed output, out of band of the multi-channel analog audio Attenuates residual image of noise That. A multi-channel shared resistor string digital / analog converter includes a shared resistor string that provides a voltage level required by each of the channels, a plurality of decoders that receive an M-bit modulated digital input signal and output a 2 M digital signal; A plurality of switches connected to the shared resistor string and the plurality of decoders; and a plurality of buffers for outputting a selected voltage level. Each of the plurality of switches corresponds to one of the voltage levels of the shared resistor string, and one of the 2M digital signals turns on one of the corresponding switches and outputs a signal.

マルチ・チャネル共有抵抗列デジタル／アナログ・コンバータの出力方法は、補間器を用いて、一のサンプリング・レートにおけるマルチ・チャネル・デジタル・オーディオ入力を、該入力サンプリング・レートのＲ倍のマルチ・チャネル・デジタル・オーディオ出力に変換し、マルチ・チャネル共有抵抗列デジタル／アナログ・コンバータを用いて、マルチ・チャネル・デジタル・オーディオ出力をマルチ・チャネル・アナログ・オーディオ出力に変換し、マルチ・チャネル・アナログ・オーディオ再構成出力を完成するために、複数の低次ローパス・フィルタを用いて、前記マルチ・チャネル・アナログ・オーディオの帯域外雑音の残存像を減衰する。   The output method of the multi-channel shared resistor string digital / analog converter uses an interpolator to convert a multi-channel digital audio input at one sampling rate to a multi-channel R times the input sampling rate. -Convert to digital audio output, convert multi-channel digital audio output to multi-channel analog audio output using multi-channel shared resistor string digital / analog converter, multi-channel analog In order to complete the audio reconstruction output, a plurality of low-order low-pass filters are used to attenuate the residual image of the multi-channel analog audio out-of-band noise.

補間器は時分割補間器、マルチ・チャネル・アナログ・オーディオ出力はマルチ・チャネル・アナログ階段波出力、複数の低次ローパス・フィルタは複数の一次ＲＣフィルタであってよい。マルチ・チャネル共有抵抗列デジタル／アナログ・コンバータは、各々のチャネルが要する電圧レベルを提供する共有抵抗列と、Ｍビット変調デジタル入力信号を受信し、２Mデジタル信号を出力する複数のデコーダと、該共有抵抗列及び複数の該デコーダに接続される複数のスイッチと、選択された電圧レベルを出力する複数のバッファと、を備えている。複数のスイッチの各々は共有抵抗列の電圧レベルの一に対応し、２Mデジタル信号の一は対応するスイッチの一をオンにし、信号を出力する。 The interpolator may be a time division interpolator, the multi-channel analog audio output may be a multi-channel analog staircase output, and the plurality of low-order low-pass filters may be a plurality of first-order RC filters. A multi-channel shared resistor string digital / analog converter includes a shared resistor string that provides a voltage level required by each channel, a plurality of decoders that receive an M-bit modulated digital input signal and output a 2 M digital signal; A plurality of switches connected to the shared resistor string and the plurality of decoders; and a plurality of buffers for outputting a selected voltage level. Each of the plurality of switches corresponds to one of the voltage levels of the shared resistor string, and one of the 2M digital signals turns on one of the corresponding switches and outputs a signal.

本発明は、さらに、異なるマルチ・チャネル共有抵抗列デジタル／アナログ・コンバータの出力方法を提供する。該方法は、マルチ・チャネル共有抵抗列デジタル／アナログ・コンバータを用いて、マルチ・チャネル・デジタル・オーディオ入力をマルチ・チャネル・アナログ・オーディオ出力に変換し、マルチ・チャネル・アナログ・オーディオ再構成出力を完成するために、複数の高次ローパス・フィルタを用いて、前記マルチ・チャネル・アナログ・オーディオの帯域外雑音の残存像を減衰する。   The present invention further provides an output method for different multi-channel shared resistor string digital / analog converters. The method uses a multi-channel shared resistor string digital / analog converter to convert a multi-channel digital audio input to a multi-channel analog audio output, and a multi-channel analog audio reconstruction output. In order to complete the above, a plurality of high-order low-pass filters are used to attenuate a residual image of the out-of-band noise of the multi-channel analog audio.

補間器は時分割補間器、マルチ・チャネル・アナログ・オーディオ出力はマルチ・チャネル・アナログ階段波出力、複数の高次ローパス・フィルタは複数の高次ＲＣフィルタであってよい。マルチ・チャネル共有抵抗列デジタル／アナログ・コンバータは、各々のチャネルが要する電圧レベルを提供する共有抵抗列と、Ｍビット変調デジタル入力信号を受信し、２Mデジタル信号を出力する複数のデコーダと、該共有抵抗列及び複数の該デコーダに接続される複数のスイッチと、選択された電圧レベルを出力する複数のバッファと、を備えている。複数のスイッチの各々は共有抵抗列の電圧レベルの一に対応し、２Mデジタル信号の一は対応するスイッチの一をオンにし、信号を出力する。 The interpolator may be a time division interpolator, the multi-channel analog audio output may be a multi-channel analog staircase output, and the plurality of high-order low-pass filters may be a plurality of high-order RC filters. A multi-channel shared resistor string digital / analog converter includes a shared resistor string that provides a voltage level required by each channel, a plurality of decoders that receive an M-bit modulated digital input signal and output a 2 M digital signal; A plurality of switches connected to the shared resistor string and the plurality of decoders; and a plurality of buffers for outputting a selected voltage level. Each of the plurality of switches corresponds to one of the voltage levels of the shared resistor string, and one of the 2M digital signals turns on one of the corresponding switches and outputs a signal.

