JP2006109294A - Quantization device and quantization method of pwm signal - Google Patents
Quantization device and quantization method of pwm signal Download PDFInfo
- Publication number
- JP2006109294A JP2006109294A JP2004295806A JP2004295806A JP2006109294A JP 2006109294 A JP2006109294 A JP 2006109294A JP 2004295806 A JP2004295806 A JP 2004295806A JP 2004295806 A JP2004295806 A JP 2004295806A JP 2006109294 A JP2006109294 A JP 2006109294A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- signal
- quantization
- circuit
- pwm signal
- delay
- 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
Links
Images
Abstract
Description
本発明はアナログ信号をデジタル値に変換する量子化技術に関し、特に、PWM信号のパルス幅をデジタル値に量子化するための装置及び方法に関する。 The present invention relates to a quantization technique for converting an analog signal into a digital value, and more particularly to an apparatus and method for quantizing a pulse width of a PWM signal into a digital value.
図10(a)は、PWM信号のオン期間(”H”の区間)またはオフ期間(”L”の区間)の時間幅を量子化(デジタル化)する、従来の量子化回路の構成図である。なお、PWM信号とは、一定周期におけるオン(”H”)期間またはオフ(”L”)期間の時間幅をアナログ信号の振幅に応じて変化させた信号である。図10(b)は従来の量子化回路の動作タイミングを説明した図である。図10(b)は、PWM信号の区間Txの時間幅を量子化する例を示している。 FIG. 10A is a configuration diagram of a conventional quantization circuit that quantizes (digitizes) the time width of the ON period ("H" period) or the OFF period ("L" period) of the PWM signal. is there. Note that the PWM signal is a signal obtained by changing the time width of an on (“H”) period or an off (“L”) period in a certain cycle in accordance with the amplitude of an analog signal. FIG. 10B illustrates the operation timing of the conventional quantization circuit. FIG. 10B shows an example in which the time width of the section Tx of the PWM signal is quantized.
従来、このPWM信号の時間幅を量子化(デジタル化)する場合には、PWM信号と、所定の周期を持つ量子化クロックとの論理和(OR演算)をとり、PWM信号の時間幅(Tx)に応じて現れるクロックの数を求めていた(図10(b)参照)。すなわち、ORゲート4にてPWM信号と量子化クロックとの論理和演算を行い、PWM信号の一周期においてORゲート4の出力に現れるクロックパルスの数をカウンタ3にて計数していた。
Conventionally, when the time width of the PWM signal is quantized (digitized), the logical sum (OR operation) of the PWM signal and a quantized clock having a predetermined period is taken to obtain the time width (Tx of the PWM signal). ) To obtain the number of clocks that appear (see FIG. 10B). That is, the
量子化回路5の量子化精度(すなわち、どれくらいまで小さなPWM信号の時間幅変動を検出できるかを示す値)は量子化クロックの周期に反比例する。量子化精度より小さいアナログ値は、量子化の際に切捨てもしくは切り上げされるため、量子化結果には、量子化精度以下の誤差(量子化誤差)が含まれてしまう。以下、量子化誤差について詳細に説明する。 The quantization accuracy of the quantization circuit 5 (that is, a value indicating how small the time width fluctuation of the PWM signal can be detected) is inversely proportional to the cycle of the quantization clock. An analog value smaller than the quantization accuracy is rounded down or rounded up at the time of quantization. Therefore, an error (quantization error) below the quantization accuracy is included in the quantization result. Hereinafter, the quantization error will be described in detail.
図11(a)〜(c)は、PWM信号が“L”の区間(Tx)の時間幅を量子化する際の量子化誤差を説明するための図である。なお、以下の説明では、カウンタ3は量子化クロックの立ち上がりタイミングで計数するものとする。
FIGS. 11A to 11C are diagrams for explaining the quantization error when the time width of the section (Tx) in which the PWM signal is “L” is quantized. In the following description, the
図11(a)を用いて、PWM信号が”H”から“L”になった瞬間、つまり、量子化開始時に生じる量子化誤差について説明する。 With reference to FIG. 11A, a description will be given of the quantization error that occurs at the moment when the PWM signal changes from “H” to “L”, that is, at the start of quantization.
