JP2008278117A - Offset cancel circuit of digital to analog converter - Google Patents
Offset cancel circuit of digital to analog converter Download PDFInfo
- Publication number
- JP2008278117A JP2008278117A JP2007118153A JP2007118153A JP2008278117A JP 2008278117 A JP2008278117 A JP 2008278117A JP 2007118153 A JP2007118153 A JP 2007118153A JP 2007118153 A JP2007118153 A JP 2007118153A JP 2008278117 A JP2008278117 A JP 2008278117A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- signal
- offset
- digital
- feedback
- digital input
- 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、デジタル/アナログ変換器(以下、DAC[Digital/Analog Converter]と呼ぶ)のオフセットキャンセル回路、及び、これを用いた電気機器に関するものである。 The present invention relates to an offset cancel circuit of a digital / analog converter (hereinafter referred to as DAC [Digital / Analog Converter]), and an electric device using the same.
図5は、DACを備えたオーディオ機器の一従来例を示すブロック図である。 FIG. 5 is a block diagram showing a conventional example of an audio device equipped with a DAC.
本従来例のオーディオ機器は、DAC101と、ハイパスフィルタ(カップリングコンデンサ)102と、スピーカアンプ103と、ライン出力スイッチ104と、バッファアンプ105と、を有して成り、不図示のデジタル音源(CDプレーヤなど)から入力されるデジタル入力信号DIをアナログ出力電圧AOに変換して、スピーカ出力やライン出力を行う構成とされている。
The audio apparatus according to the conventional example includes a
なお、上記構成から成るオーディオ機器において、DAC101で発生するオフセット(無音時におけるアナログ出力電圧AOとバイアス電圧BIASとの乖離)は、ライン出力のオン/オフ切替時に生じるポップ音の原因となったり、スピーカ出力の場合には、無音時の消費電力増大を招くものである。 In the audio apparatus having the above-described configuration, the offset generated by the DAC 101 (the difference between the analog output voltage AO and the bias voltage BIAS when there is no sound) may cause a pop sound generated when the line output is switched on / off. In the case of speaker output, power consumption is increased when there is no sound.
そこで、従来のオーディオ機器では、図5に示すように、DAC101とスピーカアンプ103との間にハイパスフィルタ102を設けたり、ライン出力スイッチ104としてソフトスイッチを用いることで、DAC101のオフセット対策が講じられていた。
Therefore, in the conventional audio equipment, as shown in FIG. 5, offset countermeasures for the
なお、DACのオフセットキャンセルに関連する従来技術の一例として、特許文献1には、送信データに対応し、かつ、帯域制限されたデジタル変調信号波形を生成する波形生成器、該デジタル変調信号波形と補正データの加算出力を差動出力のアナログ信号に変換するアナログフロントエンド、及び、該アナログフロントエンドの差動出力で搬送波を変調する直交変換器を含むデジタル無線通信装置において、非送信時に上記アナログフロントエンドの差動オフセットを検出する電圧比較器と、該電圧比較器で検出された差動オフセットが正のとき負方向に修正し、負のとき正方向に修正する操作を繰り返すことによって、該差動オフセットを低減させる補正データの生成回路と、を具備することを特徴とするデジタル無線通信装置が開示・提案されている。
As an example of conventional technology related to DAC offset cancellation,
また、特許文献2には、サーボアンプに供給される速度指令をデジタル値からアナログ信号に変換するデジタルアナログ変換手段と、該変換されたアナログ信号を増幅する増幅手段と、該増幅され、前記サーボアンプに供給されるアナログ信号のオフセットを変更するオフセット変更手段と、を備え、該オフセット変更手段に設けられた可変抵抗器の抵抗値を変化させることにより、前記オフセットを調整するオフセット調整装置において、前記可変抵抗器として、外部からの制御信号により前記抵抗値が可変自在である制御可変抵抗手段と、前記サーボアンプに供給されるアナログ信号を検出する検出手段と、該検出されたアナログ信号をデジタル値に変換するアナログデジタル変換手段と、該変換されたデジタル値に基づき、前記オフセットが減少するように、前記制御可変抵抗手段に前記制御信号を出力してその抵抗値を変化させる制御手段と、を備えたことを特徴とするオフセット調整装置が開示・提案されている。 Further, Patent Document 2 discloses a digital / analog converting means for converting a speed command supplied to a servo amplifier from a digital value to an analog signal, an amplifying means for amplifying the converted analog signal, and the amplified servo signal. An offset changing unit that changes an offset of an analog signal supplied to an amplifier, and an offset adjusting device that adjusts the offset by changing a resistance value of a variable resistor provided in the offset changing unit. As the variable resistor, a control variable resistance means whose resistance value can be varied by an external control signal, a detection means for detecting an analog signal supplied to the servo amplifier, and the detected analog signal is digitally converted. Analog-to-digital conversion means for converting to a value and the offset based on the converted digital value. As bets are reduced, and a control means for changing the resistance value, the offset adjustment apparatus comprising the disclosed and propose outputs the control signal to the controlled variable resistance means.