本発明の第１の態様のマルチ・チャネル共有抵抗列デジタル／アナログ・コンバータのシステムは、マルチ・チャネル・デジタル・オーディオ入力をマルチ・チャネル・アナログ・オーディオ出力に変換するマルチ・チャネル共有抵抗列デジタル／アナログ・コンバータと、前記マルチ・チャネル・アナログ・オーディオ出力の帯域外雑音の残存像を減衰し、前記マルチ・チャネル・アナログ・オーディオ出力を再構成する、複数の高次ローパス・フィルタと、を備える。   The multi-channel shared resistor string digital / analog converter system of the first aspect of the present invention is a multi-channel shared resistor string digital that converts a multi-channel digital audio input to a multi-channel analog audio output. An analog converter and a plurality of high-order low-pass filters that attenuate residual images of out-of-band noise of the multi-channel analog audio output and reconstruct the multi-channel analog audio output. Prepare.

本発明の第２の態様のマルチ・チャネル共有抵抗列デジタル／アナログ・コンバータのシステムは、入力サンプリング・レートのＲ倍のマルチ・チャネル・デジタル・オーディオ出力に、一のサンプリング・レートのマルチ・チャネル・デジタル・オーディオ入力を変換する補間器と、マルチ・チャネル・アナログ・オーディオ出力にマルチ・チャネル・デジタル・オーディオ入力を変換するマルチ・チャネル共有抵抗列デジタル／アナログ・コンバータと、前記マルチ・チャネル・アナログ・オーディオ出力の帯域外雑音の残存像を減衰し、前記マルチ・チャネル・アナログ・オーディオ出力を再構成する、複数の低次ローパス・フィルタと、を備える。   The system of the multi-channel shared resistor string digital / analog converter according to the second aspect of the present invention provides a multi-channel digital audio output R times the input sampling rate, and a multi-channel with one sampling rate. An interpolator that converts digital audio input; a multi-channel shared resistor string digital / analog converter that converts multi-channel digital audio input to multi-channel analog audio output; and the multi-channel A plurality of low-order low-pass filters that attenuate the residual image of the out-of-band noise of the analog audio output and reconstruct the multi-channel analog audio output.

本発明の第３の態様のマルチ・チャネル共有抵抗列デジタル／アナログ・コンバータの方法は、一のサンプリング・レートにおけるマルチ・チャネル・デジタル・オーディオ入力を、補間器により、前記入力サンプリング・レートのＲ倍のマルチ・チャネル・デジタル・オーディオ出力に変換し、マルチ・チャネル・デジタル・オーディオ出力が短いサンプリング・ワード長とハイ・パス量子化雑音とを備えるように、前記マルチ・チャネル・デジタル・オーディオ出力を変調し、前記マルチ・チャネル・デジタル・オーディオ出力を、マルチ・チャネル共有抵抗列デジタル／アナログ・コンバータを使用することにより、マルチ・チャネル・アナログ・オーディオ出力に変換し、前記マルチ・チャネル・アナログ・オーディオ再構成出力を完成するために、前記マルチ・チャネル・アナログ・オーディオの帯域外雑音の残存像を減衰する。   The method of the multi-channel shared resistor string digital / analog converter according to the third aspect of the present invention provides a multi-channel digital audio input at one sampling rate by means of an interpolator and the R of the input sampling rate. The multi-channel digital audio output so that the multi-channel digital audio output has a short sampling word length and high-pass quantization noise. And converting the multi-channel digital audio output into a multi-channel analog audio output by using a multi-channel shared resistor string digital / analog converter.・ Audio reconstruction output To formed to attenuate the residual image of the multi-channel analog audio-band noise.

本発明の利点は以下の通りである。   The advantages of the present invention are as follows.

１．単一の分圧抵抗列がマルチ・チャネル抵抗列分圧デジタル／アナログ・コンバータにより共有される。これにより、従来よりも占有される領域が低減される。
２．オーバー・サンプリング・レート及びシグマ・デルタ変調技術により、共有される抵抗列の抵抗列数を低減することができる。さらに、高分解能マルチ・チャネル・アプリケーションの分野において抵抗列が共有される場合、配置の問題の複雑さを低減するように抵抗の領域を低減する。
３．オーバー・サンプリング・レートを使用することにより、抵抗列適合の要請が低減される。
４．共有抵抗列及びシグマ・デルタ変調技術の使用により、要される抵抗列数が大幅に低減される。プロセスのばらつきにより生じる不十分な抵抗列分圧精度は、抵抗列各々の領域の増大により克服される。
５．一般的なシグマ・デルタ・デジタル／アナログ・コンバータのスイッチ・キャパシタ・フィルタは、シグマ・デルタ変調技術の高ビット出力により省かれてもよい。
６．低いデジタル・タイム・パルス周波及び共有抵抗列は抵抗列により消費される電力損失を低減することができる。
７．高周波残存像は低次のＲＣフィルタ（例えば、一次ローパスＲＣフィルタ）の使用によりフィルタリングすることができる。 1. A single voltage divider resistor string is shared by the multi-channel resistor string divider digital / analog converter. Thereby, the area occupied rather than before is reduced.
2. Over-sampling rate and sigma-delta modulation techniques can reduce the number of shared resistor strings. In addition, when resistor strings are shared in the field of high resolution multi-channel applications, the area of resistance is reduced to reduce the complexity of placement issues.
3. By using an oversampling rate, the requirement for resistor string matching is reduced.
4). The use of shared resistor strings and sigma delta modulation techniques greatly reduces the number of resistor strings required. Insufficient resistor string division accuracy caused by process variations is overcome by increasing the area of each resistor string.
5). A typical sigma delta digital to analog converter switch capacitor filter may be omitted due to the high bit output of the sigma delta modulation technique.
6). The low digital time pulse frequency and shared resistor string can reduce the power loss consumed by the resistor string.
7). The high frequency residual image can be filtered through the use of a low order RC filter (eg, a first order low pass RC filter).