図11(a)中、量子化クロックの一周期の区間ΔTA中においてPWM信号が”H”から”L”になったとする。ΔTAの区間であれば、PWM信号が“L”になるタイミングが、どのタイミングであっても、カウンタ3の出力は変化しない。この場合、量子化を始める際の誤差は、最大で量子化クロックの1周期分となる。
In FIG. 11A, it is assumed that the PWM signal is changed from “H” to “L” during one period ΔTA of the quantization clock. In the period of ΔTA, the output of the
図11(b)、(c)は、PWM信号が”L”から“H”になった瞬間、つまり、量子化終了時に発生する誤差を説明するための図である。図11(b)は、量子化クロックが“H”の区間においてPWM信号が”L”から“H”になる場合を示しており、ΔTBの区間であれば、PWM信号が“H”になるタイミングが、どのタイミングであってもカウンタ3の出力は変更されない(「6」のままである)。また、図11(c)は、量子化クロックの“L”の区間においてPWM信号が“H”になる場合を示しており、ΔTCの区間であれば、PWM信号が“H”になるタイミングが、どのタイミングであってもカウンタ3の出力は変りはない(“7”のままである)。
FIGS. 11B and 11C are diagrams for explaining an error that occurs at the moment when the PWM signal changes from “L” to “H”, that is, at the end of quantization. FIG. 11B shows a case where the PWM signal changes from “L” to “H” in the interval where the quantization clock is “H”, and in the interval of ΔTB, the PWM signal becomes “H”. The output of the
よって、量子化終了時の誤差は、最大で量子化クロックの±0.5周期となる。つまり、図10に示す構成の量子化回路で量子化した場合、量子化結果には、量子化クロックの+1.5〜−0.5周期分の量子化誤差が含まれる可能性がある。 Therefore, the error at the end of quantization is a maximum of ± 0.5 period of the quantization clock. That is, when quantization is performed by the quantization circuit having the configuration illustrated in FIG. 10, the quantization result may include a quantization error corresponding to +1.5 to −0.5 periods of the quantization clock.
また、量子化回路を用いた一例として、デジタルPLL(非特許文献参照)がある。デジタルPLLは、従来からのアナログPLLと比較して、省チップサイズ化、耐ノイズ性、プロセス変更時の置き換えが容易であるなどのメリットがある。
以上のように量子化精度は量子化クロックの周期に反比例するため、量子化精度を上げるためには、量子化クロックの周波数を上昇させることが考えられる。しかし、量子化クロックの周波数を上げると消費電流で不利になってしまう。また、クロックの数をかぞえるカウンタ3の許容動作周波数上限による制約で、量子化クロックの周波数の上限が制限され、量子化精度が上げられない場合もあった。
As described above, since the quantization accuracy is inversely proportional to the cycle of the quantization clock, it is conceivable to increase the frequency of the quantization clock in order to increase the quantization accuracy. However, increasing the frequency of the quantization clock is disadvantageous in terms of current consumption. In addition, there is a case where the upper limit of the frequency of the quantization clock is limited due to the restriction due to the upper limit of the allowable operating frequency of the
また、PLLの重要な特性であるジッタ特性の改善には、PWM信号である位相比較器(PD)の出力信号を量子化する際の分解能(量子化精度)を上げる必要があり、この点においても、量子化回路の量子化精度の向上が望まれる。 Further, in order to improve the jitter characteristic, which is an important characteristic of the PLL, it is necessary to increase the resolution (quantization accuracy) when quantizing the output signal of the phase comparator (PD) which is a PWM signal. However, it is desired to improve the quantization accuracy of the quantization circuit.
本発明は上記課題を解決すべくなされたものであり、その目的とするところは、PWM信号の量子化処理時の量子化精度を向上した量子化装置及び量子化方法を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a quantization apparatus and a quantization method that improve the quantization accuracy during the quantization process of the PWM signal.
本発明に係る量子化装置は、PWM信号を入力し、その入力したPWM信号を時間軸方向に所定数倍した信号を生成する増幅器と、その増幅器からの出力信号を受け、その出力信号のパルス幅を量子化する量子化回路とを備える。 The quantization apparatus according to the present invention receives a PWM signal, generates an amplifier that multiplies the input PWM signal by a predetermined number in the time axis direction, receives an output signal from the amplifier, and outputs a pulse of the output signal. A quantization circuit for quantizing the width.