また、ソフトスイッチに関連する従来技術の一例として、特許文献3には、NMOSトランジスタとPMOSトランジスタとを並列に接続したアナログスイッチと、前記NMOSトランジスタおよびPMOSトランジスタのゲート電圧を制御して前記アナログスイッチのオン状態とオフ状態の中間状態におけるオン抵抗が繋がるように補完するスイッチ制御回路と、を備えたことを特徴とするソフト切換スイッチが開示・提案されている。
確かに、図5に示した従来構成であれば、DAC101にオフセットが生じていても、先述の問題が顕在化することはない。
Certainly, with the conventional configuration shown in FIG. 5, even if an offset occurs in the
しかしながら、ハイパスフィルタ102を設ける従来構成では、ICにカップリングコンデンサを内蔵或いは外付けしなければならず、チップサイズの増大や端子数の増大を招き、さらには、コストアップを招く原因となっていた。
However, in the conventional configuration in which the high-
また、ライン出力スイッチ104として、ソフトスイッチを用いる従来構成では、回路規模の増大が問題となっていた。
In the conventional configuration using a soft switch as the
一方、トリミング処理によってDAC101のオフセット自体をキャンセルすることも考えられるが、そのためにはトリミング用のヒューズをICに内蔵しなければならず、チップサイズの増大やコストアップを招来するという点では、上記と同様であった。
On the other hand, it is conceivable to cancel the offset of the
なお、特許文献1の従来技術は、差動オフセットをキャンセルする技術であり、本願発明とは、その本質的な構成を異にするものであった。
Note that the prior art of
また、特許文献2の従来技術は、アナログ/デジタル変換回路やマイコンを用いる必要があるため、回路規模の増大やコストアップを招くものであった。 In addition, the prior art of Patent Document 2 requires an analog / digital conversion circuit and a microcomputer, which increases the circuit scale and increases the cost.
本発明は、上記の問題点に鑑み、チップサイズや端子数の増大を招くことなく、デジタル/アナログ変換器のオフセットを適切にキャンセルすることが可能なオフセットキャンセル回路、及び、これを用いた電気機器を提供することを目的とする。 In view of the above problems, the present invention provides an offset cancel circuit capable of appropriately canceling an offset of a digital / analog converter without increasing the chip size or the number of terminals, and an electric circuit using the offset cancel circuit. The purpose is to provide equipment.
上記目的を達成するために、本発明に係るオフセットキャンセル回路は、デジタル入力信号をアナログ出力電圧に変換するデジタル/アナログ変換器のオフセットをキャンセルするオフセットキャンセル回路であって、前記アナログ出力電圧と所定のバイアス電圧とを比較して比較結果信号を生成する比較部と、前記デジタル入力信号と前記比較結果信号に応じて帰還信号を生成する第1演算部と、前記帰還信号を積分して積分結果信号を生成する積分部と、前記積分結果信号に応じて前記デジタル入力信号に帰還をかけ、補正されたデジタル入力信号を前記デジタル/アナログ変換器に出力する第2演算部と、を有して成る構成(第1の構成)とされている。 In order to achieve the above object, an offset cancel circuit according to the present invention is an offset cancel circuit for canceling an offset of a digital / analog converter that converts a digital input signal into an analog output voltage. A comparison unit that compares the bias voltages of the first and second comparators to generate a comparison result signal, a first calculation unit that generates a feedback signal according to the digital input signal and the comparison result signal, and an integration result obtained by integrating the feedback signal An integration unit that generates a signal; and a second operation unit that feeds back the digital input signal in accordance with the integration result signal and outputs the corrected digital input signal to the digital / analog converter. It is set as the structure (1st structure) which consists of.
なお、上記第1の構成から成るオフセットキャンセル回路において、第1演算部は、前記デジタル入力信号に応じて前記比較結果信号の期待値を生成する期待値生成部と、前記比較結果信号の現実値と期待値との差分を取ることで前記帰還信号を生成する帰還信号生成部と、を有して成る構成(第2の構成)にするとよい。 In the offset cancellation circuit having the first configuration, the first calculation unit includes an expected value generation unit that generates an expected value of the comparison result signal according to the digital input signal, and an actual value of the comparison result signal. And a feedback signal generation unit that generates the feedback signal by taking a difference between the expected value and the expected value (second configuration).
また、上記第2の構成から成るオフセットキャンセル回路において、前記期待値生成部は、前記デジタル/アナログ変換器での群遅延分だけ、前記期待値の出力を遅らせる構成(第3の構成)にするとよい。 Further, in the offset cancel circuit having the second configuration, the expected value generation unit is configured to delay the output of the expected value by a group delay in the digital / analog converter (third configuration). Good.
また、上記第2又は第3の構成から成るオフセットキャンセル回路において、前記帰還信号生成部は、前記比較結果信号の現実値と期待値との差分値に前記デジタル入力信号に比例した係数を乗じることで前記帰還信号を生成する構成(第4の構成)にするとよい。 In the offset cancel circuit having the second or third configuration, the feedback signal generation unit may multiply a difference value between an actual value and an expected value of the comparison result signal by a coefficient proportional to the digital input signal. Thus, the configuration for generating the feedback signal (fourth configuration) may be used.
また、上記第1〜第4いずれかの構成から成るオフセットキャンセル回路において、前記積分部は、前記積分結果信号が所定の上限値または下限値を超えないように制限するリミッタ機能を備えて成る構成(第5の構成)にするとよい。 Further, in the offset cancel circuit having any one of the first to fourth configurations, the integration unit includes a limiter function for limiting the integration result signal so as not to exceed a predetermined upper limit value or lower limit value. (Fifth configuration) is preferable.
また、上記第1〜第5いずれかの構成から成るオフセットキャンセル回路は、前記帰還信号に所定の係数を乗じてから前記積分部に出力する帰還量調整部を有して成る構成(第6の構成)にするとよい。 The offset cancel circuit having any one of the first to fifth configurations includes a feedback amount adjustment unit that multiplies the feedback signal by a predetermined coefficient and then outputs the feedback signal to the integration unit (sixth configuration). Configuration).