本発明に関し上記記載した態様及びこれらに付随する多くの利点は、図を参照してなされる以下の詳細な説明でより明らかにされる。   The aspects described above with respect to the present invention and the many attendant advantages thereof will become more apparent in the following detailed description made with reference to the drawings.

図２は、本発明のマルチ・チャネル共有抵抗列デジタル／アナログ・コンバータのシステム・ダイアグラムである。マルチ・チャネル共有抵抗列デジタル／アナログ・コンバータ２００が、マルチ・チャネル・デジタル・オーディオ出力をマルチ・チャネル・アナログ・オーディオ出力へ変換する。実際のアプリケーションでは、共有抵抗列は抵抗数を減らすために複数の抵抗列を使用してもよい。例えば、１６ビット共有抵抗列デジタル／アナログ・コンバータでは、共有抵抗列を２５６の抵抗を含む２の抵抗列に分離してもよい。これにより、抵抗の総数は５１２となる。本発明では、共有抵抗列は単一の抵抗列でなければならない。したがって、マルチ・チャネル抵抗列の実質的な領域を低減することができる。   FIG. 2 is a system diagram of the multi-channel shared resistor string digital / analog converter of the present invention. A multi-channel shared resistor string digital / analog converter 200 converts the multi-channel digital audio output to a multi-channel analog audio output. In practical applications, the shared resistor string may use a plurality of resistor strings to reduce the number of resistors. For example, in a 16-bit shared resistor string digital / analog converter, the shared resistor string may be separated into two resistor strings including 256 resistors. As a result, the total number of resistors is 512. In the present invention, the shared resistor string must be a single resistor string. Therefore, a substantial area of the multi-channel resistor string can be reduced.

さらに、マルチ・チャネル・アナログ・オーディオ出力再構成を行うために、マルチ・チャネル・オーディオ出力の帯域外雑音の残存像を低減するように、複数の高次ローパス・フィルタ２１０が使用される。高次ローパス・フィルタ２１０は高次ＲＣフィルタを含む。   In addition, a plurality of high-order low-pass filters 210 are used to reduce the residual image of out-of-band noise of the multi-channel audio output in order to perform multi-channel analog audio output reconstruction. High order low pass filter 210 includes a high order RC filter.

図３は、本発明のマルチ・チャネル共有抵抗列デジタル／アナログ・コンバータの（図２とは）異なる好ましいシステム・ダイアグラムである。時分割補間器２２０はマルチ・チャネル・デジタル・オーディオ入力を補間するために使用される。マルチ・チャネル・デジタル・オーディオ入力のサンプリング・ワード長は、１６、１８、２０、２２、２４、もしくは、他の高分解能オーディオ規格で要求される数であってよい。マルチ・チャネル・デジタル・オーディオ入力のサンプリング・レートＦN＿ｉｎは、時分割補間器２２０により補間され、入力サンプリング・レートのＲ倍であるマルチ・チャネル・デジタル・オーディオ出力（ＲＦN＿ｉｎ）に変換される。出力サンプリング・ワード長は、入力サンプリング・ワード長よりわずかに長いか、もしくは、等しい。オーバー・サンプリングによりマルチ・チャネル共有抵抗列デジタル／アナログ・コンバータの適合要請のレベルは低減される。 FIG. 3 is a different preferred system diagram (unlike FIG. 2) of the multi-channel shared resistor string digital / analog converter of the present invention. Time division interpolator 220 is used to interpolate multi-channel digital audio inputs. The sampling word length of the multi-channel digital audio input may be 16, 18, 20, 22, 24, or any number required by other high resolution audio standards. The sampling rate F N —in of the multi-channel digital audio input is interpolated by the time division interpolator 220 and converted to a multi-channel digital audio output (RF N —in) that is R times the input sampling rate. Is done. The output sampling word length is slightly longer than or equal to the input sampling word length. Over-sampling reduces the level of compliance requirements for multi-channel shared resistor string digital / analog converters.

マルチ・チャネル共有抵抗列デジタル／アナログ・コンバータ２３０は、マルチ・チャネル・デジタル・オーディオ出力をマルチ・チャネル・アナログ階段波出力に変換する。実際のアプリケーションでは、抵抗数を低減するために、共有抵抗列は複数の抵抗列を含んでもよい。例えば、１６ビット共有抵抗列デジタル／アナログ・コンバータでは、共有抵抗列は抵抗総数が５１２となるように、２５６の抵抗を含む２の抵抗列に分離されてもよい。本発明では、マルチ・チャネル抵抗列デジタル／アナログ・コンバータのマルチ・チャネル抵抗列デジタル／アナログ・コンバータの共有抵抗列は、単一の抵抗列であることが要される。したがって、本発明では、マルチ・チャネル抵抗列の実質的な領域を低減することができる。   The multi-channel shared resistor string digital / analog converter 230 converts the multi-channel digital audio output into a multi-channel analog staircase output. In actual applications, the shared resistor string may include a plurality of resistor strings in order to reduce the number of resistors. For example, in a 16-bit shared resistor string digital / analog converter, the shared resistor string may be separated into two resistor strings including 256 resistors so that the total number of resistors is 512. In the present invention, the shared resistor string of the multi-channel resistor string digital / analog converter of the multi-channel resistor string digital / analog converter is required to be a single resistor string. Therefore, in the present invention, the substantial area of the multi-channel resistor string can be reduced.

さらに、複数の低次ローパス・フィルタ２４０が、マルチ・チャネル・アナログ・オーディオ入力の帯域外雑音の残存像を低減するために使用される。これにより、マルチ・チャネル・アナログ・オーディオ再構成出力の再構成がなされる。低次ローパス・フィルタ２４０は低次ＲＣフィルタを含む。   In addition, a plurality of low order low pass filters 240 are used to reduce the residual image of the out-of-band noise of the multi-channel analog audio input. This reconstructs the multi-channel analog audio reconstructed output. The low order low pass filter 240 includes a low order RC filter.