本発明に係る量子化用増幅器はアナログ信号の時間軸方向の幅を量子化しデジタル信号に変換する量子化回路の前段に配置されて使用される。量子化用増幅器はPWM信号を入力し、その入力したPWM信号を時間軸方向に所定数倍した信号を生成する。 The quantization amplifier according to the present invention is used by being arranged in a preceding stage of a quantization circuit that quantizes the width of an analog signal in the time axis direction and converts it into a digital signal. The quantization amplifier receives a PWM signal and generates a signal obtained by multiplying the input PWM signal by a predetermined number in the time axis direction.
本発明に係る量子化方法は、PWM信号を入力し、入力したPWM信号を時間軸方向に所定数倍した信号を生成するステップと、所定数倍した信号のパルス幅を量子化し、デジタル信号として出力するステップとを含む。 The quantization method according to the present invention includes a step of inputting a PWM signal, generating a signal obtained by multiplying the input PWM signal by a predetermined number in the time axis direction, and quantizing the pulse width of the signal multiplied by the predetermined number to obtain a digital signal. Outputting.
本発明によれば、入力したPWM信号を時間軸方向に増幅した後に量子化回路にて量子化を行うことにより、PWM信号に対する量子化クロックの大きさを相対的に小さくでき、実質的に量子化クロックを小さくしたのと同様に作用し、量子化精度を向上することができる。 According to the present invention, by amplifying the input PWM signal in the time axis direction and then performing quantization by the quantization circuit, the size of the quantization clock with respect to the PWM signal can be relatively reduced, and the quantum signal can be substantially reduced. The quantization accuracy can be improved by acting in the same way as when the quantization clock is reduced.
以下、添付の図面を参照して本発明の量子化装置及び量子化方法の実施の形態を説明する。 Embodiments of a quantization apparatus and a quantization method of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
実施の形態1
(量子化装置の構成)
図1に本発明に係る量子化装置の構成を示す。量子化装置1は、PWM信号を反転するインバータゲート2と、反転されたPWM信号を時間軸方向に増幅する遅延増幅器(量子化用増幅器)16と、時間軸方向に増幅されたPWM信号の量子化を行う量子化回路6と、量子化クロックを生成する発振器7とを含む。
(Configuration of quantizer)
FIG. 1 shows a configuration of a quantization apparatus according to the present invention. The
量子化回路6はORゲート4とカウンタ3とを含む。ORゲート4は遅延増幅器16からの遅延増幅出力信号と、発振器7からの量子化クロックとの論理和を演算する。カウンタ3は、PWM信号の一周期毎に、ORゲート4の出力中に現れるパルスの数をカウントする。
The
遅延増幅器16は量子化精度を向上させるために量子化回路6の前段に配置され、入力したPWM信号を時間軸方向に増幅する機能を有する。すなわち、遅延増幅器16は入力したPWM信号の時間軸方向の幅を所定数倍に拡大する。
The
本実施形態では、遅延増幅器16により元のPWM信号を時間軸方向に所定数倍し、その信号を用いて量子化回路6により量子化を行う。このように、量子化の前段においてPWM信号の時間幅を所定数倍することにより、PWM信号に対する量子化クロックの大きさを相対的に小さくでき、実質的に量子化クロックを小さくしたのと同様の効果が得られるため、量子化精度を向上できる。