また、上記第6の構成から成るオフセットキャンセル回路において、所定のキャリブレーション期間中、前記帰還量調整部は、前記帰還信号に乗じる係数を通常より大きく設定する構成(第7の構成)にするとよい。 In the offset cancel circuit having the sixth configuration, the feedback amount adjustment unit may be configured to set a coefficient to be multiplied by the feedback signal to be larger than normal (seventh configuration) during a predetermined calibration period. .
また、上記第1〜第7いずれかの構成から成るオフセットキャンセル回路は、所定のキャリブレーション期間中、前記デジタル入力信号を無信号時のコードとする入力制御部を有して成る構成(第8の構成)にするとよい。 The offset cancel circuit having any one of the first to seventh configurations includes an input control unit that uses the digital input signal as a no-signal code during a predetermined calibration period (eighth). (Configuration).
また、上記第1〜第8いずれかの構成から成るオフセットキャンセル回路は、所定のキャリブレーション期間中、前記アナログ出力電圧の外部出力を禁止する出力制御部を有して成る構成(第9の構成)にするとよい。 The offset cancel circuit having any one of the first to eighth configurations includes an output control unit that prohibits external output of the analog output voltage during a predetermined calibration period (ninth configuration). ).
また、上記第7〜第9いずれかの構成から成るオフセットキャンセル回路において、前記キャリブレーション期間は、回路の起動直後に設定されている構成(第10の構成)にするとよい。 In the offset cancel circuit having any one of the seventh to ninth configurations, the calibration period may be set to a configuration (tenth configuration) set immediately after the circuit is activated.
また、上記第7〜第10いずれかの構成から成るオフセットキャンセル回路において、第1演算部は、前記キャリブレーション期間の経過後、前記デジタル入力信号が無信号時のコード或いはその近傍のコードであるとき、前記帰還信号としてゼロ値を出力する構成(第11の構成)にするとよい。 Further, in the offset cancel circuit having any one of the seventh to tenth configurations, the first calculation unit is a code when the digital input signal is no signal or a code in the vicinity thereof after the calibration period has elapsed. At this time, a configuration (eleventh configuration) for outputting a zero value as the feedback signal may be used.
また、本発明に係る電気機器は、デジタル入力信号をアナログ出力電圧に変換するデジタル/アナログ変換器と、上記第1〜第11いずれかの構成から成るオフセットキャンセル回路と、を有して成る構成(第12の構成)とされている。 An electrical apparatus according to the present invention includes a digital / analog converter that converts a digital input signal into an analog output voltage, and an offset cancellation circuit having any one of the first to eleventh configurations. (Twelfth configuration).
本発明に係るオフセットキャンセル回路、及び、これを用いた電気機器であれば、チップサイズや端子数の増大を招くことなく、デジタル/アナログ変換器のオフセットを適切にキャンセルすることが可能となる。 With the offset cancel circuit according to the present invention and an electric device using the same, it is possible to appropriately cancel the offset of the digital / analog converter without increasing the chip size or the number of terminals.
図1は、DACを備えたオーディオ機器の一実施形態を示すブロック図である。 FIG. 1 is a block diagram illustrating an embodiment of an audio device including a DAC.
図1に示したように、本実施形態のオーディオ機器は、シリアルインターフェイス部1と、×8インターポレータ2と、DAC3と、スピーカアンプ4と、ライン出力スイッチ5と、バッファアンプ6と、比較部7と、第1演算部8と、帰還量調整部9と、積分部10と、第2演算部11と、スピーカ出力スイッチ12と、を有して成る。
As shown in FIG. 1, the audio device according to the present embodiment has a
シリアルインターフェイス部1は、不図示のデジタル音源(CDプレーヤなど)から入力されるシリアル信号(再生音声データ)をパラレル信号に変換し、これを×8インターポレータ2に送出する手段である。なお、本実施形態のシリアルインターフェイス部1には、所定のキャリブレーション期間中、上記のパラレル信号(延いては×8インターポレータ2から送出されるデジタル入力信号DI)を無信号時の中心コードとするミュート機能が具備されているが、当該機能については、後ほど詳細な説明を行う。
The
×8インターポレータ2は、シリアルインターフェイス部1から入力されるパラレル信号に所定のオーバーサンプリング補間処理を施すことで、所望のデジタル入力信号DIを生成する手段である。
The x8 interpolator 2 is means for generating a desired digital input signal DI by performing predetermined oversampling interpolation processing on the parallel signal input from the
DAC3は、×8インターポレータ2から入力されるデジタル入力信号DI(より正確には、第2演算部11を介して入力される補正デジタル入力信号DI’)をアナログ出力電圧AOに変換する手段である。なお、DAC3の変換方式としては、ΔΣ方式など、いかなる変換方式を用いても構わない。
The
スピーカアンプ4は、スピーカ出力スイッチ12を介して入力されるアナログ出力電圧AOを所定の利得で増幅し、その増幅出力を用いてスピーカを駆動する手段である。
The speaker amplifier 4 is means for amplifying the analog output voltage AO input through the
ライン出力スイッチ5は、所定のキャリブレーション期間中、アナログ出力電圧AOのライン出力を禁止する手段(出力制御部)であり、アナログ出力電圧AOと所定のバイアス電圧BIASのいずれか一をライン出力電圧としてバッファアンプ6に選択出力する。
The line output switch 5 is a means (output control unit) for prohibiting line output of the analog output voltage AO during a predetermined calibration period, and either one of the analog output voltage AO and the predetermined bias voltage BIAS is output as the line output voltage. Is selectively output to the
バッファアンプ6は、ライン出力スイッチ5から入力されるライン出力電圧を緩衝増幅して装置外部に出力する手段である。
The
比較器7は、アナログ出力電圧AOと所定のバイアス電圧BIAS(無信号時にDAC3から出力されるべき基準電圧)とを比較して比較結果信号SBOを生成するアナログコンパレータである。なお、本実施形態の比較器7は、反転入力端(−)にアナログ出力電圧AOが印加され、非反転入力端(+)にバイアス電圧(+)が印加される構成とされている。従って、比較結果信号SBOは、アナログ出力電圧AOがバイアス電圧BIASよりも低いときにハイレベル(H)となり、逆に、アナログ出力電圧AOがバイアス電圧BIASよりも高いときにローレベル(L)となる。
The comparator 7 is an analog comparator that compares the analog output voltage AO with a predetermined bias voltage BIAS (a reference voltage to be output from the
第1演算部8は、デジタル入力信号DIと比較結果信号SBOに応じて帰還信号phOを生成する手段であり、期待値生成部8aと、帰還信号生成部8bと、を有して成る。
The
期待値生成部8aは、デジタル入力信号DIに応じて比較結果信号SBOの期待値SBIを生成する手段である。 The expected value generation unit 8a is means for generating an expected value SBI of the comparison result signal SBO according to the digital input signal DI.