図４は、本発明のマルチ・チャネル共有抵抗列デジタル／アナログ・コンバータの（図２及び図３とは）異なるシステム・ダイアグラムである。時分割補間器３００はマルチ・チャネル・デジタル・オーディオ入力を補間する。マルチ・チャネル・デジタル・オーディオ入力のサンプリング・ワード長は、１６、１８、２０、２２、２４、もしくは、他の高分解能オーディオ規格に要されるビット数であってよい。マルチ・チャネル・デジタル・オーディオ入力のサンプリング・レートＦN＿ｉｎは、時分割補間器３００により当初の入力サンプリング・レートのＲ倍であるＲＦN＿ｉｎに変換される。出力サンプリング・ワード長は入力サンプリング・ワード長よりわずかに長いか、もしくは、等しくなる。上記記載したように、適合要請は低減される。 FIG. 4 is a different system diagram (unlike FIGS. 2 and 3) of the multi-channel shared resistor string digital / analog converter of the present invention. Time division interpolator 300 interpolates multi-channel digital audio input. The sampling word length of a multi-channel digital audio input may be 16, 18, 20, 22, 24, or the number of bits required for other high resolution audio standards. The sampling rate F N —in of the multi-channel digital audio input is converted by the time division interpolator 300 to RF N —in which is R times the original input sampling rate. The output sampling word length is slightly longer than or equal to the input sampling word length. As described above, conformance requirements are reduced.

マルチ・チャネル・デジタル・オーディオ入力は、時分割補間器３００により補間され、時分割シグマ・デルタ・モジュレータ３１０は、該マルチ・チャネル・デジタル・オーディオ入力をマルチ・チャネル・デジタル・オーディオ出力に変調する。該マルチ・チャネル・デジタル・オーディオ出力は、短いサンプリング・ワード長及びハイ・パス量子化雑音を有する。時分割シグマ・デルタ・モジュレータ３１０は、Ｎビット・サンプリング・レートＲＦN＿ｉｎマルチ・チャネル・デジタル・オーディオ入力を、時分割補間器３００のＭビット・サンプリング・レートＲＦN＿ｉｎマルチ・チャネル・デジタル・オーディオ出力に再量子化する。ＭはＮより小さい数値である。再量子化プロセスにおいて生成された量子化雑音は、ベースバンドにおける低い雑音及び低い高調波歪みを維持するループを介して、高周波に変調されてもよい。 The multi-channel digital audio input is interpolated by a time division interpolator 300, and the time division sigma delta modulator 310 modulates the multi-channel digital audio input into a multi-channel digital audio output. . The multi-channel digital audio output has a short sampling word length and high pass quantization noise. The time division sigma delta modulator 310 receives the N-bit sampling rate RF N —in multi-channel digital audio input and the M-bit sampling rate RF N —in multi-channel digital audio of the time division interpolator 300. Requantize to audio output. M is a numerical value smaller than N. The quantization noise generated in the requantization process may be modulated to high frequencies through a loop that maintains low noise and low harmonic distortion in the baseband.

一般に、シグマ・デルタ・モジュレータの出力ビット数は５ビット以下である。シグマ・デルタ・モジュレータ３１０の出力のビット数は１０〜１４ビットである。シグマ・デルタ・モジュレータ３１０の出力ビット数が１２ビットであるとすると、シグマ・デルタ・モジュレータ３１０の雑音伝達関数は（１−ｚ-1）2である。この場合、シグマ・デルタ・モジュレータ３１０により生成される帯域外量子化雑音電力は、正弦波(sinusoidal)入力電力のフル・スケールに対し、−７１ｄＢ（−６．０２＊１２−１．７６＋３ｄＢ）小さい。例えば、シグマ・デルタ・モジュレータ・ステージの出力が５ビットである、従来のシグマ・デルタ・デジタル／アナログ・コンバータ・モジュレータにより生成される帯域外量子化雑音電力は、略、−２８ｄＢ（−６．０２＊５−１．７６＋３ｄＢ）である。 Generally, the number of output bits of a sigma delta modulator is 5 bits or less. The number of bits of the output of the sigma delta modulator 310 is 10 to 14 bits. If the number of output bits of the sigma delta modulator 310 is 12, the noise transfer function of the sigma delta modulator 310 is (1-z −1 ) 2 . In this case, the out-of-band quantization noise power generated by the sigma delta modulator 310 is −71 dB (−6.02 * 12−1.76 + 3 dB) smaller than the full scale of the sinusoidal input power. . For example, the out-of-band quantization noise power generated by a conventional sigma-delta digital / analog converter modulator with a 5-bit output of the sigma-delta modulator stage is approximately −28 dB (−6. 02 * 5-1.76 + 3 dB).

図５は、従来のシグマ・デルタ・デジタル／アナログ・コンバータと本発明との帯域外量子化雑音の比較ダイアグラムである。実線から水平軸までの領域は、本発明のシグマ・デルタ・モジュレータ３１０により生成される帯域外量子化雑音を示す。同様に、破線から水平軸までの領域は、従来のシグマ・デルタ・デジタル／アナログ・コンバータの出力により生成される帯域外量子化雑音を示す。シグマ・デルタ・モジュレータ３１０は低いサンプリング・ワード長への中間ステージとして本発明に組み込まれている。しかしながら、出力は１０〜１４ビットにいまだ維持されている。したがって、従来のシグマ・デルタ・デジタル／アナログ・コンバータにより要されるＳＣＦステージを省くために、帯域外量子化雑音は極めて低いレベルに保たれる。シグマ・デルタ・モジュレータ３１０は、シグマ・デルタ・モジュレータ３１０の次数(order)及びオーバー・サンプリング・レートを低くするように、いくつかのビットを減じ、時分割関数を提供してもよい。   FIG. 5 is a comparison diagram of out-of-band quantization noise between a conventional sigma-delta digital / analog converter and the present invention. The region from the solid line to the horizontal axis shows the out-of-band quantization noise generated by the sigma delta modulator 310 of the present invention. Similarly, the region from the dashed line to the horizontal axis shows the out-of-band quantization noise generated by the output of a conventional sigma delta digital / analog converter. The sigma delta modulator 310 is incorporated in the present invention as an intermediate stage to a lower sampling word length. However, the output is still maintained at 10-14 bits. Thus, the out-of-band quantization noise is kept at a very low level to eliminate the SCF stage required by conventional sigma delta digital / analog converters. The sigma delta modulator 310 may reduce some bits and provide a time division function to reduce the order and oversampling rate of the sigma delta modulator 310.