In the present embodiment, the original PWM signal is multiplied by a predetermined number in the time axis direction by the
図2に遅延増幅器16の詳細な構成を示す。遅延増幅器16はN段(Nは整数、N=1、2、3…)の回路系を含む。各段の回路系には、信号幅検出回路9、11、13…と、RSラッチ型遅延回路17、18、19…と、遅延チェーン回路10、12、14…とがそれぞれ含まれる。具体的には、第1段目の回路系には、第1の信号幅検出回路9と、第1のRSラッチ型遅延回路17と、第1の遅延チェーン回路10とが含まれる。第2段目の回路系には、第2の信号幅検出回路11と、第2のRSラッチ型遅延回路18と、第2の遅延チェーン回路12とが含まれる。第3段目の回路系には、第3の信号幅検出回路13と、第3のRSラッチ型遅延回路19と、第3の遅延チェーン回路14とが含まれる。なお、図2は、説明の便宜上、3段目までの構成を示している。各段からの出力はNORゲート(加算器)15で連結される。
FIG. 2 shows a detailed configuration of the
信号幅検出回路9、11、13…は、PWM信号のオン区間(”H”区間)またはオフ区間(”L”区間)の時間幅を検出する回路である。RSラッチ型遅延回路17、18、19…は、入力した信号の”H”区間のパルス幅の最小値を保証するための回路である。これらの回路の詳細は後述する。
The signal
遅延チェーン回路10、12、14…は、信号幅検出回路9、11、13…による検出結果に基づき、その検出結果を反映した時間的に連続的な信号を生成する。n段目の遅延チェーン回路は(n−1)個の遅延素子を含む。各遅延素子は遅延時間TDを持つ。例えば、第2の遅延チェーン回路12は1個の遅延素子20を、第3の遅延チェーン回路14は2個の遅延素子20を含む。
The
各段の遅延チェーン回路10、12、14…からの出力及びインバータ2を介して入力したPWM信号はNORゲート15に入力され、それらの信号の論理和が演算され、遅延増幅出力信号として出力される。遅延増幅出力信号は元のPWM信号を時間軸方向に所定倍増幅した信号となっている。
The outputs from the
(信号幅検出回路)
信号幅検出回路9、11、13…の詳細を説明する。信号幅検出回路9、11、13…は、入力されたPWM信号の信号幅(パルス幅)が、遅延素子20の遅延時間TDを基準とし、その何倍であるかを検出している。例えば、第1の信号幅検出回路9は、PWM信号の信号幅が遅延時間TDの1倍以上であることを検出し、第2の信号幅検出回路11は、PWM信号の信号幅が遅延時間TDの2倍以上であることを検出し、第3の信号幅検出回路13はPWM信号の信号幅が遅延時間TDの3倍以上であることを検出する。同様にして、n段目の信号幅検出回路はPWM信号の信号幅が遅延時間TDのn倍以上であることを検出する。
(Signal width detection circuit)
Details of the signal
図4に、信号幅検出回路9、11、13…の具体的な構成を示す。図4に示した信号幅検出回路では、PチャンネルMOSトランジスタとNチャンネルMOSトランジスタのドレイン、ソースを共通接続して1つのスイッチを構成している。このスイッチを2つ用いて、PWM信号に基づき、いずれか一方のスイッチのみをオンさせることで遅延素子20からの信号またはグランド電位を出力するようになっている。これにより、図2に示す信号幅検出回路の構成に用いられている3端子スイッチを実現できる。なお、図5に信号幅検出回路9、11、13…の別の構成を示す。図5では、ANDゲートを用いて信号幅検出回路を構成している。この構成によっても、図4の構成のものと論理的に同様の結果が得られる。
FIG. 4 shows a specific configuration of the signal
(RSラッチ型遅延回路)
RSラッチ型遅延回路17、18、19…の構成、動作の詳細を説明する。
(RS latch type delay circuit)
Details of the configuration and operation of the RS latch
図2に示すように、第1のRSラッチ型遅延回路17はRSラッチ17aと遅延素子20を含む。第2、第3…第nのRSラッチ型遅延回路も同様の構成を有する。図6に、RSラッチ型遅延回路に含まれるRSラッチ回路17aの3つの具体的な構成例を示す。図6(a)はORゲートとANDゲートを組み合わせた例であり、図6(b)は2つのORゲートを組み合わせた例であり、図6(c)は2つのNANDゲートを組み合わせた例を示している。図7に、RSラッチ回路17aの動作タイミングを示す。
As shown in FIG. 2, the first RS latch
図7に示すように、RSラッチ回路17aは、入力Sが“H”となる時間幅が時間TD以下である場合、その時間幅を時間TDと等しい幅に変換して出力する(同図「A」で示す部分参照)。入力Sが“H”となる時間幅が時間TDより大きい場合は、RSラッチ回路17aは入力Sをそのまま出力Yとして出力する(同図「B」で示す部分参照)。