なお、本実施形態では、期待値生成部8aとして、デジタル入力信号DIと所定の閾値+ZLV、−ZLV(デジタル入力信号DIが無信号時の中心コード或いはその近傍のコードであるか否かを判定するための上下閾値)とを比較し、3値(ハイレベル(H)/ミドルレベル(M)/ローレベル(L))の期待値SBIを生成するデジタルコンパレータを用いている。 In the present embodiment, the expected value generation unit 8a determines whether the digital input signal DI and predetermined threshold values + ZLV, -ZLV (the digital input signal DI is a center code at the time of no signal or a code in the vicinity thereof. And a digital comparator that generates an expected value SBI of three values (high level (H) / middle level (M) / low level (L)).
また、期待値生成部8aは、DAC3での群遅延分だけ、期待値SBIの出力を遅らせる構成とされている。このような構成とすることにより、帰還信号生成部8bに比較結果信号SBOの現実値が入力されるタイミングと期待値SBIが入力されるタイミングとを一致させることができるので、帰還信号phOを適切に生成することが可能となる。
The expected value generation unit 8a is configured to delay the output of the expected value SBI by the group delay in the
帰還信号生成部8bは、比較結果信号SBOの現実値と期待値SBIとの差分を取ることで帰還信号phOを生成する手段である。
The feedback
なお、上記構成から成る第1演算部8の動作については、後ほど詳細に説明する。
The operation of the
帰還量調整部9は、帰還信号phOに所定の係数Aを乗じてから積分部10に出力する手段である。このような帰還量調整部9を有する構成であれば、係数Aを変化させることで、フィードバック制御の強弱を任意に制御することが可能となる。
The feedback
積分部10は、第1演算部8から入力される帰還信号phO(より正確には、帰還量調整部9を介して入力される調整済みの帰還信号A×phO)を積分して、積分結果信号Σ(A×phO)を生成する手段である。
The
なお、本実施形態の積分部10は、積分結果信号Σ(A×phO)が所定の上限値または下限値を超えないように制限するリミッタ機能を備えて成る。このような構成とすることにより、デジタル入力信号DIに過剰な帰還がかかるのを防止することが可能となる。
Note that the
第2演算部11は、積分結果信号Σ(A×phO)に応じてデジタル入力信号DIに帰還をかけ、補正デジタル入力信号DI’をDAC3に出力する手段(本実施形態ではデジタル減算器)である。
The second arithmetic unit 11 is a means (feedback in this embodiment) that feeds back the digital input signal DI according to the integration result signal Σ (A × phO) and outputs the corrected digital input signal DI ′ to the
スピーカ出力スイッチ12は、DAC3とスピーカアンプ4との間に設けられ、所定のキャリブレーション期間中、アナログ出力電圧AOのスピーカ出力を禁止する手段(出力制御部)である。
The
次に、第1演算部8による帰還信号phOの生成動作について、図2及び図3を参照しながら詳細に説明する。
Next, the operation of generating the feedback signal phO by the first
図2は、帰還信号phOの生成動作を説明するための論理値表であり、デジタル入力信号DI、期待値SBI、比較結果信号SBOの現実値、及び、帰還信号phOの相関関係が示されている。なお、図2では、3種類の帰還信号phO(タイプ1〜タイプ3)が示されているが、ここでは、タイプ1の帰還信号phOが生成される場合を例に挙げて、詳細な説明を行うことにする。
FIG. 2 is a logical value table for explaining the operation of generating the feedback signal phO, showing the correlation among the digital input signal DI, the expected value SBI, the actual value of the comparison result signal SBO, and the feedback signal phO. Yes. In FIG. 2, three types of feedback signals phO (
また、図3(a)、(b)は、それぞれ、帰還信号phOの生成動作を説明するための波形図であり、横軸を時間軸として、図面の上側から順に、デジタル入力信号DI、アナログ出力電圧AO、期待値SBI、比較結果信号SBOの現実値、及び、帰還信号phOの挙動が示されている。なお、図3(a)は、正オフセットが生じている場合を示しており、図3(b)は、負オフセットが生じている場合を示している。 FIGS. 3A and 3B are waveform diagrams for explaining the operation of generating the feedback signal phO, respectively, and the digital input signal DI and analog are sequentially shown from the upper side of the drawing with the horizontal axis as the time axis. The behavior of the output voltage AO, the expected value SBI, the actual value of the comparison result signal SBO, and the feedback signal phO is shown. FIG. 3A shows a case where a positive offset occurs, and FIG. 3B shows a case where a negative offset occurs.