マルチ・チャネル共有抵抗列デジタル／アナログ・コンバータ３２０は、シグマ・デルタ・モジュレータ３１０により変調されたマルチ・チャネル・デジタル・オーディオ入力をマルチ・チャネル・アナログ階段波出力に変換することができる（図４）。すなわち、シグマ・デルタ・モジュレータ３１０により変調されるマルチ・チャネル・デジタル・オーディオ入力は、マルチ・チャネル共有抵抗列デジタル／アナログ・コンバータ３２０により、マルチ・チャネル・アナログ階段波出力に変換される。マルチ・チャネル共有抵抗列デジタル／アナログ・コンバータ３２０は、共有抵抗列、複数のデコーダ、複数のスイッチ、及び、複数のバッファを含む。   The multi-channel shared resistor string digital / analog converter 320 can convert the multi-channel digital audio input modulated by the sigma-delta modulator 310 into a multi-channel analog staircase output (FIG. 4). ). That is, the multi-channel digital audio input modulated by the sigma-delta modulator 310 is converted into a multi-channel analog staircase output by the multi-channel shared resistor string digital / analog converter 320. The multi-channel shared resistor string digital / analog converter 320 includes a shared resistor string, a plurality of decoders, a plurality of switches, and a plurality of buffers.

実施形態の一において、シグマ・デルタ・モジュレータ３１０の出力は３ビットであり（実際の出力は１０〜１４ビット）、本発明はｐのチャネル３ビット共有抵抗列デジタル／アナログ・コンバータを使用する（図６）。抵抗５００、５１０、５２０、５３０、５４０、５５０、５６０、５７０は、ｐのチャネル共有抵抗列デジタル／アナログ・コンバータで共有されることができる一連の電圧レベルを出力する。第１のチャネルのデコーダ５８０は変調された３ビット・デジタル入力信号を受信し、８のデジタル信号を出力する。８のデジタル信号の１は対応するスイッチ（参照符号５９０、６００、６１０、６２０、６３０、６４０、６５０、６６０）をオンにする。スイッチをオープンさせるデジタル信号は、共有抵抗列の対応する電圧レベルによりバッファ６７０を介してアナログ階段波を出力する。スイッチ５９０、６００、６１０、６２０、６３０、６４０、６５０、６６０は、例えば、ＭＯＳ、もしくは、ＣＭＯＳスイッチであってよい。   In one embodiment, the output of the sigma delta modulator 310 is 3 bits (actual output is 10-14 bits) and the present invention uses a p channel 3 bit shared resistor string digital / analog converter ( FIG. 6). Resistors 500, 510, 520, 530, 540, 550, 560, 570 output a series of voltage levels that can be shared by the p channel shared resistor string digital to analog converters. The first channel decoder 580 receives the modulated 3-bit digital input signal and outputs eight digital signals. One of the eight digital signals turns on the corresponding switch (reference numerals 590, 600, 610, 620, 630, 640, 650, 660). The digital signal that opens the switch outputs an analog staircase wave through the buffer 670 according to the corresponding voltage level of the shared resistor string. The switches 590, 600, 610, 620, 630, 640, 650, 660 may be, for example, MOS or CMOS switches.

さらに、第ｐチャネルのデコーダ６８０は変調された３ビットデジタル入力信号を受信する。続いて、該デコーダ６８０は、８のデジタル信号を出力する。デジタル信号の１は対応するスイッチ（参照符号６９０、７００、７１０、７２０、７３０、７４０、７５０、７６０）をオンにする。上記記載したように、デジタル信号は共有抵抗列を介して、バッファ７７０を通し、アナログ階段波を出力する。スイッチ６９０、７００、７１０、７２０、７３０、７４０、７５０、７６０は、例えば、ＭＯＳ、もしくは、ＣＭＯＳスイッチであってよい。   Further, the p-th channel decoder 680 receives the modulated 3-bit digital input signal. Subsequently, the decoder 680 outputs eight digital signals. 1 of the digital signal turns on the corresponding switch (reference numerals 690, 700, 710, 720, 730, 740, 750, 760). As described above, the digital signal passes through the shared resistor string, passes through the buffer 770, and outputs an analog staircase wave. The switches 690, 700, 710, 720, 730, 740, 750, and 760 may be, for example, MOS or CMOS switches.

このアプリケーションにおいて、図６の共有抵抗列は抵抗数を低減するために、複数の抵抗列を使用してもよい。例えば、１２ビット共有抵抗列デジタル／アナログ・コンバータにおいて、共有抵抗列は６４の抵抗を含む２の抵抗列に分離されてもよい。抵抗の総数は１２８となる。本発明では、要されるマルチ・チャネル抵抗列デジタル／アナログ・コンバータの共有抵抗列は単一の抵抗列である。明らかに、これによれば、マルチ・チャネル抵抗列の領域が実質的に低減される。さらに、共有抵抗列の領域を広げること、及び、オーバー・サンプリングを採用すること、により、線形性の乏しさが改善される。共有抵抗列の拡張された領域は、プロセスにおける相対的にランダムな幾何学的エラーを低減することにより、抵抗列分圧精度を改善する。さらに、オーバー・サンプリング技術の使用は、抵抗列が広い帯域に不適合であることにより生成される高調波歪みの電力を分散する。これにより、ベースバンドにおけるＴＨＤの性能は改善される。   In this application, the shared resistor string of FIG. 6 may use a plurality of resistor strings to reduce the number of resistors. For example, in a 12-bit shared resistor string digital / analog converter, the shared resistor string may be separated into two resistor strings including 64 resistors. The total number of resistors is 128. In the present invention, the shared resistor string of the required multi-channel resistor string digital / analog converter is a single resistor string. Obviously, this substantially reduces the area of the multi-channel resistor string. Furthermore, the lack of linearity is improved by expanding the area of the shared resistor string and employing oversampling. The expanded region of the shared resistor string improves resistor string voltage dividing accuracy by reducing relatively random geometric errors in the process. In addition, the use of oversampling techniques disperses the power of harmonic distortion generated by the resistor string being incompatible with a wide band. This improves the performance of THD in the baseband.