As shown in FIG. 7, when the time width during which the input S is “H” is equal to or less than the time TD, the
RSラッチ回路17aの目的は、図3(i)に示す第3の信号幅検出回路13の出力信号のように、遅延時間TD以下の信号幅を、図3(j)に示すような時間TDの時間幅を持った信号に変換することである。このように変換するのは次の理由による。
The purpose of the
第3の遅延チェーン回路14に遅延時間TD以下の時間幅の信号が入力されると、第3の遅延チェーン回路14の出力と遅延増幅器16の最終出力に、遅延時間TD以下の幅のひげパルスが発生し、後段の量子化回路6が誤動作するおそれがある。これを防止するために、RSラッチ回路17aにより、RSラッチ型遅延回路の出力の最低時間幅を確保している。
When a signal having a time width equal to or shorter than the delay time TD is input to the third
(量子化装置の動作)
図3を参照して、図1に示す量子化装置1の動作を説明する。図3は、遅延増幅器16の動作タイミングを示した図である。ここでは、例として時間軸方向への増幅率は2倍としている。
(Operation of quantizer)
With reference to FIG. 3, the operation of the
今、図3(a)に示すように、3.5×TD分の時間幅を持つPWM信号が入力されたとする。量子化装置1は3.5×TD分の時間幅の区間(Tx)を量子化する。ここで、TDは1つの遅延素子20の遅延時間である。
Assume that a PWM signal having a time width of 3.5 × TD is input as shown in FIG. The
第1の信号幅検出回路9、第2の信号幅検出回路11、第3の信号幅検出回路13、…は、入力されたPWM信号が遅延時間TDの何倍分の時間幅を持っているかを検出している。
The first signal width detection circuit 9, the second signal
各段の信号幅検出回路の出力は次の段の信号幅検出回路に順次入力されるため、図3(b)、(e)、(i)に示すように、各段の信号幅検出回路の出力信号の”H”区間の開始はPWM信号の区間Txの開始を順次遅延させたタイミングとなる。また、各段の信号幅検出回路の出力信号の”H”区間の終了は、PWM信号の区間Txの終了タイミングと一致する。つまり、各段の信号幅検出回路の出力は順次遅延されていき、出力される信号の信号幅は徐々に小さくなる。 Since the output of the signal width detection circuit of each stage is sequentially input to the signal width detection circuit of the next stage, as shown in FIGS. 3B, 3E and 3I, the signal width detection circuit of each stage The start of the “H” section of the output signal is a timing obtained by sequentially delaying the start of the section Tx of the PWM signal. The end of the “H” section of the output signal of the signal width detection circuit at each stage coincides with the end timing of the section Tx of the PWM signal. That is, the output of the signal width detection circuit at each stage is sequentially delayed, and the signal width of the output signal is gradually reduced.
本例では、PWM信号のパルス幅が3.5×TDであるため、第4の信号幅検出回路(図示せず)の出力に、信号幅(”H”の区間)が現れることはない。これは、入力信号であるPWM信号が“H”の区間だけ、第1の信号幅検出回路9、第2の信号幅検出回路11、第3の信号幅検出回路13の順に信号が伝達され、かつ各信号幅検出回路を経由する際に、時間TDだけ信号を遅延させて伝達されるからである。この結果、入力信号であるPWM信号が、第Nの信号幅検出回路(Nは整数値)の出力まで現れた場合、その信号幅は、N×TDから(N+1)×TDの間であると判断できる。本例では、図3(i)に示すように、第3の信号幅検出回路13の出力まで信号(”H”の区間)が現れているため、入力されたPWM信号の幅が3×TDから4×TDの間にあることを検出できる。