図2に示す通り、デジタル入力信号DIが閾値−ZLV未満であるとき、期待値生成部8aは、アナログ出力電圧AOがバイアス電圧BIASよりも低いであろうと期待し、期待値SBIとしてハイレベル(H)を出力する。このとき、比較結果信号SBOの現実値がハイレベル(H)であれば、帰還信号生成部8bは、帰還信号phO(=SBI(H)−SBO(H))としてゼロ値(0)を出力する。一方、比較結果信号SBOの現実値がローレベル(L)であれば、帰還信号生成部8bは、帰還信号phO(=SBI(H)−SBO(L))としてプラス値(+1)を出力する。
As shown in FIG. 2, when the digital input signal DI is less than the threshold value −ZLV, the expected value generation unit 8a expects the analog output voltage AO to be lower than the bias voltage BIAS, and the expected value SBI is set to the high level (H ) Is output. At this time, if the actual value of the comparison result signal SBO is a high level (H), the
なお、図3(a)に示すように、DAC3に正オフセットが生じている場合には、デジタル入力信号DIが閾値−ZLVを跨ぐタイミングと、アナログ出力電圧AOがバイアス電圧BIASを跨ぐタイミングとの間に、DAC3の正オフセットに応じた誤差期間(比較結果信号SBOの現実値がローレベル(L)で、期待値SBIがハイレベル(H)である期間)が生じ、当該誤差期間にはプラス値(+1)の帰還信号phOが出力される。その結果、デジタル入力信号DIから減算される積分結果信号Σ(A×phO)の値が大きくなるので、DAC3の正オフセットをキャンセルする方向に帰還がかけられる。
As shown in FIG. 3A, when a positive offset occurs in the
また、図2に示すように、デジタル入力信号DIが閾値+ZLVより大きいとき、期待値生成部8aは、アナログ出力電圧AOがバイアス電圧BIASよりも高いであろうと期待し、期待値SBIとしてローレベル(L)を出力する。このとき、比較結果信号SBOの現実値がローレベル(L)であれば、帰還信号生成部8bは、帰還信号phO(=SBI(L)−SBO(L))としてゼロ値(0)を出力する。一方、比較結果信号SBOの現実値がハイレベル(H)であれば、帰還信号生成部8bは、帰還信号phO(=SBI(L)−SBO(H))としてマイナス値(−1)を出力する。
As shown in FIG. 2, when the digital input signal DI is larger than the threshold value + ZLV, the expected value generation unit 8a expects the analog output voltage AO to be higher than the bias voltage BIAS, and the expected value SBI is low level ( L) is output. At this time, if the actual value of the comparison result signal SBO is a low level (L), the
なお、図3(b)に示すように、DAC3に負オフセットが生じている場合には、デジタル入力信号DIが閾値+ZLVを跨ぐタイミングと、アナログ出力電圧AOがバイアス電圧BIASを跨ぐタイミングとの間に、DAC3の負オフセットに応じた誤差期間(比較結果信号SBOの現実値がハイレベル(H)で、期待値SBIがローレベル(L)である期間)が生じ、当該誤差期間にはマイナス値(−1)の帰還信号phOが出力される。その結果、デジタル入力信号DIから減算される積分結果信号Σ(A×phO)の値が小さくなるので、DAC3の負オフセットをキャンセルする方向に帰還がかけられる。
As shown in FIG. 3B, when a negative offset occurs in the
ただし、DAC3に正負いずれのオフセットが生じている場合でも、デジタル入力信号DIの絶対値が十分に大きい範囲では、期待値SBIと比較結果信号SBOの現実値との差分がゼロ値(0)となるため、積分結果信号Σ(A×phO)の値に変化は生じない。
However, even if a positive or negative offset occurs in the
すなわち、本実施形態のオフセットキャンセル回路は、DAC3にオフセットが生じている場合、デジタル入力信号DIのゼロクロスタイミング(デジタル入力信号DIが無信号時の中心コードを跨ぐタイミング)と、アナログ出力電圧AOのゼロクロスタイミング(アナログ出力電圧AOがバイアス電圧BIASを跨ぐタイミング)との間に誤差が生じることに着目して創作されたものであり、当該誤差をなくすように、デジタル入力信号DIのゼロクロス付近(中心コード付近)でのみ、オフセット補正量(積分結果信号Σ(A×phO))の更新が行われる。
That is, the offset cancel circuit of the present embodiment is configured such that when the
一方、図2に示すように、デジタル入力信号DIが閾値−ZLV以上、閾値+ZLV以下であるとき、期待値生成部8aは、期待値SBIとして便宜的にミドルレベル(M)を出力する。このとき、比較結果信号SBOの現実値がローレベル(L)であれば、帰還信号生成部8bは、帰還信号phO(=SBI(M)−SBO(L))としてプラス値(+1)を出力する。一方、比較結果信号SBOの現実値がハイレベル(H)であれば、帰還信号生成部8bは、帰還信号phO(=SBI(M)−SBO(H))としてマイナス値(−1)を出力する。
On the other hand, as shown in FIG. 2, when the digital input signal DI is not less than the threshold value −ZLV and not more than the threshold value + ZLV, the expected value generating unit 8a outputs the middle level (M) as the expected value SBI for convenience. At this time, if the actual value of the comparison result signal SBO is low level (L), the feedback
すなわち、帰還信号生成部8bは、デジタル入力信号DIが無信号時の中心コード或いはその近傍のコードであると判断したときには、比較結果信号SBOの現実値をDAC3のオフセットとみなして、これをキャンセルするように帰還信号phOを生成する。
That is, when the feedback
図4は、本実施形態のオーディオ機器におけるオフセットキャンセル動作を説明するための波形図であり、横軸を時間軸として、図面の上側から順に、デジタル入力信号DI、帰還信号phO、及び、オフセット量の挙動が示されている。なお、図4では、DAC3の正オフセットをキャンセルする様子が示されている。