マルチ・チャネル共有抵抗列デジタル／アナログ・コンバータ３２０を使用することにより、シグマ・デルタ・モジュレータ３１０が１０〜１４ビットの出力を維持するため、帯域外量子化雑音の電力はアナログ階段波出力において極めて低い。したがって、アナログ・オーディオ信号再構成が、複数のサンプリング周波数で像を認めることが要される。像は、マルチ・チャネル共有抵抗列デジタル／アナログ・コンバータ３２０のサンプル・ホールド機能を介して所定のレベルより低くなるようにフィルタリングされる（図７）。例えば、４８ｋＨｚデジタル・オーディオのベースバンド帯域幅が０〜２０ｋＨｚである場合、異なるオーバー・サンプリング・レートにおけるサンプル・ホールド機能による像の最小減衰は、オーバー・サンプリング・レートが３２であるとき、３７．６０ｄBである。   By using a multi-channel shared resistor string digital / analog converter 320, the sigma delta modulator 310 maintains a 10-14 bit output, so the power of out-of-band quantization noise is extremely high at the analog staircase output. Low. Therefore, analog audio signal reconstruction is required to recognize images at multiple sampling frequencies. The image is filtered to be below a predetermined level via the sample and hold function of the multi-channel shared resistor string digital / analog converter 320 (FIG. 7). For example, if the baseband bandwidth of 48 kHz digital audio is 0-20 kHz, the minimum image attenuation due to the sample and hold function at different oversampling rates is 37. 60 dB.

Figure 2005123713
Figure 2005123713

最後に、チャネル各々のアナログ階段波出力は残存像をさらに減衰するために、低次ＲＣフィルタ３３０により処理される（図４）。例えば、低次ＲＣフィルタ３３０は、一次ＲＣフィルタであってよい。十分低いレベルに像をフィルタリングするためのサンプル・ホールド機能を介して、破壊モードに入るバック・レベルを避けるためには、極めて高いオーバー・サンプリング・レートが要される。それゆえ、サンプル・ホールド機能により十分低いレベルに残存像をフィルタリングする低次ローパス・フィルタを使用することが要される。ベースバンドから離れている像を分離するために、オーバー・サンプリング・レートが高いならば、シンプルなＲＣフィルタを使用してもよい。実施形態の一においては、３２のオーバー・サンプリング・レートと（４８ｋＨｚで−３ｄＢの）一次ＲＣフィルタとが、４８ｋＨｚデジタル・オーディオにより、使用される。像の最小減衰は６７．７０ｄBである。明らかに、マルチ・チャネル共有抵抗列デジタル／アナログ・コンバータ３２０のサンプル・ホールド機能を使用することにより像をフィルタリングすることができる。   Finally, the analog staircase output of each channel is processed by the low order RC filter 330 to further attenuate the residual image (FIG. 4). For example, the low order RC filter 330 may be a primary RC filter. A very high over-sampling rate is required to avoid the back level entering the destructive mode through the sample and hold function to filter the image to a sufficiently low level. Therefore, it is necessary to use a low-order low-pass filter that filters the residual image to a sufficiently low level by the sample and hold function. A simple RC filter may be used if the oversampling rate is high to separate images that are far from the baseband. In one embodiment, 32 oversampling rates and a first order RC filter (-3 dB at 48 kHz) are used with 48 kHz digital audio. The minimum attenuation of the image is 67.70 dB. Clearly, the image can be filtered by using the sample and hold function of the multi-channel shared resistor string digital / analog converter 320.

当業者には理解されるように、本発明の上記記載した好ましい実施形態は本発明を例示するものであって、本発明を限定するものではない。本発明の精神及び範囲における様々な変更をカバーすることが意図される。本発明の精神及び範囲は様々な変更及び類似の構成を含むよう、最も広く解釈されるべきである。本発明の好ましい実施形態を例示し、記載したが、本発明の精神及び範囲において、実施形態において様々な変更をすることができる。   As will be appreciated by those skilled in the art, the above-described preferred embodiments of the invention are illustrative of the invention and are not intended to limit the invention. It is intended to cover various changes in the spirit and scope of the present invention. The spirit and scope of the present invention should be construed most broadly to include various modifications and similar arrangements. While preferred embodiments of the invention have been illustrated and described, various changes can be made in the embodiments within the spirit and scope of the invention.