In this example, since the pulse width of the PWM signal is 3.5 × TD, the signal width (“H” section) does not appear in the output of the fourth signal width detection circuit (not shown). This is because the signal is transmitted in the order of the first signal width detection circuit 9, the second signal
第1の信号幅検出回路9、第2の信号幅検出回路11、第3の信号幅検出回路13等で検出された信号(図3(b)、(e)、(i)参照)は、第1のRSラッチ型遅延回路17、第2のRSラッチ型遅延回路18、第3のRSラッチ型遅延回路19と、第1の遅延チェーン回路10、第2の遅延チェーン回路12、第3の遅延チェーン回路14とによってそれぞれ時間軸方向に増幅される(図3(d)、(h)、(m)参照)。
The signals detected by the first signal width detection circuit 9, the second signal
図3に示した例では、第3の信号幅検出回路13まで検出された信号は、第3のRSラッチ型遅延回路19を経由して第3の遅延チェーン回路14の出力に現れるまでに、遅延素子を3つ(19b、14a、14b)経由する。また、第3の遅延チェーン回路14の出力は、各遅延素子19b、14a、14bの出力の論理和がとられて得られる。よって、第3の遅延チェーン回路14の出力は、検出された3×TDの時間幅に、3×TD分の遅延が加算されたのと等価な信号になる(図3(m)参照)。
In the example shown in FIG. 3, the signal detected up to the third signal
最終出力である遅延増幅出力信号は、入力信号であるPWM信号と、前述の第1の遅延チェーン回路10、第2の遅延チェーン回路12、第3の遅延チェーン回路14の各出力との論理和をとるため、入力されたPWM信号を時間軸方向へ2倍に増幅したのと等価な信号になる(図3(n)参照)。
The delayed amplified output signal that is the final output is the logical sum of the PWM signal that is the input signal and the outputs of the first
ここで、遅延増幅器16の誤差について考察する。上述のように、上記の量子化装置の信号幅検出回路により、3.5×TDの幅を持つ入力PWM信号の幅が3×TDから4×TDの間であることが検出された。このことは、±0.5×TD分の検出誤差が発生する可能性があることを意味している。さらに、RSラッチ型遅延回路及び遅延チェーン回路にて、信号幅検出回路の出力信号を増幅率(本例では2)倍だけ時間軸方向へ増幅している。つまり、遅延増幅器16の出力には、(±0.5×TD×増幅率)分の誤差が含まれる可能性がある。このことより、上記量子化装置によって高い量子化精度を得るためには、量子化回路6の量子化クロックの周期に対して、遅延増幅器16の誤差{±0.5×TD×増幅率}を十分に小さくすることが必要である。例えば、量子化クロックを100MHz(周期=10nsec)とすると、遅延増幅器16の誤差{±0.5×TD×増幅率}が2nsec未満となるように、遅延時間TD、増幅率を設定する。
Here, the error of the
なお、時間軸方向への増幅率を大きくするには、各段の遅延チェーン回路に含まれる遅延素子の個数を増加させることで対応できる。 Increasing the amplification factor in the time axis direction can be dealt with by increasing the number of delay elements included in each stage delay chain circuit.
また、遅延素子を用いた遅延増幅器16は、半導体プロセスや、電源電圧、温度等の変動に弱いという特性を持っている。この課題を克服するため、図1に示した量子化装置の構成では、遅延素子20と量子化クロックを生成する発振器7のプロセス上の半導体構造(バイポーラまたはCMOS)を共通化している。また、遅延素子20と発振器7の回路特性(CR遅延時間、インバータ遅延時間、回路定数等)が同じになるよう構成されるのが好ましい。
The
また、PWM信号の量子化について述べてきたが、本発明は、量子化回路においてアナログ信号の時間軸方向の幅を量子化する場合であれば、PWM信号に限られず、他のアナログ信号に対しても同様に適用できる。 In addition, although the quantization of the PWM signal has been described, the present invention is not limited to the PWM signal as long as the width of the analog signal in the time axis direction is quantized in the quantization circuit. However, the same applies.