FIG. 4 is a waveform diagram for explaining the offset cancel operation in the audio device of the present embodiment. The digital input signal DI, the feedback signal phO, and the offset amount are sequentially arranged from the upper side of the drawing with the horizontal axis as the time axis. The behavior of is shown. FIG. 4 shows how the positive offset of the
図4に示す通り、本実施形態のオーディオ機器では、その起動直後に、所定の長さ(数十〜数百[ms]程度)のキャリブレーション期間が設定されている。 As shown in FIG. 4, in the audio device of the present embodiment, a calibration period of a predetermined length (several tens to several hundreds [ms]) is set immediately after activation.
上記のキャリブレーション期間中、シリアルインターフェイス部1は、入力されるシリアル信号を無視し、×8インターポレータ2に送出するパラレル信号(延いては×8インターポレータ2から送出されるデジタル入力信号DI)を無信号時の中心コードとする。
During the calibration period, the
従って、期待値生成部8aは、期待値SBIとしてミドルレベル(M)を出力し、帰還信号生成部8bは、比較結果信号SBOの現実値をDAC3のオフセットとみなして、これをキャンセルするように帰還信号phOを生成するように動作する。
Therefore, the expected value generation unit 8a outputs the middle level (M) as the expected value SBI, and the feedback
すなわち、図4に示すように、DAC3に正オフセットが生じている場合には、これがキャンセルされるまで、上記のキャリブレーション期間中、プラス値(+1)の帰還信号phOが継続的に出力されることになる。
That is, as shown in FIG. 4, when a positive offset occurs in the
なお、上記のキャリブレーション期間中、スピーカ出力スイッチ12は、アナログ出力電圧AOのスピーカ出力を禁止すべく、DAC3からスピーカアンプ4に至る信号経路を遮断する。また、ライン出力スイッチ5は、アナログ出力電圧AOのライン出力を禁止すべく、バイアス電圧BIASをバッファアンプ6に選択出力する。このような構成とすることにより、上記のキャリブレーション期間中に、スピーカで電力が浪費されたり、ライン出力でポップ音が生じたりすることを防止することが可能となる。
During the calibration period, the speaker output switch 12 blocks the signal path from the
また、上記のキャリブレーション期間中、帰還量調整部9は、帰還信号phOに乗じる係数Aを通常より大きく設定する。このような構成とすることにより、DAC3のオフセットを素早くキャンセルすることが可能となる。
Further, during the calibration period, the feedback
上記のキャリブレーション期間が経過すると、シリアルインターフェイス部1では、デジタル入力信号DIのミュートが解除され、スピーカ出力スイッチ12及びライン出力スイッチ5では、アナログ出力電圧AOの外部出力が許可される。また、帰還量調整部9では、帰還信号phOに乗じる係数Aが通常値に戻される。このとき、DAC3のオフセットは、上記のキャリブレーション期間を経て、完全に或いは十分に低減されているため、DAC3のオフセットに起因するスピーカの消費電力増大やライン出力のポップ音を解消し、或いは、低減することが可能となる。
When the calibration period elapses, the
以後、先出の図2及び図3を参照して説明したように、比較結果信号SBOの現実値と期待値SBIとの差分を取ることで帰還信号phOが生成され、その積分結果信号Σ(A×phO)に応じて、DAC3のオフセットをキャンセルする方向に帰還がかけられる。
Thereafter, as described with reference to FIG. 2 and FIG. 3, the feedback signal phO is generated by taking the difference between the actual value of the comparison result signal SBO and the expected value SBI, and the integration result signal Σ ( In accordance with (A × phO), feedback is applied in a direction in which the offset of the
そして、DAC3のオフセットキャンセルが進むにつれ、帰還信号phOとしては、プラス値(+1)とマイナス値(−1)が同一の頻度で現れるようになり、積分結果信号Σ(A×phO)の値が安定化して、一連のオフセットキャンセル動作が完了する。
As the offset cancellation of the
以上で説明したように、本発明に係るオフセットキャンセル回路は、アナログ出力電圧AOと所定のバイアス電圧BIASとを比較して比較結果信号SBOを生成する比較部7と、デジタル入力信号DIと比較結果信号SBOに応じて帰還信号phOを生成する第1演算部8と、帰還信号phOを積分して積分結果信号Σ(A×phO)を生成する積分部10と、積分結果信号Σ(A×phO)に応じてデジタル入力信号DIに帰還をかけ、補正デジタル入力信号DI’をDAC3に出力する第2演算部11と、を有して成る構成とされている。
As described above, the offset cancel circuit according to the present invention compares the analog output voltage AO with the predetermined bias voltage BIAS to generate the comparison result signal SBO, the digital input signal DI, and the comparison result. A
このような構成とすることにより、アナログ/デジタル変換回路やマイコンを用いることなく、DAC3のオフセットを適切にキャンセルすることが可能となる。従って、DAAC3の後段にハイパスフィルタを設ける必要がなくなり、また、ライン出力スイッチ5としてソフトスイッチを用いる必要もなくなるので、チップサイズの縮小や端子数の削減を図ることが可能となる。また、本発明に係るオフセットキャンセル回路であれば、DAC3の通常動作中にも、そのオフセットをダイナミックに補正することが可能となる。
With such a configuration, the offset of the
なお、本発明に係るオフセットキャンセル回路では、比較器7のオフセット特性に応じて、アナログ出力電圧AOのオフセット特性が決まるため、低オフセットの比較器7が必要となるが、DAC3自体のオフセットキャンセルに比べて、低オフセットの比較器7は容易に実現することができる。
In the offset cancel circuit according to the present invention, since the offset characteristic of the analog output voltage AO is determined according to the offset characteristic of the comparator 7, a low-offset comparator 7 is necessary, but for the offset cancellation of the