従来技術の一般的なシングル・チャネル・シグマ・デルタ・デジタル／アナログ・コンバータのシステム・ダイアグラムである。1 is a system diagram of a typical single channel sigma delta digital / analog converter of the prior art. 本発明のマルチ・チャネル共有抵抗列デジタル／アナログ・コンバータのシステム・ダイアグラムである。1 is a system diagram of a multi-channel shared resistor string digital / analog converter of the present invention. 本発明のマルチ・チャネル共有抵抗列デジタル／アナログ・コンバータのシステム・ダイアグラムである。1 is a system diagram of a multi-channel shared resistor string digital / analog converter of the present invention. 本発明のマルチ・チャネル共有抵抗列デジタル／アナログ・コンバータのシステム・ダイアグラムである。1 is a system diagram of a multi-channel shared resistor string digital / analog converter of the present invention. 本発明のシグマ・デルタ・モジュレータと、従来のシグマ・デルタ・デジタル／アナログ・コンバータのシグマ・デルタ・モジュレータとの帯域外量子化雑音電力の比較を示す。2 shows a comparison of out-of-band quantization noise power between the sigma delta modulator of the present invention and a sigma delta modulator of a conventional sigma delta digital / analog converter. 本発明のマルチ・チャネル共有抵抗列デジタル／アナログ・コンバータを示す。1 illustrates a multi-channel shared resistor string digital / analog converter of the present invention. 本発明の複数のオーバー・サンプリング・レートにわたるマルチ・チャネル・アナログ階段波出力の残存像を示す。Fig. 5 shows a residual image of a multi-channel analog staircase output over multiple oversampling rates of the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

２００、２３０、３２０ マルチ・チャネル共有抵抗列デジタル／アナログ・コンバータ
２１０ 高次ローパス・フィルタ
２２０、３００ 時分割補間器
２４０ 低次ローパス・フィルタ
３１０ 時分割シグマ・デルタ・モジュレータ
３３０ 低次ＲＣフィルタ

200, 230, 320 Multi-channel shared resistor string digital / analog converter 210 High-order low-pass filter 220, 300 Time-division interpolator 240 Low-order low-pass filter 310 Time-division sigma-delta modulator 330 Low-order RC filter

Claims (7)

マルチ・チャネル・デジタル・オーディオ入力をマルチ・チャネル・アナログ・オーディオ出力に変換するマルチ・チャネル共有抵抗列デジタル／アナログ・コンバータと、
前記マルチ・チャネル・アナログ・オーディオ出力の帯域外雑音の残存像を減衰し、該マルチ・チャネル・アナログ・オーディオ出力を再構成する、複数の高次ローパス・フィルタと、
を備えるマルチ・チャネル共有抵抗列デジタル／アナログ・コンバータのシステム。 A multi-channel shared resistor string digital-to-analog converter that converts multi-channel digital audio input to multi-channel analog audio output;
A plurality of high-order low-pass filters that attenuate residual images of out-of-band noise of the multi-channel analog audio output and reconstruct the multi-channel analog audio output;
A multi-channel shared resistor string digital / analog converter system comprising: 前記マルチ・チャネル・アナログ・オーディオ出力はマルチ・チャネル・アナログ階段波出力を含み、
複数の前記高次ローパス・フィルタは複数の高次ＲＣフィルタを含む、
請求項１に記載のシステム。 The multi-channel analog audio output includes a multi-channel analog staircase output;
The plurality of high order low pass filters includes a plurality of high order RC filters.
The system of claim 1. 前記マルチ・チャネル共有抵抗列デジタル／アナログ・コンバータが、
チャネル各々が要する電圧レベルを提供する共有抵抗列と、
Ｍビット変調デジタル入力信号を受信し、２Mデジタル信号を出力する複数のデコーダと、
前記共有抵抗列と複数の前記デコーダとに接続されている複数のスイッチと、
選択された電圧レベルを出力する複数のバッファと、
を備え、
複数の前記スイッチが前記抵抗列の電圧レベルの一に対応し、
前記２Mデジタル信号の一のみが対応する前記スイッチの一をオンにし、信号を出力する、
請求項１に記載のシステム。 The multi-channel shared resistor string digital / analog converter includes:
A shared resistor string providing the voltage level required by each channel;
A plurality of decoders for receiving an M-bit modulated digital input signal and outputting a 2 M digital signal;
A plurality of switches connected to the shared resistor string and the plurality of decoders;
A plurality of buffers for outputting selected voltage levels;
With
A plurality of the switches correspond to one of the voltage levels of the resistor string;
Only one of the 2 M digital signals is turned on and the corresponding one of the switches is turned on.
The system of claim 1. 一のサンプリング・レートのマルチ・チャネル・デジタル・オーディオ入力を、該入力サンプリング・レートのＲ倍のマルチ・チャネル・デジタル・オーディオ出力に変換する補間器と、
マルチ・チャネル・デジタル・オーディオ入力を、マルチ・チャネル・アナログ・オーディオ出力に変換するマルチ・チャネル共有抵抗列デジタル／アナログ・コンバータと、
前記マルチ・チャネル・アナログ・オーディオ出力の帯域外雑音の残存像を減衰し、該マルチ・チャネル・アナログ・オーディオ出力を再構成する、複数の低次ローパス・フィルタと、
を備えるマルチ・チャネル共有抵抗列デジタル／アナログ・コンバータのシステム。 An interpolator that converts a multi-channel digital audio input at one sampling rate into a multi-channel digital audio output that is R times the input sampling rate;
A multi-channel shared resistor string digital-to-analog converter that converts multi-channel digital audio input to multi-channel analog audio output;
A plurality of low-order low-pass filters that attenuate a residual image of out-of-band noise of the multi-channel analog audio output and reconstruct the multi-channel analog audio output;
A multi-channel shared resistor string digital / analog converter system comprising: 前記補間器は時分割補間器であり、
前記マルチ・チャネル・アナログ・オーディオ出力は、マルチ・チャネル・アナログ階段波出力であり、
複数の前記低次ローパス・フィルタは複数の一次ＲＣフィルタである、
請求項４に記載のシステム。 The interpolator is a time-division interpolator;
The multi-channel analog audio output is a multi-channel analog staircase output,
The plurality of low order low pass filters are a plurality of first order RC filters.
The system according to claim 4. 前記マルチ・チャネル共有抵抗列デジタル／アナログ・コンバータは、
チャネル各々が要する電圧レベルを供給する共有抵抗列と、
Ｍビット変調デジタル入力信号を受信し、２Mデジタル信号を出力する複数のデコーダと、
前記共有抵抗列と複数の前記デコーダとに接続されている複数のスイッチと、
選択された電圧レベルを出力する複数のバッファと、
を備え、
複数の前記スイッチの各々は前記共有抵抗列の一の電圧レベルに対応し、
前記２Mデジタル信号の一のみが対応する前記スイッチの一をオンにし、信号を出力する、
請求項４に記載のシステム。 The multi-channel shared resistor string digital / analog converter is:
A shared resistor string that supplies the voltage level required by each channel;
A plurality of decoders for receiving an M-bit modulated digital input signal and outputting a 2 M digital signal;
A plurality of switches connected to the shared resistor string and the plurality of decoders;
A plurality of buffers for outputting selected voltage levels;
With
Each of the plurality of switches corresponds to one voltage level of the shared resistor string;
Only one of the 2 M digital signals is turned on and the corresponding one of the switches is turned on.
The system according to claim 4. 一のサンプリング・レートにおけるマルチ・チャネル・デジタル・オーディオ入力を、補間器により、前記入力サンプリング・レートのＲ倍のマルチ・チャネル・デジタル・オーディオ出力に変換し、
マルチ・チャネル・デジタル・オーディオ出力が短いサンプリング・ワード長及びハイ・パス量子化雑音を備えるように、該マルチ・チャネル・デジタル・オーディオ出力を変調し、
マルチ・チャネル共有抵抗列デジタル／アナログ・コンバータを使用することにより、前記マルチ・チャネル・デジタル・オーディオ出力を、マルチ・チャネル・アナログ・オーディオ出力に変換し、
前記マルチ・チャネル・アナログ・オーディオ再構成出力を完成するために、前記マルチ・チャネル・アナログ・オーディオ出力の帯域外雑音の残存像を減衰する、
マルチ・チャネル共有抵抗列デジタル／アナログ・コンバータの出力方法。