実施の形態2
図8に本発明のPWM信号の量子化装置の別の構成例を示す。本例の量子化装置1bは、図1に示す構成に加えて、第2の量子化回路21と、2つの量子化回路6、21を制御する量子化回路制御回路22とをさらに備える。
FIG. 8 shows another configuration example of the PWM signal quantization apparatus of the present invention. The
図1に示した量子化装置1では、PWM信号のデューティ比と遅延増幅器16の増幅率との大小関係によっては、遅延増幅出力信号を量子化回路6で量子化し終わる前に、次のPWM信号の量子化を開始しなくてはならないことがある。例えば、遅延増幅器16の増幅率がNの場合に、PWM信号のデューティ比が(100/N)%より大きい場合、遅延増幅出力信号を量子化回路6で量子化し終わる前に、次のPWM信号の量子化を開始しなくてはならず、不具合を生じる。
In the
この問題を解決するため、遅延増幅器16の後段の量子化回路を複数にして、各量子化回路に順に量子化を行わせるようにする。制御回路22は、遅延増幅出力信号(またはPWM信号)により量子化を開始すべきタイミング情報を得て、そのタイミングに基づいて量子化回路6、第2の量子化回路21をそれぞれ初期化するための第1の制御信号、第2の制御信号を出力する。これにより、一方の量子化回路が処理中であっても、他方の量子化回路で次のPWM信号の量子化を実行できるため、上記不具合を解消できる。
In order to solve this problem, a plurality of quantization circuits subsequent to the
実施の形態3
上記の各実施形態の量子化装置1、1bをPLLに適用した際の構成を、図9を用いて説明する。PLL100は、位相比較器101、量子化装置103、デジタルフィルタ105、発振器107及び分周器109で構成される。量子化装置101の部分に、図1または図8に示す本発明の量子化装置1、1bを適用している。
A configuration when the
分周期109は発振器107の出力信号の周波数を所定数(N)分の1に分周する。位相比較器101は基準信号REFの周波数と分周器109からの入力信号の周波数とを比較し、その位相差に比例したオン区間(またはオフ区間)を持つPWM信号を出力する。量子化装置103はPWM信号を量子化し、その結果を出力する。デジタルフィルタ105は量子化装置103からの量子化結果を積分してスムージングする。発振器107はデジタルフィルタ105の出力に応じた周波数(基準信号REFの周波数のN倍の周波数)を持つ信号CLKを出力する。
In the
上記PLLは量子化装置101の部分に本発明の量子化装置1、1bを適用しているため、位相比較器の出力信号を量子化する際の分解能(量子化精度)を向上でき、PLLのジッタ特性を改善できる。
Since the above-described PLL applies the
本発明は、アナログ信号の時間軸方向の幅を量子化する際の量子化誤差を低減できるため、例えば、PWM信号の量子化装置に有用である。 The present invention can reduce a quantization error when quantizing the width of the analog signal in the time axis direction, and is useful, for example, for a PWM signal quantization apparatus.
1、1b 量子化装置
3 カウンタ
4 ORゲート
6 量子化回路
9、11、13 信号幅検出回路
10、12、14 遅延チェーン回路
15 NORゲート(加算器)
16 遅延増幅器(量子化用増幅器)
17、18、19 RSラッチ型遅延回路
17a RSラッチ回路
20 遅延素子
21 第2の量子化回路
22 量子化回路の制御回路
26 量子化回路
27 リング発振器
100 PLL
101 位相比較器
103 量子化装置
105 デジタルフィルタ
107 発振器
109 分周期
DESCRIPTION OF
16 Delay amplifier (amplifier for quantization)
17, 18, 19 RS latch
101
Claims (8)
該増幅器からの出力信号を受け、その出力信号のパルス幅を量子化する量子化回路と
を備えたことを特徴とする量子化装置。 An amplifier for inputting a PWM signal and generating a signal obtained by multiplying the inputted PWM signal by a predetermined number in the time axis direction;
A quantization apparatus comprising: a quantization circuit that receives an output signal from the amplifier and quantizes a pulse width of the output signal.
前記制御回路は、前記増幅器へ入力されるPWM信号または前記増幅器からの出力信号に基づいて前記2つの量子化回路を制御する
ことを特徴とする請求項1記載の量子化装置。 And a second quantization circuit that receives the output signal from the amplifier and quantizes the pulse width of the output signal, and a control circuit that controls the two quantization circuits.
2. The quantization apparatus according to claim 1, wherein the control circuit controls the two quantization circuits based on a PWM signal input to the amplifier or an output signal from the amplifier.
ことを特徴とする量子化用増幅器。 Placed in the previous stage of the quantization circuit that quantizes the width of the analog signal in the time axis direction and converts it into a digital signal, inputs a PWM signal, and generates a signal obtained by multiplying the input PWM signal by a predetermined number in the time axis direction Quantization amplifier characterized by.