また、上記の実施形態では、オーディオプレーヤなどに搭載される音声再生用DACのオフセットキャンセル回路を例に挙げて説明を行ったが、本発明の適用対象はこれに限定されるものではなく、FMトランスミッタなどに搭載されるFM変調用DACのオフセットキャンセル回路など、無信号時に所定の中心コードとなるデジタル入力信号を取り扱うDACのオフセットキャンセル回路全般に広く適用することが可能である。 Further, in the above embodiment, the explanation has been given by taking the offset cancel circuit of the audio reproduction DAC mounted on the audio player or the like as an example. However, the application target of the present invention is not limited to this, and the FM is not limited thereto. The present invention can be widely applied to all DAC offset cancellation circuits that handle a digital input signal that is a predetermined center code when there is no signal, such as an FM modulation DAC offset cancellation circuit mounted on a transmitter or the like.
また、本発明の構成は、上記実施形態のほか、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることが可能である。 The configuration of the present invention can be variously modified within the scope of the present invention in addition to the above embodiment.
例えば、上記実施形態では、所定のキャリブレーション期間中、デジタル入力信号DIを無信号時の中心コードとする入力制御部として、既存のシリアルインターフェイス部1にミュート機能を持たせた構成を例示して説明を行ったが、本発明の構成はこれに限定されるものではなく、同様の動作を実現し得る限り、いかなる構成を採用しても構わない。
For example, in the above-described embodiment, a configuration in which the existing
また、上記実施形態では、デジタル入力信号DIが無信号時の中心コード或いはその近傍のコードであるときの帰還信号phOとして、比較結果信号SBOの現実値をDAC3のオフセットとみなし、これをキャンセルするように帰還信号phOを生成する構成(図2のタイプ1を参照)を例に挙げて説明を行ったが、本発明の構成はこれに限定されるものではなく、例えば、第1演算部8は、先述したキャリブレーション期間の経過後、デジタル入力信号DIが無信号時のコード或いはその近傍のコードであるときには、帰還信号phOとしてゼロ値(0)を出力する構成(図2のタイプ2を参照)としてもよい。
Further, in the above embodiment, the actual value of the comparison result signal SBO is regarded as the offset of the
このように、デジタル入力信号DIの微小信号レベル(ゼロ相当レベル)時に、オフセット補正量(積分結果信号Σ(A×phO))を更新しない構成であれば、アナログ出力電圧AOに重畳するノイズに起因して、比較結果信号SBOの論理が不安定となった場合でも、上記のオフセットキャンセル動作への影響を最小限に抑えることが可能となる。 Thus, if the offset correction amount (integration result signal Σ (A × phO)) is not updated when the digital input signal DI is at a very small signal level (equivalent to zero), the noise superimposed on the analog output voltage AO is reduced. As a result, even when the logic of the comparison result signal SBO becomes unstable, it is possible to minimize the influence on the offset cancel operation.
また、上記実施形態では、プラス値またはマイナス値の帰還信号phOとして、比較結果信号SBOの現実値と期待値SBIとの差分値(+1または−1)を直接出力する構成(図2のタイプ1、タイプ2を参照)を例に挙げて説明を行ったが、本発明の構成はこれに限定されるものではなく、例えば、帰還信号生成部8bは、比較結果信号SBOの現実値と期待値SBIとの差分値(+1または−1)にデジタル入力信号DIに比例した係数(K×DI)を乗じることで帰還信号phOを生成する構成(図2のタイプ3を参照)としてもよい。このような構成とすることにより、デジタル入力信号DIの大小に応じて、フィードバック制御の強弱を制御することが可能となる。なお、当該構成を採用する場合には、閾値+ZLV、−ZLVを小さめに設定するとよい。
In the above embodiment, the difference value (+1 or −1) between the actual value of the comparison result signal SBO and the expected value SBI is directly output as the positive or negative feedback signal phO (
また、上記実施形態では、第1演算部8における帰還信号phOの生成動作を説明するに際して、比較結果信号SBOの現実値と期待値SBIとの差分を取ることで帰還信号phOを生成する構成を例示して説明を行ったが、本発明の構成はこれに限定されるものではなく、デジタル入力信号DIと比較結果信号SBOに応じて、上記と同様の帰還信号phOが生成し得るのであれば、第1演算部8でいかなる演算処理を行っても構わない。
In the above embodiment, when the operation of generating the feedback signal phO in the first
本発明は、無信号時に所定の中心コードとなるデジタル入力信号を取り扱うDAC(音声再生用DACやFM変調用DACなど)のオフセットをキャンセルする上で、非常に有用な技術である。 The present invention is a very useful technique for canceling an offset of a DAC (sound reproduction DAC, FM modulation DAC, etc.) that handles a digital input signal that becomes a predetermined center code when there is no signal.