A multi-channel digital audio input at one sampling rate is converted into a multi-channel digital audio output R times the input sampling rate by an interpolator;
Modulating the multi-channel digital audio output such that the multi-channel digital audio output has a short sampling word length and high pass quantization noise;
By using a multi-channel shared resistor string digital / analog converter, the multi-channel digital audio output is converted into a multi-channel analog audio output,
Attenuating the residual image of out-of-band noise of the multi-channel analog audio output to complete the multi-channel analog audio reconstruction output;
Multi-channel shared resistor string digital / analog converter output method.

JP2003353667A 2003-10-14 2003-10-14 System of multi-channel shared resistor-string digital-to-analog converter and output method of same Pending JP2005123713A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003353667A JP2005123713A (en) 2003-10-14 2003-10-14 System of multi-channel shared resistor-string digital-to-analog converter and output method of same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003353667A JP2005123713A (en) 2003-10-14 2003-10-14 System of multi-channel shared resistor-string digital-to-analog converter and output method of same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2005123713A true JP2005123713A (en) 2005-05-12

Family

ID=34611891

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003353667A Pending JP2005123713A (en) 2003-10-14 2003-10-14 System of multi-channel shared resistor-string digital-to-analog converter and output method of same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2005123713A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN120811304A (en) * 2025-09-12 2025-10-17 广州市迪士普音响科技有限公司 Parallel constant-voltage digital audio power amplifier and broadcasting system

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN120811304A (en) * 2025-09-12 2025-10-17 广州市迪士普音响科技有限公司 Parallel constant-voltage digital audio power amplifier and broadcasting system
CN120811304B (en) * 2025-09-12 2025-12-30 广州市迪士普音响科技有限公司 Parallel constant-voltage digital audio power amplifier and broadcasting system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6816097B2 (en) System and method for performing digital-to-analog conversion using a sigma-delta modulator
US6081218A (en) Five-level switched-capacitor DAC, method of operation thereof and sigma-delta converter employing the same
US5512897A (en) Variable sample rate DAC
Kwan et al. A stereo multibit/spl Sigma//spl Delta/DAC with asynchronous master-clock interface
CN214337891U (en) Electronic circuit and sigma-delta analog-to-digital converter circuit
US6441761B1 (en) High speed, high resolution digital-to-analog converter with off-line sigma delta conversion and storage
JPH04229723A (en) Sigma-delta analog/digital converter of high order
JP2009303157A (en) Delta-sigma modulator
KR19990074725A (en) OVERSAMPLING Digital / Analog Converter
US8018363B2 (en) Nonlinear mapping in digital-to-analog and analog-to-digital converters
JP4747199B2 (en) Architecture using digital / analog converter and low-pass filter with continuous time stage and switched capacitor stage
US8570202B2 (en) Digital-to-analog converter implementing hybrid conversion architecture
JPH09289451A (en) Signal processor
JP4331188B2 (en) Digital / analog converter and signal digital / analog conversion method
US6753799B2 (en) Randomizer for sigma-delta-type converter
US6870494B1 (en) System of multi-channel shared resistor-string digital-to-analog converters and method of the same
GB2541861A (en) Digital to analogue conversion
US20020018012A1 (en) Method and apparatus for analog-to-digital converting signal modulated in frequency domain
JP2005123713A (en) System of multi-channel shared resistor-string digital-to-analog converter and output method of same
Kester ADC Architectures IV: Sigma-Delta ADC Advanced Concepts and Applications
CN100502561C (en) Multi-channel Shared Resistor String Digital-to-Analog Converter System and Its Output Method
RoyChowdhury et al. Verilog modeling of 24 bit stereo DAC using multibit SDM
EP4447325A1 (en) Digital to analog converter and audio amplifier associated
TWI228011B (en) System of multi-channel shared resistor-string digital-to-analog converters and method of the same
Finck High performance stereo bit-stream DAC with digital filter

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20050823

A02 Decision of refusal

Effective date: 20060131

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02