各段の回路系は、
前記PWM信号のオン期間またはオフ期間の幅を検出する信号幅検出回路と、
該信号幅検出回路により検出された信号幅に比例した幅を持つ信号を生成する遅延チェーン回路とを含み、
前記加算手段は、各段の回路系の出力の論理和を演算することにより前記入力したPWM信号の時間軸方向において所定数倍に増幅された信号を生成する
ことを特徴とする請求項6記載の量子化用増幅器。 A circuit system of a plurality of stages, and an adding means for calculating a logical sum of outputs of the circuit systems of each stage,
The circuit system of each stage is
A signal width detection circuit for detecting a width of an on period or an off period of the PWM signal;
A delay chain circuit that generates a signal having a width proportional to the signal width detected by the signal width detection circuit,
7. The adding means generates a signal amplified by a predetermined number of times in the time axis direction of the inputted PWM signal by calculating a logical sum of outputs of circuit systems at respective stages. Quantization amplifier.
を含むことを特徴とする量子化方法。
A step of inputting a PWM signal, generating a signal obtained by multiplying the input PWM signal by a predetermined number in the time axis direction, and quantizing a pulse width of the signal multiplied by the predetermined number and outputting as a digital signal A quantization method characterized by the following.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004295806A JP2006109294A (en) | 2004-10-08 | 2004-10-08 | Quantization device and quantization method of pwm signal |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004295806A JP2006109294A (en) | 2004-10-08 | 2004-10-08 | Quantization device and quantization method of pwm signal |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006109294A true JP2006109294A (en) | 2006-04-20 |
Family
ID=36378458
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004295806A Pending JP2006109294A (en) | 2004-10-08 | 2004-10-08 | Quantization device and quantization method of pwm signal |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2006109294A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9130551B2 (en) | 2012-07-31 | 2015-09-08 | Denso Corporation | Decoder for decoding PWM code and communications system |
-
2004
- 2004-10-08 JP JP2004295806A patent/JP2006109294A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9130551B2 (en) | 2012-07-31 | 2015-09-08 | Denso Corporation | Decoder for decoding PWM code and communications system |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9300317B2 (en) | Adaptive delay based asynchronous successive approximation analog-to-digital converter | |
US7728754B2 (en) | Integrating analog to digital converter | |
US9285778B1 (en) | Time to digital converter with successive approximation architecture | |
KR101082415B1 (en) | Hierarchical Time to Digital Converter | |
US20160156362A1 (en) | Time-to-digital converter using stochastic phase interpolation | |
KR101212625B1 (en) | Time to digital converter and operating method thereof | |
JP2010130699A (en) | Time-to-digital converter, and digital phase-locked loop | |
KR102005337B1 (en) | Voltage converter | |
US11251797B2 (en) | Time-to-digital converter and phase locked loop | |
US9250612B2 (en) | System and method for a time-to-digital converter | |
US20200174427A1 (en) | Time-to-digital conversion circuitry | |
US20240039543A1 (en) | Apparatus for Digital Representation of Angular Difference | |
JP6371407B2 (en) | Time detection circuit, AD conversion circuit, and solid-state imaging device | |
US20140266837A1 (en) | Redundant delay digital-to-time converter | |
JPWO2012120569A1 (en) | Time difference digital conversion circuit and time difference digital converter having the same | |
JP2008136031A (en) | Semiconductor integrated circuit device | |
US8330630B2 (en) | Phase frequency to digital converter | |
Narku-Tetteh et al. | A 15b, Sub-10ps resolution, low dead time, wide range two-stage TDC | |
US6950375B2 (en) | Multi-phase clock time stamping | |
JP2006109294A (en) | Quantization device and quantization method of pwm signal | |
JP3810437B2 (en) | Monolithic analog-to-digital converter | |
JP2005006471A (en) | Voltage converting circuit, and semiconductor integrated circuit device and mobile terminal equipped with it | |
JP2018186505A (en) | Generation of pulse width modulation signal frequency | |
KR20150144863A (en) | Method and Apparatus for Time Amplifier using Voltage Controlled Delay Line | |
JP2004328448A (en) | Semiconductor integrated circuit device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Effective date: 20061206 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 |