1 シリアルインターフェイス部(入力制御部)
2 ×8インターポレータ(オーバーサンプリング補間回路)
3 デジタル/アナログ変換器(DAC)
4 スピーカアンプ
5 ライン出力スイッチ(出力制御部)
6 バッファアンプ
7 比較部(アナログコンパレータ)
8 第1演算部
8a 期待値生成部(デジタルコンパレータ)
8b 帰還信号生成部
9 帰還量調整部
10 積分部
11 第2演算部(デジタル減算器)
12 スピーカ出力スイッチ(出力制御部)
DI デジタル入力信号
DI’ 補正デジタル入力信号
AO アナログ出力電圧
BIAS バイアス電圧
SBO 比較結果信号(現実値)
SBI 期待値
phO 帰還信号
1 Serial interface part (input control part)
2 x 8 interpolator (oversampling interpolator)
3 Digital / analog converter (DAC)
4 Speaker amplifier 5 Line output switch (Output controller)
6 Buffer amplifier 7 Comparison part (analog comparator)
8 First operation unit 8a Expected value generation unit (digital comparator)
8b Feedback
12 Speaker output switch (output controller)
DI Digital input signal DI 'Correction digital input signal AO Analog output voltage BIAS Bias voltage SBO Comparison result signal (actual value)
SBI Expected value phO Feedback signal
Claims (12)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007118153A JP2008278117A (en) | 2007-04-27 | 2007-04-27 | Offset cancel circuit of digital to analog converter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007118153A JP2008278117A (en) | 2007-04-27 | 2007-04-27 | Offset cancel circuit of digital to analog converter |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008278117A true JP2008278117A (en) | 2008-11-13 |
Family
ID=40055565
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007118153A Pending JP2008278117A (en) | 2007-04-27 | 2007-04-27 | Offset cancel circuit of digital to analog converter |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2008278117A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10063249B2 (en) | 2015-04-24 | 2018-08-28 | Rohm Co., Ltd. | Audio circuit for suppressing DC shock noise |
US10110179B2 (en) | 2015-10-14 | 2018-10-23 | Rohm Co., Ltd. | Audio circuit |
CN111628769A (en) * | 2019-02-27 | 2020-09-04 | 瑞昱半导体股份有限公司 | Digital-to-analog converter device and correction method |
-
2007
- 2007-04-27 JP JP2007118153A patent/JP2008278117A/en active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10063249B2 (en) | 2015-04-24 | 2018-08-28 | Rohm Co., Ltd. | Audio circuit for suppressing DC shock noise |
US10110179B2 (en) | 2015-10-14 | 2018-10-23 | Rohm Co., Ltd. | Audio circuit |
CN111628769A (en) * | 2019-02-27 | 2020-09-04 | 瑞昱半导体股份有限公司 | Digital-to-analog converter device and correction method |
CN111628769B (en) * | 2019-02-27 | 2023-04-07 | 瑞昱半导体股份有限公司 | Digital-to-analog converter device and correction method |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN107005209B (en) | System and method for reducing audio artifacts in audio systems with dynamic range enhancement | |
JP5045151B2 (en) | Transmission power control circuit | |
JP4568572B2 (en) | Audio signal output circuit and electronic device for generating audio output | |
KR102260032B1 (en) | Multipath terrestrial fragmentation based on input signal fidelity and output requirements | |
JP2005223717A (en) | Audio amplifier | |
JP2005167380A (en) | Audio signal processing apparatus and audio signal processing method | |
US10404248B2 (en) | Calibration of a dual-path pulse width modulation system | |
JP4513021B2 (en) | Digital amplifier device and mute method for digital amplifier device | |
US11342892B2 (en) | Amplifier and signal processing circuit | |
JP4786605B2 (en) | Signal amplification circuit and audio system using the same | |
KR102374790B1 (en) | Control of the noise transfer function in the signal path to reduce charge pump noise | |
JP2008278117A (en) | Offset cancel circuit of digital to analog converter | |
US7492218B2 (en) | Digital amplifier apparatus and method of resetting a digital amplifier apparatus | |
JP4792855B2 (en) | Signal amplification apparatus and signal amplification method | |
JP2008160580A (en) | Digital amplifier and switching control method | |
JP6509726B2 (en) | Switching amplifier for variable supply voltage | |
TWI492521B (en) | Amplifying circuits and calibration methods thereof | |
JP2002111398A (en) | Distortion compensator and distortion compensation method | |
JP4481212B2 (en) | Digital switching amplifier | |
JP3638442B2 (en) | Volume circuit | |
JP3848013B2 (en) | Acoustic device and hearing aid using the same | |
JP5231151B2 (en) | Digital amplifier system | |
JP2009055351A (en) | Amplifier circuit | |
JP2005123759A (en) | Output variable circuit for digital to analog converter | |
JP2005192069A (en) | Digital voice reproducing apparatus |